ES2294516T3 - Modulo mezclador dispensador, metodo para su montaje y su utilizacion. - Google Patents
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Abstract
Un módulo dispensador (100), incluyendo: un alojamiento (102); una cámara de recepción de fluido (112) dispuesta dentro de dicho alojamiento y que tiene un paso de varilla (156) formado en la cámara de recepción de fluido y al menos un orificio (182, 184) en comunicación de paso de fluido con dicho paso; una varilla (118) recibida en dicho paso de varilla (156); donde dicha cámara de recepción de fluido (112) está formada por un bloque de flujo frío de material con un agujero formado en él para definir dicho paso de varilla, y medios de compresión (116) para imponer fuerzas de compresión en dicha cámara de recepción de fluido, caracterizado porque dicho módulo dispensador incluye medios de bloqueo (158) para evitar, en unión con una regulación de la posición de dicha varilla (118), el ajuste de la cámara de recepción de fluido en una dirección contra una dirección de empuje de dichos medios de compresión (116) a pesar de una relación de adhesión que se forma entre dicha varilla (118) y la cámara de recepción de fluido (112) que es suficiente para mover los medios de compresión si no fuera por dichos medios de bloqueo.
Description
Módulo mezclador dispensador, método para su
montaje y su utilización.
La presente invención se refiere a un método y
aparato para dispensar material tal como espuma para uso, por
ejemplo, en la formación de bolsas de amortiguamiento de espuma o en
una aplicación más directa de la espuma dispensada, como en un
proceso de protección de empaquetado de espuma en posición o
inyección de material de espuma dentro de una zona confinada tal
como en un proceso de inyección de aislamiento.
A lo largo de los años se han desarrollado
varios dispensadores de material incluyendo los dirigidos a
dispensar material espumable tal como espuma de uretano. Por
ejemplo, cuando se mezclan ciertas sustancias químicas, forman
productos poliméricos que al mismo tiempo generan gases tales como
dióxido de carbono y vapor de agua. Si las sustancias químicas se
seleccionan de modo que endurezcan después de la generación, por
ejemplo, de dióxido de carbono y vapor de agua, pueden ser usadas
para formar espumas poliméricas "endurecidas" (por ejemplo,
una calidad amortiguable en un estado completamente expandido
apropiado) en las que la acción mecánica de formación de espuma es
producida por el dióxido de carbono gaseoso y el vapor de agua que
salen de la mezcla.
En algunas técnicas, las espumas sintéticas
están formadas por resinas orgánicas líquidas y poliisocianatos en
una cámara de mezcla (por ejemplo, una forma líquida de isocianato,
que a menudo se denomina en la industria producto químico "A",
y una mezcla líquida de componentes múltiples como la que incluye
resina de poliuretano para producir espuma de poliuretano, que a
menudo se denomina en la industria producto químico "B"). La
mezcla puede ser dispensada a un receptáculo, como a un paquete o
una bolsa de espuma en posición (véase, por ejemplo, las Patentes
de Estados Unidos números 4.674.268, 4.800.708 y 4.854.109 que se
incorporan por referencia), donde reacciona para formar la
espuma.
Un problema particular asociado con algunas
espumas, como las espumas de poliuretano, es que una vez mezclados,
la resina orgánica y el poliisocianato reaccionan generalmente de
forma rápida de modo que la espuma producida resultante tiende a
acumularse en todos los agujeros por los que pasa, incluyendo un
refuerzo de espuma en agujeros por los que pasaron los componentes
antes de la mezcla. Además, algunos de los polímeros más útiles que
forman composiciones espumables son adhesivos. Como resultado, la
composición espumable, que a menudo se dispensa como un líquido
algo viscoso, tiende a adherirse a objetos con los que choca y
entonces endurecer en posición. Muchas de estas composiciones
espumables adhesivas se adhieren tenazmente a la superficie de
contacto haciendo especialmente difícil la extracción.
A menudo se utilizan solventes en un esfuerzo
por quitar la composición espumable endurecida de superficies no
destinadas a contacto, pero incluso con solventes (en particular
cuando se consideran las limitaciones del tipo de solventes
adecuados para contacto o exposición de los operarios), esto puede
resultar una tarea difícil. La adhesión indeseable puede tener
lugar en la región general donde las sustancias químicas A y B
primero entran en contacto (por ejemplo, una cámara dispensadora de
mezcla) o una posición hacia arriba como en los orificios
individuales de inyección a la luz de la calidad de expansión de la
mezcla, o hacia abajo tal como una pistola dispensadora o, en
realizar, en cualquier lugar cerca del dispositivo dispensador, por
ejemplo, después de apuntar mal, una aplicación incorrecta o fuga
(por ejemplo, una bolsa de espuma con una junta estanca de extremo
o borde con fugas). Por ejemplo, la "formación de espuma" en un
dispensador de bolsas, donde el material mezclado no está
adecuadamente confinado dentro de una bolsa receptora, puede dar
lugar a que la espuma endurezca en cada rincón y grieta del sistema
dispensador haciendo razonablemente inalcanzable la extracción
completa en particular si se considera la configuración de los
sistemas de la técnica anterior. Una corriente mal dirigida de una
salida de una pistola que se sujeta con la mano también puede dar
lugar a que se cubran numerosas superficies indeseadas.
A causa de esta característica de adhesión, se
han tomado medidas en la técnica anterior para intentar evitar el
contacto de las sustancias químicas A y B en posiciones no deseadas,
así como para evitar el paso de las sustancias químicas A/B
mezcladas a zonas indeseadas o que se queden en zonas tales como el
paso de descarga usado al dirigir la mezcla de productos químicos
A/B. Ejemplos de sistemas de inyección para tales composiciones
espumables y su operación se describen en las Patentes de Estados
Unidos números 4.568.003 y 4.898.327, e incorporan aquí en su
totalidad por referencia. Como se expone en estas dos patentes, en
un cartucho de dispensación típico, la cámara de mezcla para los
precursores de espuma es un núcleo cilíndrico que tiene un agujero
que se extiende longitudinalmente a su través. El núcleo está
formado típicamente de un polímero de hidrocarbono fluorado tal
como politetrafluoroetileno ("PTFE" o "TFE"), etileno
propileno fluorado ("FEP") o perfluoroalcoxi ("PFA"). Los
polímeros de este tipo se pueden obtener en grandes cantidades de
varias compañías, y una de las denominaciones más familiares de
tales materiales es "Teflon", la marca comercial usada por
DuPont para tales materiales. Por razones de conveniencia y
familiaridad, tales materiales se denominarán aquí "Teflon",
aunque se entenderá que también se puede usar los materiales
disponibles de compañías distintas de DuPont y de otros tipos si son
apropiados.
En dichos sistemas, una pluralidad de agujeros
(generalmente dos) están dispuestos en el núcleo en comunicación
con el agujero para suministrar la resina orgánica y poliisocianato
al agujero, que actúa como una cámara de mezcla. Una combinación de
varilla de purga y válvula está colocada de manera que deslice en un
ajuste de tolerancia estrecha, "interferencia", dentro del
agujero o cámara de mezcla para controlar el flujo de resina
orgánica y poliisocianato de las aberturas al agujero y la posterior
descarga de la espuma del cartucho.
Con aparatos de dispensación de espuma en bolsa
y de sujeción con la mano se suministran típicamente sustancias
químicas A/B de sus fuentes respectivas (típicamente un depósito
grande tal como un tambor de 55 galones para cada producto químico
respectivo) en el estado deseado (por ejemplo, la tasa de flujo, el
volumen, la presión y la temperatura deseados). Así, incluso con un
dispensador de una marca nueva, el intento de lograr un producto de
espuma deseado implica requisitos adicionales. En el estado presente
de la técnica han surgido varias técnicas de bombeo como en bombas
individuales diseñadas para introducción directamente a los
contenedores fuente de productos químicos acoplados con un
controlador dispuesto en un esfuerzo por mantener las
características de tasa de flujo deseadas mediante el control de la
bomba.
La figura 1 ilustra un sistema dispensador de
dos componentes (eléctrico) de mano de la técnica anterior 20. El
sistema 20 incluye tambores de producto químico 22, 24 para los dos
componentes químicos "A" y "B" a mezclar con el fin de
producir una espuma dispensada. Las bombas 26, 28 se extienden
dentro de los tambores "A" y "B", teniendo cada bomba un
tacómetro combinado y un conjunto de motores CC (27, 29). Las bombas
26, 28 están conectadas a una consola de control 30. Los conductos
de producto químico 32, 34 se extienden desde las bombas, a través
de la estructura de soporte colgante 36 y están conectados al
dispensador de mano 38. En cada uno de los conductos 32, 34 hay
bobinas de hilos calefactores para controlar la temperatura del
producto químico, y unas líneas eléctricas 31, 33 se extienden desde
la consola de control y a conexión eléctrica con las bobinas de
hilos calefactoras en los conductos. La línea eléctrica 35 se
extiende desde la consola de control al motor eléctrico de
alternación de la varilla de válvula del dispensador. Junto al
dispensador 38 se ha colocado un soporte 40 para soportar la caja 42
y una funda de dispensador 44. El sistema dispensador 20 es un
sistema de control en bucle cerrado con bombas de desplazamiento
positivo que intentan mantener el suministro "de relación" de
cada "disparo" del dispensador supervisando de forma continua y
ajustando la temperatura, presión y velocidad de la bomba.
La figura 2 proporciona una vista despiezada de
dispensador de mano de la técnica anterior 38 que incluye un mango
46 que tiene una extensión de agarre con la mano 48 y una base de
montaje 50 que soporta el motor de movimiento alternativo de la
varilla de válvula 52, un soporte "inferior" de cartucho de
mezcla 54 y un soporte "superior" de cartucho de mezcla 56. Los
soportes 54 y 56 están diseñados para retener en posición el
conjunto de cartuchos de mezcla 58. El soporte superior 54 también
funciona como un colector para sustancias químicas recibidas
mediante adaptadores de manguera 60, 62 y recibe tapones de control
de válvula 64, 66, conjuntos de filtro 68, 70, y juntas tóricas 71,
73 para evitar el escape de producto químico entre la salida del
soporte inferior (72 representada) y los orificios de alojamiento
del conjunto de cartuchos (74 representado). El cartucho de mezcla
de producto químico 58 está fijado entre el soporte inferior 54 y el
soporte superior 56, que están fijados por sujetadores 76, mientras
que tornillos de fijación de posición de cartucho 78 se extienden a
cavidades de fijación 80, 80' en el conjunto de
cartuchos 58.
cartuchos 58.
Las figuras 3A y 3B proporcionan una ilustración
del interior del conjunto de cartuchos de mezcla de la técnica
anterior 58 (véase la Patente de Estados Unidos número 4.898.327)
que comparte semejanzas con el representado en la figura 2. Como se
representa, el conjunto de cartuchos de la técnica anterior 58
incluye un alojamiento 82 con extremo trasero accesible 84 (Clip en
C), extremo delantero perforado 86, cámara de mezcla de Teflon 88
que define la zona de mezcla química 89 (la "cámara de mezcla"
real), elementos de orificios de mezcla de productos químicos A y B
90, 92 (figura 3B) que reciben producto químico de las entradas de
orificio de alojamiento 91, 93, y una varilla de válvula 94. En un
esfuerzo por mantener una relación de estanqueidad con la varilla de
válvula, una pila de arandelas Belleville 96 empuja contra el disco
intermedio 98 para mantener comprimido el material de Teflon.
Después del empaquetado, el extremo trasero abierto es cerrado por
medio de una herramienta de presión especial (no representada) que
permite colocar el tapón de extremo 91 y el clip 84.
A pesar del gran esfuerzo de la técnica (véase,
por ejemplo, las Patentes de Estados Unidos números 4.463.251,
4.867.346, 5.211.311, 5.090.814, 5.180.082, 5.709.317), los
cartuchos de mezcla de la técnica anterior tienen que ser
mantenidos y sustituidos con mucha frecuencia, lo que da lugar a una
cantidad grande correspondiente de tiempo de inactividad y
frustración del operador.
En estos dispositivos de la técnica anterior la
mezcla real tiene lugar en el agujero cilíndrico o cavidad que se
perfora a través del eje central del cilindro de Teflon. Así, la
cámara de la región de mezcla es realmente un agujero rodeado por
el diámetro interior del cilindro de Teflon de pared relativamente
gruesa (se indica que el término "cámara de mezcla" se usa a
menudo en la técnica en un sentido más amplio, de manera que incluya
la estructura de formación de la cámara). La cavidad o agujero es
donde ambos componentes de uretano A y B chocan, se mezclan e
inician el proceso de reacción que crea espuma.
Los dispensadores de espuma funcionales de la
técnica anterior que emplean una cámara de mezcla de Teflón, tal
como los enumerados anteriormente, se suelen hacer de varias
calidades de Teflon, a causa de sus excelentes propiedades de no
adhesión. Las cámaras de mezcla, tales como las de las patentes
indicadas anteriormente, son generalmente de forma cilíndrica y se
comprimen contra la parte delantera del alojamiento. Las
características deseables de una cámara de mezcla en la mayoría de
los entornos incluyen (i) maximizar la eficiencia de la mezcla;
(ii) proporcionar una corriente de salida laminar; (iii) disponer
válvulas sin escapes en el flujo de productos químicos.
Las cámaras de mezcla de la técnica anterior
están diseñadas en general para proporcionar soporte mecánico a
orificios de choque usados para dirigir el producto químico
expulsado. Una finalidad de estos orificios de producto químico es
enfocar el flujo de precursores líquidos para alta velocidad de
choque en un esfuerzo por mejorar la eficiencia. Las boquillas por
las que pasan los productos químicos antes de entrar en la cámara
de mezcla propiamente dicha se denominan comúnmente orificios en la
industria. Estos orificios ayudan a minimizar el área en sección
transversal del chorro de salida, maximizando la velocidad de flujo,
y maximizando por ello la presión de choque cuando las dos
corrientes chocan. El diámetro de salida de la abertura de la
boquilla de orificio se diseña en estos sistemas con la idea de que
la abertura no deberá ser menor que la capacidad de salida deseada
del sistema de bombeo (por ejemplo, del rango de (200) 1,38 MPa a
(300 psi) 2,07 M Pa que podría ser considerado un nivel operativo
cómodo, siendo un rango de 2,76 a 3,45 MPa (400 a 500 psi)
representativo de un nivel de presión maximizado de un sistema
práctico de la técnica anterior). La mezcla se puede mejorar
posiblemente usando elementos mezcladores mecánicos adicionales en
el sistema, pero estos pueden añadir una complejidad significativa
al diseño, que a menudo puede compensar la posible ventaja de la
mezcla.
Para una mayor eficiencia (y la calidad de la
espuma), mantener limpios y sin obstrucción ambos orificios permite
mantener los entornos de producción iniciales. Mantener los
orificios adecuadamente alineados para el choque en la posición
deseada como en la línea central de la cámara de mezcla también se
considera en general deseable en el sistema de la técnica
anterior.
Con respecto a una corriente de salida laminar,
la longitud del canal de la cámara de mezcla proporciona unos
medios de amortiguar la turbulencia del flujo químico inmediatamente
después del choque. Si la turbulencia es amortiguada adecuadamente,
se da una calidad laminar al flujo de producto químico (mezclado)
que sale de la cámara de recepción (mezcla). Un flujo de salida
laminar, comúnmente llamado un "vertido de lápiz", es más
fácil de dirigir y mucho más limpio de trabajar que una corriente de
salida turbulenta o centrífuga. Sin embargo, si la relación de
longitud a diámetro de la cámara de mezcla es demasiado pequeña, la
corriente de salida puede ser altamente errática. Esto puede
inducir a confusión al operador, y es una indicación de que los
productos químicos se mezclan mal.
Además, se considera en general en la industria
que la mezcla se puede mejorar en sistemas que tienen un tiempo de
parada más largo en los confines de una cámara de mezcla puesto que
el confinamiento ayuda a mantener los componentes químicos en
estrecha proximidad durante un tiempo más largo. Por otra parte, si
la cámara de mezcla es demasiado larga, la fuerza axial requerida
para retirar la varilla de válvula aumenta de forma significativa,
dando lugar a un aumento del tamaño y peso del mecanismo de
accionamiento asociado. Los requisitos de pesos grandes y tamaño
grande son generalmente inaceptables para aplicación práctica, por
ejemplo, en sistemas de empaquetado a mano (por ejemplo, el usuario
tiene que sujetar cómodamente el peso de un dispensador de
mano).
Otra fuente del desarrollo de un flujo no
laminar o errático en sistemas de la técnica anterior es hacer que
las sustancias químicas no choquen en la línea geométrica central
del diámetro interior de la cámara de mezcla, porque se puede
impartir momento rotacional a la corriente de flujo en dichos
sistemas de la técnica anterior. Este momento rotacional se puede
manifestar en una centrífuga de la corriente de salida, que aparece
como una configuración de pulverización y puede originar varios
problemas.
La cámara de mezcla en la mayoría de los
sistemas también proporciona un medio para que la varilla de válvula
cierre el flujo de precursores líquidos y se abra para permitir que
tenga lugar el flujo y la mezcla. Así, en los sistemas de la
técnica anterior se realiza un esfuerzo por mantener dispositivos de
válvula que evitan la formación de recorridos de escape altamente
problemáticos que pueden permitir que el producto químico A se
mezcle con el producto químico B en tiempos y posiciones
indeseables. Sin embargo, dado que el Teflon es un material de
sellado marginal, es bastante difícil proporcionar el sellado
necesario en el rango típico de presión de interés (por ejemplo,
1,38 a 3,45 Mpa (200 a 500 psi)). La compresión del Teflon puede
mejorar potencialmente su función como una junta estanca. Por
ejemplo, la compresión con una carga en psi de tres a cuatro veces
superior a la presión de fluido que se sella. Se ha usado una pila
de arandelas Belleville en la parte trasera del alojamiento para
proporcionar esta carga.
Además, las juntas estancas de Teflon tienen la
posibilidad de mejorar con el tiempo bajo carga, puesto que con el
tiempo el material de Teflon puede fluir en frío a las
imperfecciones microscópicas superficiales que son posibles
recorridos de fuga a lo largo de la cara de una superficie de
sellado. El material de Teflon tiene más tendencia a flujo en frío
que la mayor parte de los otros plásticos de diseño porque las
cadenas poliméricas que incluye el material no se adhieren una a
otra. A causa de esto, las zonas de material de Teflon pueden
deslizar libremente una por otra, en mayor medida que la mayoría de
los otros plásticos de diseño, haciendo del material de Teflon una
superficie no adherente útil. Aunque esta distorsión de flujo en
frío del Teflon puede ser beneficiosa (por ejemplo, permitir la
conformación del material alrededor de superficies destinadas a
sellarse), también es causa de varios problemas, incluyendo la
posible pérdida del ajuste entre el agujero y la varilla de válvula
así como el ajuste entre los agujeros (por ejemplo, orificios) a
través de los que los precursores separados entran en el agujero
para mezcla y posterior dispensación. En muchos de los sistemas de
la técnica anterior que utiliza Teflon, el núcleo de Teflon se monta
en el cartucho bajo un cierto grado de esfuerzo con el fin de
ayudar a evitar escapes en la forma en que una junta estanca se
monta bajo esfuerzo para la misma finalidad. Este esfuerzo también
promueve la fluencia del Teflon a intervalos u otros agujeros que
pueda haber junto a él, lo que puede ser bueno o malo dependiendo
del movimiento y de la superficie contactado o cuyo contacto se
interrumpa en vista del flujo en frío.
\newpage
Sin embargo, en estos sistemas de la técnica
anterior, la calidad de sellado se pierde con el tiempo, al menos
en cierta medida, permitiendo una acumulación inicial del material
endurecible, lo que puede dar lugar a un ciclo de degradación del
sellado y el empeoramiento de la acumulación de material endurecido.
A su vez, esto puede dar lugar a varios problemas incluyendo el
bloqueo parcial de orificios de entrada de productos químicos de
manera que se altera la mezcla de flujo deseada y se degrada la
calidad de la espuma producida. En otros términos, en cartuchos de
inyección típicos, los precursores de espuma separados entran en el
agujero a través de orificios de entrada separados. La espuma de
poliuretano tiende a acumularse en la zona en la que el precursor
sale del orificio y entra en la cámara de mezcla. Tal acumulaciones
producen salpicaduras en la corriente de salida y la dispensación
de la mezcla en una relación inadecuada. La acumulación de material
endurecido también puede dar lugar a bloqueo parcial de la salida
del dispensador produciendo una mala alineación del flujo
dispensado en contacto con una superficie deseable (por ejemplo, el
operador o varios rincones y grietas en el dispensador).
La acumulación de material endurecido/adhesivo
origina con el tiempo problemas adicionales tales como que la
varilla de válvula se adhiera tanto dentro de su región de recorrido
alterno de sellado/no sellado que el mecanismo accionador sea capaz
de mover la varilla (que da lugar a la generación de una señal de
parada en muchos sistemas comunes de la técnica anterior) o se
rompe un componente a lo largo del tren de accionamiento, que es a
menudo la posición de enganche de la varilla de válvula con relación
a algunos diseños de la técnica anterior. Además, si se fuerza el
movimiento del elemento de sellado de Teflon después de haber
solidificado en una posición dada, la calidad del sellado, como se
explica con más detalle más adelante, se degradará hasta que el
Teflon pueda solidificar en la nueva posición.
Una perturbación de cualquiera de las funciones
de la cámara anterior de mezcla necesitará servicio o sustitución
del módulo de mezcla, con el tiempo de parada, inconvenientes y
gastos resultantes. Todo lo que pueda eliminar o reducir la
aparición de estos problemas mejorará en gran medida la fiabilidad
del módulo de mezcla.
Como resultado de estudiar dichos problemas y
dificultades asociados con la técnica anterior, los inventores
creen que una fuente de muchas de las dificultades y problemas
asociados con los dispositivos de la técnica anterior es la
tendencia de la cámara de mezcla a moverse dentro del alojamiento de
la cámara de mezcla. Así, según la presente invención se ha
estudiado la tendencia de la cámara a "moverse" dentro del
cilindro de confinamiento del alojamiento de la cámara de mezcla.
Los efectos de este movimiento han sido observados por los cambios
de posición de los orificios de producto químico de acero inoxidable
de los dispositivos de la técnica anterior (por ejemplo, mirando a
través de los dos agujeros de flujo perforados radialmente a través
del alojamiento metálico exterior). Estos agujeros de entrada del
alojamiento proporcionan una visión clara de los orificios de
producto químico que están situados radialmente en el cuerpo de la
cámara de mezcla de Teflon. Se ha observado que después de unos
pocos miles de ciclos, los orificios girarán generalmente de forma
apreciable con respecto a los agujeros de entrada del alojamiento
de la cámara de mezcla y que el desplazamiento tiende a empeorar
con un mayor número de ciclos. Se ha determinado que este problema
de movimiento se manifiesta en los movimientos de la cámara de
mezcla tanto en dirección axial como radial.
Algunos ejemplos de los problemas que se
consideran existentes como resultado del desplazamiento de la cámara
de mezcla dentro de su unidad de alojamiento, incluyen:
- a.
- El desplazamiento de la cámara de mezcla, incluso un pequeño incremento, hace que los orificios se aparten de su posición ideal (de diseño y montaje).
- b.
- Si los orificios de productos químicos A y B se desplazan de una posición de choque deseada, la calidad de la espuma puede quedar afectada.
- c.
- La corriente de salida de sustancias químicas reaccionadas de la salida del módulo de mezcla puede pulverizarse debido a rotación de la corriente de salida producida por los orificios desplazados de posición.
- d.
- Si la rotación es severa, los orificios se pueden mover a una posición tan desalineada de los agujeros de flujo en el alojamiento que el flujo de químico quede severamente restringido, y como resultado el sistema se parará.
\vskip1.000000\baselineskip
- a.
- El desplazamiento de la cámara de mezcla, incluso un pequeño incremento, puede degradar seriamente su capacidad de sellado, produciendo escapes de producto químico A y/o B a posiciones donde se pueden mezclar y reaccionar uno con otro y originar varios problemas.
- b.
- Los escapes que producen depósitos de uretano cerca de las zonas de salida de los orificios de producto químico pueden hacer que la corriente de salida del módulo de mezcla se pulverice, o incluso el bloqueo de flujo total.
- c.
- Si un escape es suficientemente grande, puede dar lugar a lo que se conoce como un cruce masivo, donde se producen grandes cantidades de uretano en los lados de A y/o B del colector del dispensador. El cruce masivo en el colector del dispensador es difícil de limpiar, y a menudo da lugar a la sustitución de muchos componentes caros.
- d.
- Los escapes químicos también pueden hacer que la varilla de válvula se una a la cámara de mezcla. El uretano que se forma en el diámetro interior de la cámara de mezcla con el tiempo tendrá tendencia a obstruir un mecanismo de la técnica anterior. Donde el mecanismo de accionamiento ya no puede mover la varilla, se detecta un sistema parado o la rotura de equipo como un conector de varilla roto.
- e.
- El escape químico a una fuente de solvente tal como una cámara de solvente que se encuentra en la parte trasera de un módulo de mezcla, reduce la efectividad de la ventilación del solvente, y reduce en gran medida la vida del módulo de mezcla.
\vskip1.000000\baselineskip
- a.
- La mayoría de los módulos de mezcla se basan en tolerancias relativamente ajustadas y encajes a presión bastante críticos. Así, cualquier desviación de tolerancia producida por movimientos de escape, puede dar lugar a fallos relacionados.
- b.
- Si no se mantienen estos encajes, la cámara de mezcla, además de tener escapes, también estará sometida a daño debido al movimiento de la varilla de válvula. El daño puede no ser observable a simple vista, pero las deformaciones, aunque sean microscópicas, pueden tener efectos observables.
- c.
- Cualquier daño o desgaste de la cámara de mezcla de Teflon exacerbará los problemas de escapes indicados anteriormente.
- d.
- El daño a la superficie de diámetro interior de la cámara de mezcla también creará fisuras, hendiduras, y marcas de rayado que serán lugares de nucleación para acumulación de uretano. Una vez iniciada la acumulación de uretano, atraerá más uretano, aumentando de tamaño hasta que haga que un módulo de mezcla falle.
\vskip1.000000\baselineskip
Se considera según la presente invención que la
secuencia de eventos es la que se describe a continuación (aunque
no es intención de la presente invención delimitar específicamente o
quedar limitado de ninguna forma por las ideas (por ejemplo, el
análisis y las conclusiones) en el desarrollo de la presente
aplicación), utilizando la explicación dada con relación a una
realización típica de la técnica anterior compresión con arandelas
Belleville:
- 1.
- El módulo de mezcla empieza su vida en condición alineada, con los orificios en la cámara de mezcla en alineación correcta con los agujeros pasantes en el alojamiento del módulo de mezcla. Cuando se usa el módulo de mezcla, se acumula naturalmente uretano en el diámetro interior de la cámara de mezcla.
- 2.
- La lenta acumulación de uretano en el diámetro interior de la cámara de mezcla incrementa gradualmente la fuerza de adhesión entre la varilla de válvula y la cámara de mezcla.
- 3.
- En algún punto, cuando la resistencia de unión aumenta a un nivel crítico, el acto de retirar la varilla de válvula hace que la cámara de mezcla vuelva a las arandelas Belleville que la sujetan por detrás. En efecto, la pila de arandelas Belleville es un muelle potente con un recorrido corto.
- 4.
- La varilla de válvula moverá la cámara en la dirección de avance, que comprime la pila Belleville. Esto aumentará la fuerza que empuja la cámara de mezcla hacia adelante hasta que se rompe la unión de uretano entre la cámara de mezcla y la varilla de válvula.
- 5.
- Una vez rota la unión, la arandela Belleville empuja la cámara de mezcla hacia adelante, cerca de su posición original.
- 6.
- Si todos estos movimientos fuesen "perfectos", la cámara de mezcla no giraría y volvería a su posición original. Sin embargo, las fuerzas en esta situación se consideran no perfectamente equilibradas, y la cámara de mezcla tiende a girar como es empujada hacia atrás, o cuando intenta retornar a su posición inicial.
- 7.
- La cámara de mezcla tiende a girar una cantidad diminuta con cada ciclo. Después de gran número de ciclos, la suma de estas rotaciones diminutas se manifiesta como un cambio significativo de la posición radial del orificio dentro del alojamiento de la cámara de mezcla.
- 8.
- Estos esfuerzos en la cámara también hacen que se distorsione, lo que puede explicar el movimiento del orificio que es evidente en la dirección axial con respecto a los agujeros de flujo del alojamiento.
Un problema adicional asociado con la técnica
anterior es la dificultad de acceder a la cámara de mezcla para
corregir los problemas antes indicados que surjan. Por ejemplo,
según se ve en las figuras 3A y 3B, los módulos de mezcla de la
técnica anterior se han montado usando aros de retención en el tapón
trasero o tapón de compresión. Para instalar el aro de retención,
se empuja el tapón trasero a la pila de arandelas Belleville, una
acción que requiere aproximadamente 0,89KN (2001bf) para llevarla a
cabo. Así, el método de montaje de la técnica anterior requiere el
uso de máquinas como prensas de mandrinar y algunos accesorios
especiales de sujeción y alineación para unir el módulo de mezcla
de la técnica anterior. Este tipo de diseño es difícil de montar y
desmontar, puesto que el aro de retención puede ser difícil de
instalar y de quitar cuando están implicadas cargas pesadas.
Un problema adicional asociado con los diseños
de la técnica anterior que incluyen un tapón de extremo delantero
integrado del alojamiento es la tendencia del tapón de extremo
delantero a deformarse o abombarse debido a la carga ejercida por
la pila de arandelas Belleville en la cámara de mezcla y, a su vez,
en el tapón de extremo delantero que contacta la cámara de mezcla.
El tapón delantero de la técnica anterior estampado sobre el diseño
del alojamiento no tiene resistencia especialmente alta y está
sujeto a deformación. Esta deformación puede generar problemas de
fiabilidad y originar problemas como los esbozados anteriormente
cuando la cámara de mezcla desplaza su posición.
Los diseños de la técnica anterior también
tienen la dificultad de montaje. Por ejemplo, el proceso de montaje
típico incluye insertar la cámara de mezcla desde el extremo trasero
e intentar alinear los orificios de producto químico antes de
añadir las arandelas Belleville, el tapón de compresión y el clip en
C. Esta alineación puede ser difícil y, aunque se logre
adecuadamente, la actividad asociada con el bloqueo del clip C puede
originar fácilmente problemas de desalineación. En tales casos, el
usuario tiene que realizar una secuencia de extracción difícil del
clip en C y de alineación. El difícil montaje y desmontaje también
hace que los dispositivos de la técnica anterior sean poco
adecuados para reparaciones in situ y remodelaciones in
situ, siendo necesario, en cambio, su vuelta al centro de
servicio y la intervención del servicio técnico.
Un problema adicional asociado con el diseño de
la técnica anterior es la dificultad de llenar adecuadamente la
cámara de solvente con solvente. Puede ser un procedimiento
embarazoso y complicado llenar los módulos de mezcla de la técnica
anterior con solvente. Por ejemplo, en un diseño de la técnica
anterior el solvente tiene que ser dispensado a la parte trasera
del módulo de mezcla, justo antes de usar una prensa de mandrilar
para comprimir las arandelas. Además del derrame producido durante
este proceso, es difícil saber si el módulo de mezcla está
suficientemente lleno de solvente (por ejemplo, dado que la
viscosidad del solvente es bastante alta a temperatura ambiente, es
fácil que quede atrapado aire en la cámara de mezcla, dando una
falsa impresión de llenado de solvente). Una vez montado, no se
puede llevar a cabo una comprobación del solvente en el diseño de
la técnica anterior sin pasar por un difícil proceso de desmontaje.
Considerando que la duración del módulo de mezcla es típicamente
proporcional a la cantidad de solvente, la presencia de atrapado
aire y bajos niveles de solvente pueden degradar seriamente la
duración del módulo de mezcla.
Una vez montado y bloqueado el clip en C, la
ventilación de solvente dentro de él se puede degradar o degradar
las juntas estancas con el tiempo, haciendo así que el diseño de la
técnica anterior sea poco adecuado para climas duros y/o el
almacenamiento prolongado como sucede a menudo en aplicaciones
militares.
US 5950875, US 5791522, US 3144210 y US 4377256
describen otros ejemplos de módulos de mezcla de la técnica
anterior.
Consiguientemente, la presente invención se
refiere a reducir u obviar al menos algunas de dichas dificultades
y problemas asociados con la técnica anterior. Es decir, con la
ayuda de las ideas anteriores, se han resuelto varios problemas
según la presente invención incluyendo los relacionados con dicho
movimiento de la cámara de mezcla, y, bajo una realización de la
invención, se ha desarrollado una cámara de mezcla que incluye un
dispositivo de bloqueo que evita que la cámara de mezcla retroceda
con una varilla de válvula a los medios de compresión (por ejemplo,
una pila de arandelas Belleville). Así, en una realización de la
presente invención se facilitan medios de bloqueo para evitar el
movimiento de material de la cámara de mezcla en flujo en frío, que
no es beneficioso, con relación a su alojamiento de soporte o medios
de confinamiento. Proporcionando a una cámara de mezcla de medios
de bloqueo de posición, con relación, por ejemplo, al movimiento
alternativo de la varilla de válvula, se evita o al menos minimiza
cualquier movimiento (se excluye preferiblemente tanto el
movimiento axial como radial) de la cámara de mezcla de la presente
invención después de formarse una relación de adhesión entre la
varilla y cámara de mezcla mientras la varilla es empujada de nuevo
a los medios de compresión.
Los medios de bloqueo de la presente invención
funcionan preferiblemente utilizando el alojamiento como una base
fija, alojamiento que está fijado preferiblemente en posición con
relación al dispensador (por ejemplo, un alojamiento de mano o
bastidor que soporta el conjunto del módulo de mezcla). Se prefiere
un interenganche mecánico entre el alojamiento o los medios de
confinamiento de la cámara de mezcla y la cámara de mezcla, puesto
que prevé el bloqueo y la extracción de la cámara de mezcla cuando
se desee. Los medios de bloqueo se aplican preferiblemente
alrededor de toda la circunferencia o un porcentaje significativo
(por ejemplo, 30% o más de forma continua o en serie espaciada) de
la cámara de mezcla para proporcionar un grado de igual fuerza de
retención alrededor de una porción significativa o de toda la
circunferencia o periferia de la cámara de mezcla. Por ejemplo, un
medio de bloqueo preferido (que también tienen la ventaja de
facilitar la fabricación y la introducción y extracción del módulo
de mezcla), es una ampliación del diámetro exterior del extremo
distal de la cámara de mezcla de manera que concuerde con un
diámetro interior ampliado del alojamiento del módulo de mezcla.
Esta configuración de "seta" en la cámara de mezcla (por
ejemplo, un saliente anular escalonado en un bloque de material de
Teflón de flujo en frío), está diseñada para resistir las fuerzas
inherentes al mecanismo dispensador, y evitar o al menos minimizar
toda tendencia de la cámara de mezcla a volver o desplazarse con la
varilla.
Realizaciones adicionales de los medios de
bloqueo incluyen una inversión de los componentes relativos de
bloqueo por extensión o salida y recepción o rebaje o una mezcla de
ambas técnicas. De nuevo, es preferible tener un saliente continuo
de toda la periferia o salientes dispuestos circunferencialmente de
forma significativamente completa al evitar el movimiento de la
cámara de mezcla y la indeseable distribución de flujo frío del
material de la cámara de mezcla mientras que la cámara de mezcla
está bajo la compresión de los medios de compresión. Por ejemplo,
en una disposición invertida, la cámara de mezcla está provista de
una o más zonas de recepción que reciben elemento(s) que se
extiende(n) radialmente hacia dentro o formadas en el
alojamiento propiamente dicho tal como un saliente integral o una
extensión de bloqueo añadida o extensiones que se extienden desde o
a través del alojamiento (por ejemplo, pasadores dispuestos en
serie, un aro anular o análogos que están situados de forma
suficientemente circunferencial para proporcionar una fuerza de
bloqueo coherente contra la fuerza del muelle o medios de
compresión que operan contra los medios de bloqueo). La colocación
axial de los medios "invertidos" o no invertidos de prevención
del movimiento de la cámara de mezcla de la presente invención se
realiza con el fin de hacer que el (los) saliente(s)
enganchen una cantidad axial suficiente de la cámara de mezcla para
bloquear la cámara en posición axial durante el movimiento
alternativo de la válvula. El (los) saliente(s) de
alojamiento en la realización "invertida" o la (las)
zona(s) de recepción de alojamiento en la realización no
invertida se basan en un diseño de alojamiento monolítico (por
ejemplo, una sola unidad moldeada, maquinada o formada) o compuesto
de una pluralidad de componentes montado (por ejemplo, elementos de
pasador insertados o manguito anular compresible o disposición de
fijación o un manguito cilíndrico insertado en la realización no
invertida para retener el extremo distal de un saliente axialmente
intermedio de la cámara de mezcla). Consiguientemente, en vez de o
además del extremo distal expandido o en forma de seta antes
indicado (el extremo donde sale el extremo libre de la varilla),
los medios de bloqueo de la presente invención se pueden colocar en
una posición de bloqueo intermedia u opuesta (extremo próximo). Como
será más evidente a continuación (por ejemplo, la descripción de la
carga de una cámara de mezcla bajo el nuevo diseño del alojamiento
del módulo de mezcla
del extremo delantero del alojamiento), se prefiere la realización "no invertida" de "seta" colocada distal.
del extremo delantero del alojamiento), se prefiere la realización "no invertida" de "seta" colocada distal.
El diseño de la realización preferida de la
invención también incluye un tapón de extremo delantero y un tapón
trasero que están fijados soltablemente a respectivos extremos
abiertos del alojamiento del módulo de mezcla. En una realización
preferida, la fijación soltable se realiza por medio de conexiones
roscadas en extremos respectivos del alojamiento tal como una rosca
interna en el extremo de compresión que es preferiblemente el
extremo trasero según la presente invención y una rosca externa en
el extremo delantero, estando dispuesto preferiblemente el extremo
delantero para introducción y extracción por agarre con el dedo de
un tapón delantero y en el extremo trasero una simple herramienta
que enrosca o desenrosca el tapón trasero.
Esta unión del tapón delantero y del tapón
trasero a un diseño de alojamiento de extremos delantero y trasero
abiertos permite el servicio y la remodelación in situ.
Además, según el diseño de la presente invención, el tapón
delantero se puede fabricar por separado del alojamiento y hacerse
de un material y construcción resistentes. Además, el diseño de la
presente invención permite la carga y manipulación por el extremo
delantero de la cámara de mezcla antes de la fijación del tapón de
extremo delantero que permite la alineación exacta de los orificios
de producto químico de la cámara de mezcla con la del alojamiento
antes del cierre del tapón de extremo delantero (que puede tener
lugar después o antes de la fijación del tapón trasero, pero
preferiblemente antes de la introducción del tapón trasero,
utilizándose la introducción del tapón trasero en el sentido de un
tapón de compresión realizada preferiblemente como el paso de
montaje final (a excepción de la actividad opcional asociada con la
adición de solvente a través de un agujero de tapón de solvente y la
fijación del tapón de solvente como se describe inmediatamente a
continuación)). Se puede usar pasadores de orificio o análogos para
facilitar el mantenimiento de posición durante el proceso de montaje
final.
La inclusión de un tapón de solvente soltable y
fijable y su colocación en el alojamiento proporciona la ventaja de
que el llenado de solvente tenga lugar después de montar
completamente todos los demás componentes del módulo de mezcla sin
los problemas de derrame asociados con la técnica anterior, y el
diseño hace más fácil llevar adecuadamente la cámara de solvente
desde el principio puesto que se puede evitar más fácilmente los
problemas de atropamiento de aire y realizar fácilmente una
supervisión del nivel de solvente después de todo el montaje.
A pesar de ser un diseño de introducción de
solvente fácilmente accesible, la contención del solvente se asegura
con el tapón de solvente, incluso con la certeza añadida que
proporciona la colocación de una junta estanca, tal como una junta
tórica, entre el tapón de solvente y las roscas del alojamiento que
también evita el escape potencial durante el transporte. Además, el
acceso listo permite un almacenamiento prolongado sin solvente y el
llenado in situ cuando se desee. Además, al pasar del uso a
un estado de almacenamiento prolongado, el solvente se puede quitar
fácilmente y posteriormente rellenar al tiempo de la
reutilización.
Una realización preferida de la invención
incluye un módulo dispensador incluyendo un alojamiento, una cámara
de recepción de fluido recibida dentro del alojamiento y que tiene
un paso de varilla formado en ella y al menos un orificio de paso
de producto químico en comunicación de paso de fluido con el paso de
varilla, una varilla recibida en el paso de varilla, y medios de
bloqueo para evitar el ajusta de la cámara de recepción de fluido
en unión con un ajuste alternativo de la posición de la varilla.
Una realización preferida de la invención
también incluye un módulo dispensador en forma de un módulo de
mezcla donde la cámara de recepción de fluido es una cámara de
mezcla que recibe al menos dos sustancias químicas diferentes, está
formada por un bloque de material de flujo en frío, tal como
material de Teflon, y tiene un agujero pasante formado en ella para
definir el paso de varilla. El módulo de mezcla incluye además
medios de compresión (por ejemplo, una pila de arandelas
Belleville) para imponer fuerzas de compresión en la cámara de
mezcla y la varilla está dimensionada con relación a la cámara de
mezcla de tal manera que, en la práctica, a pesar de que sea
probable una relación de adhesión de la varilla a la cámara
(supuesto que tiene lugar en algún punto durante el uso), la cámara
de mezcla retiene una posición de pre-adhesión a
pesar del diseño de los medios de compresión que son ajustables en
configuración o posición al someterse a la compresión.
En el módulo dispensador, los medios de bloqueo
incluyen preferiblemente una disposición o relación de
saliente/rebaje formada entre el alojamiento y la cámara de mezcla
y que proporciona una fuerza de bloqueo periférica o circunferencial
generalmente coherente entre el módulo de mezcla y el alojamiento.
Por ejemplo, la relación de saliente/rebaje incluye preferiblemente
un saliente anular en uno del alojamiento y el módulo de mezcla, y
un rebaje de recepción formado en el correspondiente de dicho
alojamiento y módulo de mezcla. Una realización preferida tiene el
saliente formado más cerca de un primer extremo de la cámara de
mezcla que un segundo extremo, y siendo el primer extremo un
extremo delantero de descarga de la cámara de mezcla. El saliente
también está formado preferiblemente en una porción de extremo
delantero de la cámara de mezcla. Los medios de compresión también
están diseñados preferiblemente de modo que estén continuamente en
modo de compresión en todo momento cuando el módulo de mezcla está
montado.
Una realización preferida tiene la cámara de
mezcla con el saliente y el alojamiento con el rebaje
correspondiente, y el saliente que se extiende sobre al menos la
mayor parte de la periferia de la cámara de mezcla, tal como el que
se extiende de forma continua sin interrupción alrededor de la
periferia de la cámara de mezcla. Un aro anular sobresaliente que
se extiende por toda la periferia de la cámara de mezcla desde el
extremo delantero hacia atrás en un grado longitudinal limitado es
ilustrativo de una configuración adecuada. El saliente se extiende
también preferiblemente radialmente hacia fuera de un cuerpo
cilíndrico principal de la cámara de mezcla, formándose el saliente
y el cuerpo principal como una unidad monolítica integrada, y
representando preferiblemente la extensión radial (considerando
ambos extremos de las extensiones diametrales) de 5 a 25% de un
diámetro máximo de la cámara de mezcla, siendo suficiente de 10 a
15% para la mayoría de las aplicaciones (representando la mitad de
la cantidad anterior la distancia anular radial o una de las dos
extensiones a lo largo de un diámetro de la pestaña
circunferencial.
En una realización alternativa del módulo de
mezcla de la presente invención, la cámara de mezcla tiene un
saliente que se extiende alrededor de una zona periférica de la
cámara de mezcla y el saliente incluye múltiples elementos
salientes dispuestos alrededor de la zona periférica de la cámara de
mezcla.
La presente invención también incluye un módulo
dispensador donde la varilla está dimensionada para sellar un
agujero de salida en el orificio de producto químico al movimiento
alternativo de la varilla por dicho agujero de salida, y donde hay
al menos dos orificios de producto químico que se extienden
radialmente formados en la cámara de mezcla, y el paso de varilla
se representa por un paso axial en un bloque de flujo en frío del
material que forma la cámara de mezcla. Además, en una realización
preferida la varilla funciona como una varilla de válvula y como
una varilla de purga, y la cámara de recepción de fluido incluye dos
orificios de entrada de productos químicos que se abren al paso de
varilla de mezcla cuando la varilla está en un estado retirado, y
la varilla está dimensionada para sellar los orificios de entrada de
productos químicos cuando está en un estado no retirado.
El módulo dispensador tiene preferiblemente dos
o más entradas de mezcla de producto químico formadas en un
alojamiento principal e incluye además, en una serie axial
preferida, un elemento de cierre trasero de alojamiento, los medios
de compresión, la cámara de recepción de fluido o la cámara de
mezcla formada de un material de flujo en frío (y que también tiene
preferiblemente al menos dos orificios de entrada de productos
químicos que se abren al paso de varilla), y un elemento de cierre
delantero. Los elementos de cierre delantero y trasero del
alojamiento están fijados preferiblemente soltablemente al
alojamiento, teniendo el alojamiento un extremo delantero abierto y
un extremo trasero abierto, y estando fijados los elementos de
cierre delantero y trasero a o sobre los agujeros de manera que
cierren los agujeros delantero y trasero del alojamiento. Los
elementos de cierre delantero y trasero se fijan preferiblemente de
forma soltable utilizando, por ejemplo, un enganche roscado con el
alojamiento. Además, la cámara de recepción de fluido se forma
preferiblemente de material de Teflon de flujo frío e incluye dos
orificios de entrada de productos químicos que se abren al paso de
varilla y el alojamiento tiene agujeros de alimentación de
productos químicos alineados con los orificios de entrada de
productos
químicos.
químicos.
Una realización preferida de la invención
también incluye un módulo de mezcla para un sistema dispensador de
dos componentes químicos, incluyendo un alojamiento que tiene una
cavidad de recepción y extremos delantero y trasero, una cámara de
mezcla formada de un material de flujo frío y recibida en el
alojamiento, y la cámara de mezcla que tiene orificios primero y
segundo de productos químicos y un paso de varilla formado en ella,
así como una varilla recibida en el paso de varilla, un dispositivo
de compresión que está colocado dentro del alojamiento en una
relación de compresión con la cámara de mezcla (preferiblemente de
forma continua), un tapón de cierre delantero fijado soltablemente
a la parte delantera del alojamiento y que tiene una cavidad de
descarga de productos químicos formada en el tapón de cierre
delantero, y un tapón de cierre trasero fijado soltablemente a la
parte trasera del alojamiento y que tiene una cavidad de recepción
de varilla formada en el tapón de cierre trasero. Una relación
"segura" de esta realización significa poder retener la
posición relativa en base a medios de interenganche, tales como
roscas, a pesar de las fuerzas externas que actúan en ellos, no
incluyendo cualquier las fuerzas externas indicadas ninguna fuerza
externa de extracción específicamente diseñada, tales como fuerzas
de desenroscado, pero incluye mantener la posición a pesar de la
fuerza axial continua de los medios de compresión en los extremos
directa o indirectamente.
Preferiblemente, al menos uno de los tapones de
cierre delantero y trasero están en enganche roscado con el
alojamiento, teniendo una realización preferida cada uno de los
tapones de cierre delantero y trasero fijado soltablemente de modo
que cada uno esté en enganche roscado con un extremo respectivo del
alojamiento. Preferiblemente el tapón de cierre delantero está
fijado al alojamiento de manera que se pueda quitar con la mano sin
herramientas y donde el tapón de cierre trasero tiene medios de
enganche de herramienta para facilitar la extracción de la
herramienta del tapón de cierre trasero del alojamiento, o
viceversa.
El módulo de mezcla de la realización indicada
tiene una cámara de mezcla que incluye medios de prevención del
movimiento de adhesión de la varilla para evitar el movimiento de la
cámara de mezcla con la varilla como una unidad con relación a los
medios de compresión cuando la varilla esté adherida a la cámara de
mezcla durante la operación. Unos medios preferidos de prevención
de la adhesión de la varilla incluyen elementos de bloqueo
macho/hembra asociados con la cámara de mezcla y/o el alojamiento y
que están colocados para excluir el movimiento axial de la cámara
de mezcla en conjunto dentro del alojamiento. Además, el elemento
macho de bloqueo puede incluir una extensión delantera anular
dispuesta en la cámara de mezcla que se recibe dentro de una sección
rebajada hembra anular de una región delantera del alojamiento,
sección rebajada que define una pared de bloqueo con relación a una
dirección de movimiento de la cámara de mezcla opuesta a la
dirección de la acción de compresión impuesta a la cámara de
mezcla.
El alojamiento también incluye preferiblemente
un orificio de llenado de solvente que se abre al alojamiento y una
cubierta roscada de orificio de solvente que está fijada
soltablemente al alojamiento para facilitar el llenado y la
extracción de solvente. También se ha previsto un elemento de
sellado para facilitar el sellado del orificio de solvente en unión
con la cubierta de orificio.
La presente invención incluye además un módulo
de mezcla que incluye un alojamiento, una cámara de mezcla formada
de un material de flujo frío y que tiene un orificio de entrada de
productos químicos y un paso de varilla, y una varilla recibida
dentro de la cámara de mezcla así como un conjunto de arandelas
Belleville dentro del alojamiento y en una relación de compresión
con la cámara de mezcla, y estando la cámara de mezcla y el
alojamiento en una relación de bloqueo macho/hembra por medio de un
saliente anular macho en uno del alojamiento y el módulo de mezcla
y un rebaje hembra correspondiente que recibe el saliente macho en
el otro del alojamiento y el módulo de mezcla. Un ejemplo de una
relación de bloqueo macho/hembra adecuada incluye la cámara de
mezcla que tiene un extremo delantero ampliado formando un elemento
macho de bloqueo, y teniendo el alojamiento un rebaje formado en un
extremo delantero para recibir el extremo delantero ampliado del
módulo de mezcla. Además, el módulo de mezcla de la presente
invención incluye preferiblemente un alojamiento que tiene extremos
abiertos delantero y trasero, y se ha previsto tapones de cierre
delantero y trasero que están diseñados para fijarlos soltablemente
(por ejemplo, roscas) al alojamiento.
La presente invención también incluye un método
de montar un módulo de mezcla que incluye insertar en un alojamiento
(i) medios de compresión, (ii) una varilla alternativa, (iii) una
cámara de mezcla, recibiendo la última la varilla y poniéndose en
un estado de compresión por los medios de compresión, y unir
soltablemente a los extremos abiertos delantero y trasero del
alojamiento respectivos tapones de extremo delantero y trasero,
teniendo los tapones delantero y trasero un agujero de paso de
varilla formado en ellos. El método incluye además disponer que los
medios de bloqueo efectúen bloqueo entre la cámara de mezcla y el
alojamiento para evitar el movimiento de la cámara de mezcla a
pesar de una relación de adhesión de la varilla entre la varilla y
la cámara de mezcla. El método también incluyen preferiblemente
montar el dispositivo de tal manera que una cara delantera de la
cámara de mezcla apoye en la superficie interior del tapón delantero
y el tapón de hoja se enrosca después de introducir el tapón
delantero en el extremo delantero del alojamiento.
Un método preferido incluye además suministrar
solvente a un agujero de solvente formado en el alojamiento del
módulo de mezcla y cerrar el agujero con un tapón de agujero de
solvente. El método preferido incluye la introducción de solvente
(por ejemplo, calentado por encima de la temperatura ambiente o por
encima de 37,8ºC (100ºF), por ejemplo, a 54,4ºC (130ºF)) después de
cerrar el tapón delantero y el tapón trasero por una unión soltable
anterior de los tapones traseros de extremo delantero.
La presente invención también incluye un método
de dispensar incluyendo evitar el movimiento relativo de una cámara
de mezcla y el alojamiento que recibe dicha cámara de mezcla a pesar
de una adhesión conjunta de una varilla de válvula alternativa
dentro de la cámara de mezcla y a pesar de la posibilidad de
movimiento de medios de compresión que comprimen la cámara de
mezcla si no fuera por los medios de bloqueo, e imponiendo los
medios de compresión fuerzas de compresión de forma continua en la
cámara de mezcla después del montaje y estando diseñadas las
fuerzas de bloqueo para evitar la aplicación no uniforme con
relación a la periferia de la mezcla.
\newpage
Muchos aspectos de la invención se pueden
entender mejor con referencia a los dibujos siguientes, poniéndose
el énfasis en ilustrar los principios de la presente invención.
Además, en los dibujos, números de referencia análogos designan
partes correspondientes en las distintas vistas.
La figura 1 representa un sistema dispensador de
dos componentes, de mano, de la técnica anterior para dispensar
espuma.
La figura 2 proporciona una vista despiezada del
dispensador usado en el sistema en la figura 1.
La figura 3A representa una vista en sección
transversal de un cartucho de cámara de mezcla de la técnica
anterior usado en un dispensador de mano.
La figura 3B representa una vista en sección
transversal tomada a lo largo de la línea en sección transversal
3B-3B-III en la figura 3A.
La figura 4 representa una vista en sección
transversal de un módulo de mezcla de la presente invención tomada a
lo largo de la línea en sección transversal IV-IV en
la figura 5.
La figura 5 representa una vista en sección
transversal del módulo de mezcla de la figura 4 tomada a lo largo de
la línea en sección transversal V-V en la figura
4.
La figura 5A es una vista ampliada de la zona
delantera referenciada del módulo de mezcla representado en la
figura 5.
La figura 6 proporciona una vista de extremo en
alzado frontal del módulo de mezcla de la presente invención.
La figura 7 proporciona una vista en sección
transversal del módulo de mezcla tomada a lo largo de la línea en
sección transversal VII-VII en la figura 4.
Las figuras 8A y 8B proporcionan diferentes
vistas en perspectiva de la cámara de mezcla de la presente
invención.
La figura 8C proporciona una ilustración en
vista frontal parcial de unos medios de bloqueo de salientes
múltiples no continuos según la presente invención.
La figura 8D proporciona una ilustración en
perspectiva cortada de la porción rebajada hembra de la disposición
de bloqueo de la figura 8C.
La figura 9 proporciona una vista en sección
transversal de la cámara de mezcla de la presente invención tomada a
lo largo de la línea en sección transversal IX-IX en
la figura 11.
La figura 10 representa una vista de extremo
posterior en alzado de la cámara de mezcla en la figura 9.
La figura 11 representa una vista en sección
transversal de la cámara de mezcla tomada a lo largo de la línea en
sección transversal XI-XI en la figura 9.
La figura 12 representa una vista en sección
transversal de la cámara de mezcla tomada a lo largo de la línea en
sección transversal XII-XII en la figura 11.
La figura 13 representa una vista en sección
transversal de la cámara de mezcla tomada a lo largo de la línea en
sección transversal XIII-XIII en la figura 11.
La figura 14 representa una vista de extremo en
perspectiva superior-frontal del alojamiento de la
cámara de mezcla de la presente invención.
La figura 15 representa una vista de extremo
superior-trasero y lateral en perspectiva del
alojamiento del módulo de mezcla de la presente invención.
La figura 16 representa una vista inferior en
perspectiva del alojamiento del módulo de mezcla de la presente
invención.
La figura 17 representa una vista en sección
transversal del alojamiento del módulo de mezcla de la presente
invención tomada a lo largo de un eje vertical que biseca la
ilustración en la figura 14.
La figura 18 representa una vista en sección
transversal del alojamiento del módulo de mezcla de la presente
invención tomada a lo largo de un plano horizontal que se extiende
entre bordes E1 y E2 del alojamiento y mirando hacia abajo.
La figura 19 representa una vista en perspectiva
lateral interior o trasera del tapón delantero del módulo de
mezcla.
La figura 20 representa una vista en perspectiva
exterior o delantera del tapón delantero del módulo de mezcla.
La figura 21 representa una vista en sección
transversal bisectriz vertical del tapón delantero en la figura
20.
La figura 22 representa una vista en sección
transversal del tapón trasero del módulo de mezcla tomada a lo largo
de la línea en sección transversal A-A en la figura
24.
La figura 23 representa una vista en sección
transversal del tapón trasero del módulo de mezcla tomada a lo largo
de la línea en sección transversal E-E en la figura
24.
La figura 24 representa una vista en perspectiva
del tapón trasero del módulo de mezcla.
La figura 25 representa una vista en perspectiva
posterior y lateral del módulo de mezcla de la presente
invención.
La figura 26 representa una en perspectiva
frontal y superior del módulo de mezcla de la presente
invención.
La figura 27 representa una vista en perspectiva
frontal y lateral del espaciador del módulo de mezcla de a presente
invención.
La figura 28 representa una vista en perspectiva
posterior y lateral de dicho espaciador.
Las figuras 29A-29G muestran en
secuencia ilustrativa rotativa del lado a la parte superior el
orificio de producto químico de la presente invención desde el punto
de vista de un primer origen.
Las figuras 30A-30G muestran una
secuencia ilustrativa rotativa similar del orificio de producto
químico desde el punto de vista de un segundo origen.
Las figuras 31A-31F muestran una
secuencia ilustrativa rotativa del lado a la parte inferior del
orificio de producto químico.
Las figuras 32A-32C muestran
vistas en perspectiva adicionales del orificio de producto
químico.
La figura 33 representa una vista en sección
transversal del orificio de producto químico tomada a lo largo de la
línea en sección transversal F-F en la figura
29A.
La figura 34 representa una vista en sección
transversal del orificio de producto químico tomada a lo largo de la
línea en sección transversal G-G en la figura
30A.
Las figuras 4-7 ilustran el
módulo de mezcla 100 de la presente invención que incluye el
alojamiento 102 que tiene un extremo "delantero" (abierto) 104
y un extremo "trasero" (abierto) 106 con un tapón de extremo
delantero asociado 108 y un tapón trasero 110. Tapones 108, 110
retienen en posición operativa la cámara de mezcla 112, el
espaciador ranurado en forma de copa 114 y la pila de arandelas
Belleville 116 (la forma preferida de los medios de compresión).
Cada uno del tapón delantero 108, la cámara de mezcla 112, el
espaciador 114, la pila de arandelas 116 y el tapón trasero 110
tienen un paso axial para recibir una varilla de válvula y/o purga
(a continuación "varilla") 118. El módulo de mezcla 100 también
tiene preferiblemente una cámara de solvente 122 con espaciador 114
y tapón trasero 110 formado preferiblemente con bolsas o cavidades
de recepción de solvente (123, 124). Las arandelas Belleville en
pila 116 también se representan con un espacio libre anular (véase
las figuras 5 y 7) que facilita el flujo de solvente o la presencia
a lo largo de la porción recibida de la varilla 118.
Como se explica con más detalle más adelante, el
tapón de solvente 126 está fijado a rosca (o fijado de otro modo
fácilmente soltable con utillaje asociado o medios de agarre manual
como un saliente de agarre con los dedos (no representado) o el
rebaje más preferido de introducción de herramienta 216). Su porción
de sellado se puede fijar al alojamiento 102 para cerrar el agujero
de acceso a solvente 128 formado en uno de los lados del
alojamiento de múltiples lados 102 (por ejemplo, véase la
disposición de paredes hexagonales de la figura 4). El tapón de
solvente 126 está colocado preferiblemente de manera que solape
axialmente parte de la pila de arandelas Belleville 116 y el
espaciador 114 colocado entre los medios de compresión 116 y cámara
de mezcla de bloque de Teflon 112. La pila de arandelas Belleville
116 también está preferiblemente dispuesta en pares opuestos (por
ejemplo, 8 pares de arandelas, teniendo cada conjunto de pares
arandelas opuestas) que proporcionan un nivel de fuerza preferido,
por ejemplo, de 150 a 250 lbf (prefiriéndose 200 lbf para muchos
usos de la invención) con relación al contacto del espaciador con
la cámara de mezcla y el contacto correspondiente de la cámara de
mezcla con la cara interior de tapón delantero 108.
Se deberá indicar que se ha previsto que ninguna
indicación de dimensión o rango (incluyendo las anteriores y las
siguientes) presentada en la presente solicitud sea limitativa, sino
que se ofrece a efectos ilustrativos para apreciar mejor los varios
aspectos de la presente invención.
Como también se representa en las figuras 5 y 7,
la varilla de válvula 118 tiene un extremo perforado de captura de
medios alternativos 130 (por ejemplo, un extremo de unión de
alternador de varilla motorizado) y se extiende axialmente
completamente a través del alojamiento y se representa pasando por
respectivos tapones delantero y trasero 108 y 110. La varilla 118
también incluye un aro anular de límite 132 para evitar una
extracción completa no intencionada de la varilla 118 del módulo de
mezcla. También se prevé preferiblemente un elemento de sellado por
contacto de la varilla 134 tal como una junta tórica insertada en
una cavidad de recepción de junta tórica formada en el tapón
trasero 110. El alojamiento 102 también se representa en las figuras
7 y 16 incluyendo cavidades de posición 136, 138 para fijar el
alojamiento en posición con relación a un soporte sujetado con la
mano o un sistema dispensador que no se sujeta con la mano (por
ejemplo, el sistema embolsador con módulo de mezcla fijado en
posición). Se deberá indicar que, aunque una realización preferida
incluye el módulo de mezcla asociado con un dispensador de mano, el
módulo de mezcla no se limita a dispensador de mano o sistemas de
espuma, sino que es utilizable en cualquier entorno donde opere un
módulo de mezcla. Por ejemplo, se hace referencia al conjunto
dispensador de espuma en bolsa y sistemas asociado descritos en las
solicitudes provisionales A-O enumeradas en la tabla
de la página 2 de la presente aplicación, e incorporándose aquí por
referencia cada una de las solicitudes provisionales enumeradas.
El alojamiento 102 también incluye además
agujeros de entrada de paso de producto químico 140, 142 formados,
por ejemplo, en puntos periféricos medios a través de paredes
laterales 144 y 146 (figura 4) y dentro de la mitad axial delantera
del alojamiento 102 (por ejemplo, una posición a aproximadamente 1/3
hacia atrás del extremo delantero). Las paredes 144, 146 están
colocadas en lados opuestos de la pared lateral intermedia 148 en
el alojamiento de configuración hexagonal preferido 102. La pared
148 está preferiblemente diametralmente enfrente de la pared 150 en
la que se forman cavidades de posición 136, 138. Las entradas de
producto químico 140, 142 y ellas se representan colocadas a la
espaciación preferida de 120º de entrada de productos químicos en
las paredes 144, 146.
Se hace referencia a las figuras 5A, 8A, 8B, 8C
y 9-13, para otra explicación de la cámara de mezcla
112 con medios de bloqueo o de prevención del movimiento de
adhesión de la varilla 158. Las figuras 8A y 8B proporcionan vistas
en perspectiva de una realización preferida de la cámara de mezcla
112 que se forma preferiblemente de un material de bajo rozamiento
tal como uno que tenga capacidad de flujo en frío, siendo con
material de la marca TEFLON un material preferido.
La cámara de mezcla 112 tiene un primer extremo
(por ejemplo, extremo de contacto del maguito del espaciador) 152 y
un segundo extremo (por ejemplo, delantero) 154 que está colocado en
contacto con la superficie interior de igual configuración del
tapón delantero una vez instalado en el alojamiento 102. Como se
representa en las figuras 12 y 13, el paso axial de varilla (o
agujero pasante) 156 se extiende a través del eje central de cámara
la de mezcla 112 de manera que se abra en los extremos primero y
segundo.
Las figuras 12 y 13 ilustran la configuración
preferida del paso 156 que es un paso de diámetro continuo de
diámetro Da (un rango de 2,54 a 12,7 mm (0,1 a 0,5 pulgada)
ilustrativo de un rango de diámetro adecuado Da, siendo de 3,55 a
7,62 mm (0,15 a 0,3 pulgada) un subrango más preferido y siendo 4,75
mm (1,87 pulgada) un valor preferido para Da). Las figuras 8A y 8B
también ilustran medios de bloqueo o prevención del movimiento de
adhesión de la varilla 158 en forma de saliente de bloqueo 158, que
en una realización preferida es un saliente anular que tiene un
borde delantero 160 (figura 8A) que coincide con el borde radial
exterior de la cara delantera 154, y el borde trasero 162 define un
borde axial interior de la superficie periférica 164. Una
superficie inclinada 161 que se extiende entre borde trasero 163 y
el borde adyacente 163 proporciona en el saliente de bloqueo 158
una porción de borde achaflanado trasero que facilita la colocación
apropiada dentro del alojamiento durante el montaje. El saliente de
bloqueo 158 es preferiblemente integral con la porción de cuerpo
principal 166 (por ejemplo, toda la cámara de mezcla está formada
como un cuerpo monolítico y también preferiblemente de un material
común como Teflon). Como se ilustra, el borde radial interior de aro
de pared escalonado 168 se extiende desde la región delantera de la
porción de cuerpo principal 166. El extremo trasero 152 de la
porción de cuerpo principal 166 también incluye preferiblemente un
borde periférico achaflanado 151 definido entre el borde trasero
153 y un borde adyacente 155 para facilitar la introducción inicial
de la cámara de mezcla 112 en el alojamiento 102. La pendiente de
borde achaflanado 161 es preferiblemente la misma que la del borde
achaflanado 151.
Los medios de bloqueo 158 pueden tomar varias
configuraciones según la presente invención (por ejemplo,
periféricamente continuas o interrumpidas con saliente(s) de
longitudes/alturas comunes o diferentes alrededor de la periferia
de la cámara de mezcla) así como una variedad de longitudes axiales
y una variedad de longitudes radiales (por ejemplo, una distancia
radial R (figura 13) entre la superficie 164 y la superficie
expuesta exterior del cuerpo principal 166 de 0,64 a 2,54 mm (0,025
a 0,1 pulgadas), siendo de 0,89 a 1,27 mm (0,035 a 0,05 pulgadas)
un subrango adecuado). La longitud R incluye una combinación de
pared 168 y borde achaflanado 161, representando éste último un
pequeño porcentaje de la distancia radial R (por ejemplo, la
superficie inclinada 161 representa de 25 a 50% de la distancia
radial general R). La longitud axial y la extensión radial
utilizadas del saliente de bloqueo 158 están diseñadas para
proporcionar una función suficiente de bloqueo en posición (a pesar
de la adhesión de la varilla debida a la relación de
rozamiento/adhesión estática entre la varilla y la cámara de mezcla
que cabe esperar durante la operación normal) con un uso eficiente
de material.
Las figuras 8C y 8D proporcionan una vista
frontal parcial de la relación de bloqueo y una vista en perspectiva
cortada del componente saliente macho de la disposición de
múltiples salientes/rebajes macho/hembra de una realización
alternativa de los medios de bloqueo 158' de la presente invención.
Según se ve allí, hay un conjunto no continuo circunferencialmente
en serie de salientes/rebajes 159 de la cámara de mezcla para los
medios de bloqueo 158' que es diferente de la relación de bloqueo
macho/hembra de la primera realización descrita de salientes
continuos (los números de referencia de trazos corresponden en
general a los de la primera realización). Las figuras 8C y 8D
ilustran además el conjunto de salientes/rebajes engranados del
alojamiento (167, 167') (los rebajes hembra 169 reciben los
salientes machos 191 en la realización ilustrada) que se extiende
axialmente hacia adelante desde una pared continua de refuerzo 168'
en el módulo de mezcla 112' y la superficie de pared 190' en el
alojamiento 102'. La combinación proporciona un tope axial en
asociación con el interengrane circunferencial así como un bloqueo
rotacional (aunque se considera que el bloqueo axial que excluye el
movimiento de "adhesión axial de la varilla" es todo lo que se
precisa en la práctica).
Las figuras 5A, 8B y 12 ilustran los medios de
bloqueo de salientes anulares continuos preferidos 158 que incluyen
la pared escalonada 168 que se extiende desde el cuerpo principal
166 (preferiblemente con un relleno curvado o pared de transición
inclinada más pequeña 170), siendo el diámetro general del saliente
de bloqueo Dp preferiblemente de 6,35 a 25,4 mm (0,125 a 1,0
pulgada), siendo un valor preferido de 14,22 mm (0,56 pulgada). El
diámetro Dm del extremo trasero del cuerpo principal 166 (figura 12)
o la anchura media, si la hay, distinta de una sección transversal
cilíndrica del cuerpo principal 166 es preferiblemente de 8,89 a
19,05 mm (0,35 a 0,75 pulgada) o más preferiblemente un valor de
12,45 mm (0,49 de una pulgada), representando la diferencia
(Dp-Dm=R) aproximadamente de 5 a 15% de Dp. Además,
un diámetro preferido Da para el paso de varilla 156 es de 2,54 a
10,16 mm (0,1 a 0,4 pulgada) o de 3,81 a 7,62 mm (0,15 a 0,3
pulgada) como un rango preferido intermedio, siendo 4,7 mm (0,19
pulgada) un valor preferido. El grosor de pared anular radial de la
porción del cuerpo principal que forma su aro anular (definiendo su
superficie interior la zona de mezcla química) es preferiblemente
de 2,54 a 12,7 mm (0,1 a 0,5 pulgada), prefiriéndose 3,81 mm (0,15
pulgada).
Además, aunque un sistema de dos componentes es
una realización preferida de la presente invención, la presente
invención también es adecuada para uso con uno solo o más de dos
sistemas de componentes químicos donde existe un problema potencial
de adhesión y movimiento de los medios de compresión en una cámara
de mezcla o dispensación de un dispensador y una varilla que se
recibe en él.
En las figuras 8A, 8B se representan orificios
de producto químico 174, 176 que están formados a través del grosor
radial de la porción de cuerpo principal 166 y que se representan
circunferencialmente espaciados y en un plano transversal común
(una disposición preferida en contraposición a la axialmente
desviada). El eje central de cada orificio 174, 176 está diseñado
de manera que sea común con un eje central de paso respectivo de
los agujeros de entrada 140, 142 en el alojamiento 102 (figuras 4,
5) e intersecando cado uno el eje central del paso 156.
Además, los orificios 174, 176 tienen
preferiblemente una configuración de paso con una cavidad de
recepción exterior grande 178 y una cavidad interior más pequeña
180, y entremedio se ha formado una pared de paso anular 181 con
una pared de transición inclinada o achaflanada 179. La
configuración del escalón está dimensionada para acomodar orificios
de producto químico 182, 184 (figura 4) que son preferiblemente
orificios de acero inoxidable diseñados para producir corrientes de
sustancias químicas que salen de los orificios chocando, por
ejemplo, en un ángulo de 120º para evitar problemas de
entrecruzamiento químico en la cavidad de la cámara de mezcla. Como
se representa en las figuras 4, 12 y 13, los diámetros Db y Dc están
dimensionados en asociación con el dimensionamiento de orificios
182, 184, siendo preferible tener el extremo de entrada de orificios
182 y 184 de un diámetro común y alineado con relación al extremo
de salida de las entradas del alojamiento 140, 142. Los orificios
182, 184 se representan con una sección de introducción cónica hacia
arriba y una sección cilíndrica de salida que representan
aproximadamente 50% de la longitud axial del orificio. La dimensión
Db es preferiblemente de 2,54 a 7,62 mm (0,1 a 0,3 pulgada), siendo
4,52 mm (0,17 pulgada) un valor representativo preferido y la
dimensión Dc es preferiblemente de 1,27 a 1,91 mm (0,05 a 0,075
pulgada), representando 1,65 mm (0,065 pulgada) un valor
preferido.
Las figuras 13 ilustran líneas de dimensión
longitudinal L1 a L4 para la cámara de mezcla 112, representando L1
toda la longitud axial de la cámara de mezcla 112 o la distancia
desde el borde exterior trasero al borde delantero (preferiblemente
12,7 a 50,08 mm (0,5 a 2 pulgadas), siendo 25,4 mm (1 pulgada) un
valor representativo preferido). L2 representa la distancia axial
desde el extremo trasero 152 al borde periférico 160 del saliente
de bloqueo 158 (debiéndose la reducción de longitud L1 a la
pendiente hacia dentro (por ejemplo, de 5 a 15º de la vertical,
prefiriéndose 10º) de la cara delantera de la cámara de mezcla y
siendo la longitud L2 preferiblemente de 10,92 a 45,72 mm (0,43 a
1,8) (o 0,51 a 1,78 mm (0,02 a 0,07 pulgada) menor que la longitud
L1), siendo 24,13 mm (0,95) (o 1,27 mm (0,05 pulgada) menor que L1)
un valor ilustrativo preferido. L3 representa la longitud axial
entre el borde trasero 152 al borde interior del saliente de bloqueo
162 de la superficie 164 (preferiblemente 12,7 a 25,4 mm (0,5 a 1,0
pulgada), siendo 18,8 mm (0,74 pulgada) un valor preferido). L4
representa la distancia del borde trasero 152 al eje central del
paso más próximo de producto químico tal como la cavidad interior
más pequeña 180 (preferiblemente 2,54 a 7,62 mm (0,1 a 0,3 pulgada),
siendo 4,57 mm (0,18 pulgada) un valor preferido).
Las figuras 5 y 5A ilustran el extremo delantero
104 del alojamiento del módulo de mezcla 102 que tiene un rebaje de
mayor diámetro 186 que disminuye a un rebaje de alojamiento de
diámetro más pequeño 188. La figura 5A representa la pared
escalonada 190 formada entre los rebajes de alojamiento de diámetro
mayor y menor 186, 188 que está dimensionada de manera que
corresponda al aro de pared escalonada 168 del saliente de bloqueo
158 para proporcionar unos medios de prevención de movimiento axial
con relación a la varilla alternante 118. La relación de apoyo
establece una relación de bloqueo sin movimiento axial entre la
cámara de mezcla 112 y el alojamiento 102 cuando el módulo de
mezcla está en un estado montado (véase más adelante) y sin dicho
movimiento se puede evitar tanto el desplazamiento axial como
rotacional en la cámara de mezcla a pesar de una adhesión temporal
de la varilla en la cámara de mezcla y la posibilidad de que los
medios de compresión compriman si no fuera por los medios de
bloqueo 158. Así, la cámara de mezcla no está sometida al movimiento
de adhesión de la varilla y evita los problemas previamente
mencionados asociados con este movimiento, tales como la
desalineación de los orificios.
La configuración del alojamiento se ilustra
mejor en las figuras 5, 5A, 7 y 14-18,
proporcionando éstas últimas unas vistas en perspectiva y en
sección transversal del alojamiento 102 solo. Las figuras 15 y 18
ilustran una configuración de pared escalonada preferida 190
formada entre el rebaje de diámetro grande 186 y el rebaje interior
188 que es radialmente transversal u oblicua (por ejemplo,
cónicamente convergente en una dirección de delante atrás aunque se
prefiere una relación de contacto de pared vertical no oblicua a
nivel). Por ejemplo, con referencia a la figura 18, el alojamiento
102 tiene un grosor radial T1 que define el diámetro del rebaje D1
en su extremo delantero (por ejemplo) de 2,54 a 5,08 mm (0,10 a 0,20
pulgada) (por ejemplo 3,81 mm (0,15 pulgada)) para T1, y de 12,7 a
19,05 mm (0,5 a 0,75 pulgada) para D1, siendo D1 preferiblemente
igual a 14,22 mm (0,56) al grosor T2 de 5,08 a 7,62 mm (0,2 a 0,3
pulgada) 6,35 mm (0,25 pulgada) preferido) con una circunferencia
exterior común de tal manera que se forma una cavidad de alojamiento
de diámetro reducido 188 que define el diámetro del rebaje de
alojamiento D2 10,16 a 15,24 mm (0,4 a 0,6 pulgada), prefiriéndose
17,45 mm (0,49)) y se puentea por la pared escalonada 190. Como se
ve mejor en la figura 5A, la pared escalonada 190 incluye
preferiblemente una sección de pared de tope delantera más axial
190' seguida axialmente en la parte trasera por una sección de
pared inclinada 190''. Como se representa, la sección de pared 190'
está orientado más verticalmente que la sección de pared 190",
extendiéndose preferiblemente la sección de pared 190' transversal a
la línea axial central del alojamiento 102. La sección de pared
190' también representa preferiblemente la mayor parte o más grande
de la longitud transversal con relación a la sección de pared 190',
siendo la extensión axial de la sección de pared 190"
preferiblemente más grande que su elevación radial. La pared
inclinada 190" permite una introducción más fácil del módulo de
mezcla 112 (por ejemplo, el deslizamiento del chaflán 151 a la
superficie inclinada 190" mientras que la sección de pared 190'
es de longitud radial suficiente para realizar la función de
contacto/bloqueo). La figura 5A también ilustra la superficie
exterior del cuerpo principal que está en contacto de rozamiento
deslizante con la superficie 188 del alojamiento 102.
Hacia atrás del rebaje 188 que define la
superficie del alojamiento se facilita un ligero escalón 194 (por
ejemplo, un aumento de 0,18 a 0,25 mm (0,007 a.01 pulgada) de D2 a
D3). Con una superficie exterior de pared común preferida, los
diferentes diámetros interiores están formados por un grosor de
pared diferente a T3 y T4 y/o diferencias en el diámetro del
rebaje. Según se ve en las figuras 17 y 5, el escalón menor 194
proporciona un límite delantero para la pila Belleville, aunque el
manguito del espaciador 124 preferiblemente (en unión con el tapón
de extremo trasero 110) mantiene la pila de arandelas comprimida y
axialmente espaciada del escalón 194. La expansión de la cavidad
188 a una cavidad trasera 193 también proporciona holgura radial
adicional para acomodar ajustes de compresión de la pila
Belle-
ville. El espaciador 124 tiene un diámetro exterior generalmente conforme a D2 y puentea axialmente el escalón 194.
ville. El espaciador 124 tiene un diámetro exterior generalmente conforme a D2 y puentea axialmente el escalón 194.
Según se ve en la figura 7, la porción de cuerpo
principal 166 de la cámara de mezcla 112 se recibe preferiblemente
totalmente en el rebaje de alojamiento 188 mientras que la pila de
arandelas Belleville 116 se recibe totalmente en el rebaje de
alojamiento 193 definido por el grosor T4. El espaciador 124 se
extiende preferiblemente a lados opuestos del escalón 194, y en el
extremo trasero del alojamiento 102 se prevé preferiblemente un
rebaje de recepción de tapón trasero 192 de un diámetro, por
ejemplo, de 12,7 a 15,24 mm (0,5 a 0,6 pulgada), prefiriéndose 12,7
mm (0,50 pulgada)) y el grosor T5 (por ejemplo de 5,08 a 7,62 mm
(0,2 a 0,3 pulgada), prefiriéndose 7,11 mm (0,28)).
El rebaje 198 está diseñado en el tapón trasero
de recepción 110, con el tapón 110 dimensionado para ocupar la zona
de rebaje 198 y extenderse hacia dentro al rebaje 186 y a contacto
con medios de compresión 116. A este respecto se hace referencia a
la figura 7 donde L5 ilustra la longitud axial desde el extremo
trasero del alojamiento al extremo trasero de los medios de
compresión (en un estado montado pero no operativo) 116 (por
ejemplo, 7,62 a 15,24 mm (3 a 0,6 pulgada) o 11,43 mm (0,45 pulgada)
que representa aproximadamente de 10 a 30% o más preferiblemente
20% de toda la longitud axial del módulo de mezcla 100, estando 0%
en el extremo trasero). L6 ilustra la longitud axial desde el
extremo trasero al eje central del agujero de solvente de acceso
128 que también es preferiblemente generalmente proporcional al el
extremo delantero de los medios de compresión 116 y el extremo
trasero de la compresión del espaciador 114 (por ejemplo, 22,86 a
35,56 mm (0,9 a 1,4 pulgadas) o 40 a 60%, siendo preferible 50
\pm5%, siendo de nuevo 0% el extremo trasero); L7 representa la
interface de contacto entre el extremo delantero del manguito del
espaciador y extremo trasero de la cámara de mezcla 112 (por
ejemplo, 27,94 a 38,11 mm (1,1 a 1,5 pulgadas) o de 50 a 65%); L8
(figura 5) representan la distancia desde el extremo trasero 106
del alojamiento y el eje central de la entrada del alojamiento 140
(por ejemplo, 33,02 a 48,26 mm (1,3 a 1,9 pulgadas) o 55 a 85%) y L9
representa toda la longitud axial del alojamiento 102.
El rebaje de recepción 192 incluye medios para
bloquear en posición axial el tapón trasero 110, medios que son
preferiblemente los que permiten la extracción del tapón trasero sin
necesidad de dispositivos de soporte especiales como una prensa de
mandrinar al liberar la fuerza de compresión y que se pueden apretar
con una simple herramienta a una posición operativa que comprime
los medios de compresión al nivel de fuerza deseado. En una
realización preferida se ha previsto un rebaje roscado 192 que tiene
roscas finas (por ejemplo, 625-32
UN-clase 2B para la parte trasera y roscas algo más
bastas 750-32 UN-23 para el tapón
delantero) para facilitar el bloqueo en posición axial del tapón
trasero 110 en una posición que induce una compresión deseada.
El alojamiento 102 también incluye
preferiblemente otro rebaje de extremo trasero (por ejemplo, más
hacia atrás) 195 que sube a un diámetro mayor D5 (por ejemplo una
expansión de 0,51 mm (0,02 pulgada)) que proporciona una arista
anular inclinada 197 (que facilita el montaje del tapón trasero
110).
Como se ha indicado anteriormente, los cartuchos
ordinarios de mezcla de espuma de empaquetar de la técnica anterior
se montan usando aros de retención en la parte trasera de un tapón
de compresión (véase la figura 3). Para instalar el aro de
retención, el tapón trasero debe ser empujado a la pila de arandelas
Belleville, una acción cuya realización requiere aproximadamente
0,89MN (200 lbf). Este método de montaje de los cartuchos de mezcla
de la técnica anterior requiere el uso de máquinas como prensas de
mandrinar y algunos accesorios de sujeción y alineación especiales
para poner un cartucho de mezcla, lo que dificulta el proceso.
Además, el montaje de cartuchos de mezcla de la técnica anterior
como el de la figura 3 no se puede realizar con las herramientas de
mano que figuran normalmente en un kit de herramientas. Estos
diseños de la técnica anterior son difíciles de montar, e incluso
más difíciles de desmontar, puesto que puede resultar difícil quitar
los aros de retención con la pesada carga elástica ejercida en el
tapón trasero.
En vista de esto, el módulo de mezcla 100 de la
presente invención se ha diseñado de manera que sea más fácil de
montar y desmontar. Además, bajo las fuerzas de compresión de la
pila Belleville impuestas a los cartuchos y cámaras de mezcla de la
técnica anterior como los representados en la figura 3, también
tendían a deformar la cara delantera del alojamiento si se
considera el grosor deseable con relación al recorrido del paso de
la cara frontal de la varilla de purga. Esta deformación se puede
producir en conjuntos de la técnica anterior incluso después de
sólo un uso moderado in situ. Es decir, la cubierta frontal
de las cámaras de mezcla de la técnica anterior se estampa a menudo
sobre el alojamiento y el diseño no siempre es suficientemente
fuerte para manejar completamente la carga impuesta sin
flexionarse. Esta deformación puede originar varios problemas de
fiabilidad del cartucho de mezcla.
Una realización preferida de la presente
invención incluye la característica de tener medios de fijación
resoltables no permanentes; una realización preferida incluye
roscas (TH representa roscas en todas las figuras y MTH representa
una indicación de engrane de las roscas) dispuestas en el rebaje de
recepción de tapón trasero 198 o algún otro medio de fijación
soltable, por ejemplo, un enganche de chaveta/ranura. Las roscas del
rebaje de recepción de tapón trasero están diseñadas para acoplar
con roscas en el tapón trasero 110 mientras que las roscas del
alojamiento de extremo delantero están diseñadas para el enganche
roscado con el tapón delantero. Así, en el extremo delantero se ha
previsto una relación de fijación soltable similar a la del extremo
trasero con una realización preferida que incluye roscas
dispuestas, por ejemplo, en la superficie exterior 200 en el
extremo delantero del alojamiento 102 para enganche roscado con
roscas internas del tapón delantero 102 (véase las figuras
19-21). Esta relación en la parte delantera y
trasera de la cámara de mezcla permite a un mecánico con
conocimientos mínimos, sin herramientas especiales o exóticas,
montar y desmontar el módulo de mezcla 100.
La técnica de montaje de "fijación
soltable" de la presente invención (por ejemplo, construcción
roscada) también tiene otras varias ventajas. Por ejemplo, la
construcción de fijación es mucho más fácil de montar sin el aro de
retención que sujeta el tapón trasero en posición contra la presión
de la pila Belleville. La presente invención también permite un
desmontaje in situ más fácil (por ejemplo, una instalación de
producción de espuma corriente) puesto que la construcción de
fijación hace más fácil de remodelar o de reconstituir en el
entorno de producción de espuma sin enviarla a un centro de servicio
especial con equipos especiales y análogos para remodelación o
reconstitución.
La presente invención ayuda a evitar esta
tendencia de la técnica anterior a que el tapón delantero del
alojamiento se deforme o abombe debido a la fuerza impuesta por la
pila de arandelas Belleville en la cara delantera de la cámara de
mezcla con relación a la cara inclinada delantera 154 que está en
contacto con la superficie interior inclinada correspondiente 207
del tapón delantero 108 y el extremo delantero 104 del alojamiento
102 que está en contacto con otra sección de pared (preferiblemente
transversal al eje axial central del tapón) 209.
La forma de unión y construcción del tapón
delantero 108 en el extremo delantero del alojamiento 102
proporciona una construcción más sólida del tapón delantero. Es
decir, a causa de los medios de conexión soltable, el tapón
delantero se puede diseñar de manera que evite la distorsión bajo
carga. La presente invención se ha diseñado así con el fin de
evitar dichos problemas asociados con tapones de extremo delantero
estampados, incluyendo la dificultad de la apropiada instalación y
alineación de la cámara de mezcla, parámetros de resistencia que
son difíciles de predecir, y la tendencia a la deformación bajo
carga alta. La facilidad de montaje y desmontaje del diseño del
módulo de mezcla de la presente invención en el centro de producción
también facilita el montaje y desmontaje tanto in situ como
en un lugar de servicio separado.
Con la disposición de la presente invención, es
más fácil instalar la cámara de mezcla desde la parte delantera, en
lugar de desde la parte trasera del alojamiento del módulo de
mezcla. En una realización preferida de la presente invención que
incluye medios de bloqueo de la cámara de mezcla 158 en el extremo
delantero de la cámara de mezcla y un tapón delantero de fijación
soltable 108, se facilita la ventaja de poder instalar una cámara
de mezcla desde la parte delantera del alojamiento del módulo de
mezcla en comparación con la instalación trasera más difícil del
diseño del alojamiento de la técnica anterior. Por ejemplo, la
posibilidad de carga frontal hace mucho más fácil orientar los
orificios en la cámara de mezcla a la alineación correcta con los
agujeros pasantes en el alojamiento del módulo de mezcla en
comparación dejar una cámara de mezcla al alcance de los dedos una
vez soltada en la cámara.
Además, para facilitar el montaje y desmontaje
del módulo de mezcla de la presente invención, el tapón delantero
108 está provisto preferiblemente de un refrentado circunferencial
moleteado para el contacto preferido con el dedo apretándolo
solamente a posición y se libera para acceso (el apriete del tapón
trasero proporciona la carga de nivel más alto en las etapas
finales de montaje). En una realización alternativa, las superficies
periféricas diametralmente opuestas del tapón delantero son lisas
para contacto con una llave y el apriete o la liberación finales
como en situaciones donde las fuerzas externas hacen más fácil la
extracción con una llave o análogos debido, por ejemplo, a que se
acumula espuma endurecida en la región.
Las figuras 19 a 21 proporcionan vistas
tridimensionales del tapón delantero o frontal 108 sin roscas plenas
TH representadas por razones de conveniencia. El tapón delantero
108 se representa incluyendo la superficie interior roscada 109 que
se enrosca en el alojamiento 102 a lo largo de la superficie roscada
111 prevista como una superficie expuesta 200 y proporciona el
límite delantero de la cámara de mezcla. El agujero 204 en el
centro es la salida de la mezcla líquida de precursores de reacción
y también recibe el extremo delantero de la varilla de válvula
cuando está en su estado más hacia delante. Según se ve en las
figuras 5A, 8A y 13, la cara delantera 206 de la cámara de mezcla
112 incluye un ahusamiento cónico en su superficie interior con una
pendiente preferida del ángulo \beta (por ejemplo, de 5º a 15º) y
preferiblemente de 10º. Así, el borde 208 en el paso de extremo
delantero 156 representa la porción más delantera de la cámara de
mezcla 112 y la cara delantera se inclina hacia atrás arriba al
borde periférico más delantero 160 del saliente de bloqueo 158. Con
referencia a las figuras 5A y 19, se puede ver que el ahusamiento
207 formado en la superficie interior de la cámara de mezcla 154
corresponde al ahusamiento en la superficie interior de la cara
delantera 206 de la cámara de mezcla 112 (preferiblemente al
contacto inicial, pero ciertamente después de la compresión contra
dicha cara por los medios de compresión). El ahusamiento en la cara
delantera del tapón 108 permite reducir el grosor del tapón
delantero 108 en el agujero central, sin sacrificar integridad
estructural. Es deseable reducir este grosor para reducir la zona
de unión de uretano, dado que el material de Teflon de la cámara de
mezcla 112 no se puede extender allí. Por ejemplo, la figura 5A
representa el tapón delantero inclinado que tiene una porción más
fina 211 en la superficie 204, una sección de grosor intermedio 289
debido a la pared inclinada el ángulo \beta y entonces la región
exterior más gruesa (preferiblemente el grosor axial en la
superficie 204 es 0,033 y el grosor en 211 es 0,027).
El tapón delantero 108 se hace preferiblemente
de acero inoxidable, y está diseñado para minimizar la deflexión
producida por la fuerza generada por la arandela Belleville en el
módulo de mezcla. Las tolerancias en el tapón delantero 108 y el
alojamiento propiamente dicho se mantienen preferiblemente a una
tolerancia estándar relativamente alta en comparación con lo que es
posible con el acercamiento estampado usado por la cámara de mezcla
representada en la figura 3. El agujero en el centro del tapón
delantero 108 se hace correspondientemente muy concéntrico al
diámetro interior del alojamiento, lo que significa que la varilla
de válvula se mantendrá centrada en el agujero en el tapón delantero
108.
Según se ve en las figuras 5, 7 y
22-24, en el extremo trasero del alojamiento 102 se
facilita el tapón trasero 110. El tapón de compresión o tapón
trasero 110 se enrosca en el rebaje trasero roscado 210 en el
extremo trasero 106 del alojamiento 102 (figura 7), después de que
todos los componentes internos están en posición (aunque también
hay posibilidad de cerrar el tapón delantero en la última etapa dado
que ambos extremos son accesibles). El agujero pasante 212 que se
extiende a lo largo del eje central del tapón trasero 110 tiene una
ranura de sellado muescada 134 para recibir la junta tórica de
extremo trasero 214 con el fin de sellar el solvente en la cámara
cuando la varilla de válvula 118 entra y sale.
Las figuras 22-24 ilustran
además el tapón trasero 110 que tiene dos agujeros ciegos más
pequeños 216, 218 en cada lado del centro del tapón 110 que se usan
para girar el tapón cuando se enrosca en la parte trasera del
alojamiento. En una realización preferida, se ha previsto una llave
(no representada) para montaje y desmontaje del tapón trasero con
relación al alojamiento. La llave tiene un extremo de enganche de
dos pasadores de la espaciación correcta para enganchar los dos
agujeros 216, 218 y un mango de sujeción trasero. El tapón de
compresión 208 comprime la pila de arandelas Belleville cuando se
enrosca en el alojamiento. Esta acción genera las cargas de
compresión en el módulo de mezcla e implica generalmente un nivel de
par bastante alto, de modo que la llave sea resistente. Como se
representa en la figura 5 y la figura 24, el tapón trasero 110 tiene
una porción interior cilíndrica 217 dimensionada para contacto con
el extremo trasero de los medios de compresión. Se incluye una
sección intermedia de mayor diámetro 219 que se enrosca para unión
roscada con la sección roscada del alojamiento correspondiente 221.
Entre la sección roscada 219 y la porción interior 217 hay una
sección indentada 223. En el lado opuesto de la sección 219, hay un
rebaje anular 225.
Las figuras 25 y 26 proporcionan una vista de un
módulo de mezcla montado 100 que representa el tapón delantero 108,
el tapón de relleno trasero 110, los extremos opuestos de varilla
118, y las entradas u orificios del alojamiento 140, y 142. La
figura 25 también representa agujeros de recepción de llave 216,
218, el tapón de compresión 110, y una vista completa del bucle de
captura 130 de la varilla 118, que se ha configurado para unión a
un tornillo de bola usado en los actuales sistemas de sujeción con
la mano, aunque diseños alternativos, tales como un extremo trasero
cilíndrico expandido como el descrito en una realización en dicha
Solicitud de Patente de Estados Unidos número 10/623.858 presentada
el 22 de julio de 2003 y titulada Sistema dispensador y método de
fabricarlo y usarlo con gestión de punta del dispensador, que se
incorpora aquí por referencia, también son representativos de unos
medios alternativos de enganche con el módulo de mezcla de la
presente invención y con un alternador de forma adecuada. La figura
25 también representa los dos agujeros cónicos de colocación
puntual 136, 138 que se usan para colocar el módulo de mezcla en el
colector del dispensador de un sistema existente de sujeción con la
mano comercializado por Omni Packaging Inc. De Oklahoma, Estados
Unidos de América.
La figura 26 ilustra el tapón de relleno de
solvente 126 (con una junta estanca integral 217 como se representa
en la figura 7) que ofrece significativas ventajas sobre los diseños
más antiguos en los que es más fácil introducir el solvente después
del montaje del módulo de mezcla. Puede ser un procedimiento
embarazoso y complicado llenar la cámara con solvente en los
diseños de los módulos de mezcla de la técnica anterior como los de
la figura 3A con carga por el extremo trasero en los que el
solvente tiene que ser dispensado a la parte trasera del módulo de
mezcla, justo antes de usar una prensa de mandrinar para comprimir
la arandela Belleville lo suficiente para instalar un aro de
retención de diámetro interior en la parte trasera del alojamiento.
Éste no es un procedimiento fácil o limpio, y es difícil saber
cuánto solvente queda todavía dentro después de efectuar el
trabajo. Una vista en sección transversal del tapón de solvente 126
se muestra en la figura 7 que representa cómo la cámara de solvente
está formada por los rebajes de solvente 122, 124, formados en el
tapón trasero opuesto 110 y el manguito de espaciador 114, y el
espacio libre del alojamiento 102 no ocupado por los medios de
compresión colocados en la cámara de solvente y entre el espaciador
y el tapón trasero.
Según la presente invención, el módulo de mezcla
100 se puede montar totalmente, y el acceso al orificio de solvente
todavía es posible en base a la relación posicional relativa entre,
por ejemplo, el orificio de acceso al tapón de solvente y las zonas
rebajadas del manguito del espaciador (que se describe con más
detalle más adelante). Esta capacidad de montar completamente el
módulo de mezcla 100 y posteriormente introducir el solvente
mediante el tapón de solvente 126 y la colocación coordenada de la
cámara de solvente y las porciones componentes de de formación de
la cámara de solvente son ventajosas, por ejemplo, al permitir que
tenga lugar una ventilación fácil, fiable y limpia de solvente
después del montaje completo. También es fácil abrir el tapón de
solvente para una comprobación inicial del nivel de solvente y/o,
menos preferiblemente, el tapón trasero se puede quitar fácilmente
para una comprobación de solvente después de montar completamente el
módulo de mezcla. En los sistemas de la técnica anterior, a menudo
sucede que hay significativamente menos solvente que el que se
pensaba originalmente. Por ejemplo, una cámara de solvente puede
parecer llena después de la operación de llenado inicial, pero
puede haber una cantidad significativa de aire atrapado en la cámara
de solvente, puesto que la viscosidad de los solventes de uso
ordinario puede ser bastante alta a temperatura ambiente,
impidiendo el llenado pleno de los sistemas de la técnica anterior.
Para facilitar la solución del problema del llenado incompleto se
puede calentar el solvente a alrededor de 130ºF (por ejemplo, por
encima de la temperatura ambiente a 48,9 a 65,6ºC
(120-150ºF)) antes de que el llenado represente un
paso preferido.
Así, según la presente invención con el tapón de
acceso de solvente 126 de gran diámetro (por ejemplo, de 7,62 a
15,24 mm (0,3 a 0,6 pulgada) y preferiblemente de 10,80 mm (0,425
pulgada)) (con relación a una longitud del alojamiento de 2,3
pulgadas, por ejemplo), estratégicamente colocado con relación a la
cámara de solvente para proporcionar medios de acceso a la cámara
de solvente, el llenado completo de la cámara es fácil de lograr
sin burbujas de aire o problemas de rebosamiento asociados con las
cámaras de solvente de la técnica anterior. Dado que el agujero
roscado de acceso de solvente permite el llenado fácil, hay menos
posibilidad de que queden atrapadas bolsas de aire cuando se selle
la cámara. Dado que la duración del módulo de mezcla es proporcional
a la cantidad de solvente, eliminar el aire atrapado en la cámara
de solvente puede prolongar la duración del módulo de mezcla. Es
posible el relleno fácil en la cámara de solvente sin herramientas
especiales utilizando el tapón roscado de relleno de solvente 126
que se puede quitar fácilmente con un pequeño destornillador
aplicado a la ranura 216 en cualquier momento que se desee
comprobar las condiciones en el interior del módulo de mezcla. Por
lo tanto, la cámara de solvente se puede rellenar fácilmente con
solvente, y el tapón se puede instalar de nuevo. Como se representa
en la figura 7, la junta tórica 217 se ha previsto en el tapón de
solvente para contribuir a evitar el escape de solvente incluso
durante el transporte.
Además, menos escape significa una duración más
larga, y el tapón sellado se puede abrir y volver a sellar muchas
veces con mínima degradación de la calidad de sellado. Con los
medios de acceso de solvente de la presente invención, el módulo de
mezcla se puede construir inicialmente y montar en una fábrica o
centro de montaje sin solvente si hay que almacenarlo un plazo
largo. Hay aplicaciones que requieren un almacenamiento a largo
plazo de los módulos de mezcla del sistema en almacenes y/o la
colocación de módulos de mezcla en climas duros. En estas
situaciones, el módulo de mezcla solvente, y las juntas
elastoméricas en contacto con el solvente, se pueden degradar con
el tiempo si se preinstalan en el montaje inicial. La presente
invención permite la no introducción de solvente al tiempo del
montaje o el acceso fácil para sustituir el antiguo solvente y las
juntas estancas después de un período prolongado. Esta
característica de almacenamiento puede ser una ventaja, por
ejemplo, en algunas aplicaciones militares, así como en otros
entornos y/o requisitos de almacenamiento.
Además, el tapón de solvente 126 se puede abrir
y volver a sellar muchas veces con mínima degradación de la calidad
de sellado y el módulo de mezcla también se puede facilitar sin
solvente si se precisa almacenamiento a largo plazo para uso en
aplicaciones que requieren almacenamiento a largo plazo de partes
del sistema incluyendo los módulos de mezcla, en almacenes o
incluso en climas duros. Las cámaras de mezcla de la técnica
anterior conteniendo solvente y las juntas estancas elastoméricas
en contacto con solvente se degradarán con el tiempo. Así, la
capacidad de la presente invención para fabricar posteriormente el
suministro de solvente o la capacidad de vaciado y relleno de la
presente invención hace que la presente invención sea ventajosa para
uso en entornos duros o en estado de almacenamiento prolongado en
aplicaciones militares.
Las figuras 27 y 28 proporcionan diferentes
vistas en perspectiva del manguito de espaciador 114, que incluye
una sección delantera cilíndrica sólida 218 que es integral con una
cara delantera de contacto de compresión 220 que está en contacto
con el extremo trasero de los módulos de mezcla, que tiene un
agujero de recepción de varilla de válvula 224, y en su extremo
trasero 223 (o extremo de contacto de los medios de compresión) se
facilita una o más ranuras espaciadoras 228 definidas entre los
espaciadores 226. Al menos una ranura espaciadora 228 está alineada
preferiblemente con agujero(s) de acceso al alojamiento de
solvente 128. En una realización preferida, hay múltiples
espaciadores 226 (por ejemplo, 3-10, prefiriéndose
6) separados por ranuras arqueadas 228 que permiten el fácil acceso
de agujero de solvente 128 a la cavidad de recepción 122 del
manguito de solvente. El tamaño del agujero de solvente 128 (véase
supra) y/o la anchura circunferencial dimensional y la
profundidad axial de las ranuras del espaciador 228 están diseñadas
para permitir el acceso de introducción de solvente en la cámara de
solvente. Dado que el manguito de espaciador 114 se somete a la
carga de los medios de compresión, el espaciador 226 (y también las
superficies restantes), tiene un grosor y configuración diseñados
para manejar dichas cargas. Además, los bordes laterales interiores
227, 729 de las ranuras divergen preferiblemente uno de otro
dirigiéndose radialmente hacia dentro.
Las figuras 29A a 34 ofrecen varias vistas que
ilustran la geometría de un orificio preferido de introducción de
producto químico (tal como 182 y 184 representado en la figura 4)
diseñado para permitir una inyección exacta de producto químico y
para proporcionar una configuración que coincide con la geometría de
los orificios de recepción 174, 176, la superficie exterior de la
cámara de mezcla, y la superficie de la cavidad de la cámara de
mezcla en la sección transversal de los orificios. Las figuras 29A a
29G ilustran la secuencia rotativa (a intervalos de ángulo de 15º)
con una vista en alzado frontal en la figura 29A, y la figura 29G
proporciona una vista en planta superior con una rotación de 90º
con relación a una vista de extremo en dirección axial de la
elongación de la cámara de mezcla. La figura 30A proporciona una
vista similar a la figura 29A, pero con el orificio girado 45º a lo
largo de su eje central de elongación para presentar una vista en
alzado frontal del orificio desde una vista de extremo de la cámara
de mezcla.
La figura 33 proporciona una vista en sección
transversal del orificio 182 (o 184, preferiblemente de la misma
configuración y formado, por ejemplo, de un acero inoxidable) tomada
a lo largo de la línea en sección transversal F-F
en la figura 30A. La figura 34 proporciona una vista en sección
transversal del orificio 182 tomada a lo largo de la línea en
sección transversal G-G en la figura 29A. La figura
34 ilustra una superficie convexa hacia arriba de radio RA2 que
tiene un radio de curvatura (por ejemplo, 0,246) diseñado de manera
que coincida con el radio de curvatura de la circunferencia
exterior del módulo de mezcla 100 (por ejemplo, que tiene un
diámetro de aproximadamente 2,7 mm (0,5 pulgadas)(+/- 2,54 mm (0,1)
con el fin de evitar toda discontinuidad en la superficie hasta que
entra en el borde en 231 de la sección de orificio cónico 230 que
tiene una profundidad H_{1} de aproximadamente 1,68 mm (0,066) a
30 a 60% de H_{2} (la altura máxima del orificio 182 que es
preferiblemente aproximadamente 3,84 mm (0,151 pulgada) y más
preferiblemente aproximadamente 40%). Según se ve en las varias
vistas, el borde superior anular 232 experimenta una secuencia de
subida y bajada al pasar de una primera zona convexa generalmente
elevada o (por ejemplo un cuadrante) 234, la primera zona cóncava
rebajada (por ejemplo, el cuadrante) 236, segunda zona convexa
elevada (por ejemplo, el cuadrante) 238 y la segunda zona cóncava
rebajada (por ejemplo, el cuadrante) 240 con una curvatura lisa
continua al pasar una a la siguiente a lo largo de todo el borde
anular.
La comparación de las figuras 33 y 34 muestra
que el borde 231 está esencialmente a mitad de camino entre el
punto superior de altura H_{3} (que es la altura máxima alcanzada
por el borde de la sección cónica 230 que se conforma a la altura
máxima de borde anular 232 y es preferiblemente aproximadamente 1,83
(0,072 pulgada)) y el punto superior de la altura H5 (por ejemplo
1,47mm (0,058 pulgada)) que es el nivel mínimo de altura del borde
anular. La altura H4 es preferiblemente aproximadamente 2,00 mm
(0,079 pulgada). Según se ve por la comparación de las figuras 33 y
34, el borde anular 232 pasa de una orientación horizontal y cambia
gradualmente de orientación de la horizontal a la pendiente desde
un extremo interior más alto a un extremo exterior más bajo. El
borde 231 de la sección de orificio cónico 230 tiene un diámetro de
entrada máximo D_{1} de aproximadamente 2,70 mm (0,114 pulgada),
por ejemplo, que disminuye cónicamente (por ejemplo, el ángulo
B_{2} de 25 a 35º de inclinación y más preferiblemente de 30º) al
diámetro de paso cilíndrico D_{2} de aproximadamente 0,76 mm
(0,03 pulgada) por ejemplo. El diámetro del paso se hace
preferiblemente lo más pequeño posible para maximizar la velocidad
de salida, siendo el factor limitativo la presión operativa del
sistema y la capacidad de la bomba.
La figura 33 representa la sección de orificio
cónico 230 con una porción de borde cónica cóncava 242 que tiene
una configuración de curva compuesta RA1 que concuerde con la
configuración de la. Las figuras 33 y 34 y las figuras en
perspectiva tales como la figura 31A muestran una rotación del
orificio 182 (o 184) desde una vista en alzado frontal a una vista
en planta inferior que representa la curva o la inclinación del
borde anular inferior 242 del orificio 182. El borde anular
superior 232 tiene una anchura mínima preferida W1 de 0,51 a 0,76
mm (0,02 a 0,03 pulgada) (o 0,64 mm (0,025 pulgada)), por ejemplo,
una anchura ampliada preferida W2 de 0,61 a 0,86 mm (0,024 a 0,034)
0,74 mm (0,029)), por ejemplo, mientras que el borde anular inferior
W3 de 0,41 a 0,86 mm (0,016 a 0,026 pulgada) 0,47 mm (0,016
pulgada) preferido) por ejemplo, siendo W3 una orientación
horizontal. Al pasar de la orientación de la figura 33 a la de la
figura 34 incluyendo dos secciones de borde inclinadas 244, 246 el
ángulo A2 aproximadamente 15º (\pm 5º) preferiblemente con una
altura H7 (por ejemplo 0,13 mm (0,005 pulgada) para la extensión
desde el borde superior de la salida 235 del orificio 182 al borde
inferior de dicha salida. Como se ilustra, el extremo situado hacia
abajo de la sección de orificio cónico 230 se abre al paso
cilíndrico 233 aproximadamente en la transición de la cabeza más
grande 239 a la extensión del orificio 237. Entre las secciones
inclinadas 244 y 246 está la sección plana 245, extendiéndose el
orificio de salida totalmente a través de la sección plana 245 y
parcialmente a la sección inclinada 244, 246 con la combinación de
superficies planas representada por RA3.
Claims (38)
1. Un módulo dispensador (100), incluyendo:
- un alojamiento (102);
- una cámara de recepción de fluido (112) dispuesta dentro de dicho alojamiento y que tiene un paso de varilla (156) formado en la cámara de recepción de fluido y al menos un orificio (182, 184) en comunicación de paso de fluido con dicho paso;
- una varilla (118) recibida en dicho paso de varilla (156);
- donde dicha cámara de recepción de fluido (112) está formada por un bloque de flujo frío de material con un agujero formado en él para definir dicho paso de varilla, y
- medios de compresión (116) para imponer fuerzas de compresión en dicha cámara de recepción de fluido,
caracterizado porque
- dicho módulo dispensador incluye medios de bloqueo (158) para evitar, en unión con una regulación de la posición de dicha varilla (118), el ajuste de la cámara de recepción de fluido en una dirección contra una dirección de empuje de dichos medios de compresión (116) a pesar de una relación de adhesión que se forma entre dicha varilla (118) y la cámara de recepción de fluido (112) que es suficiente para mover los medios de compresión si no fuera por dichos medios de bloqueo.
2. El módulo dispensador de la reivindicación 1
donde dichos medios de compresión (116) incluyen un conjunto de
arandelas Belleville.
3. El módulo dispensador de las reivindicaciones
1 o 2 donde dichos medios de bloqueo (158) incluyen una relación de
saliente/rebaje entre dicho alojamiento (102) y dicha cámara de
recepción de fluido (112), y
donde dicha relación de saliente/rebaje incluye
un saliente anular (158) en dicha cámara de recepción de fluido y un
rebaje de recepción formado en dicho alojamiento.
4. El módulo dispensador de las reivindicaciones
1 a 3 donde dicho saliente (158) está formado en una porción de
extremo delantero de dicha cámara de recepción de fluido.
5. El módulo dispensador de las reivindicaciones
1 a 4 donde dicho saliente (158) es un aro anular sobresaliente, y
dicho módulo dispensador incluye además un tapón (108) enroscado en
un extremo de dicho alojamiento y en contacto con el extremo
delantero de dicha cámara de recepción de fluido (112).
6. El módulo dispensador de las reivindicaciones
1 a 5 donde dicho saliente (158) se extiende radialmente hacia fuera
de un cuerpo principal (166) de dicha cámara de recepción de fluido
(112), y
donde dicho saliente y cuerpo principal están
formados como una unidad monolítica integrada.
7. El módulo dispensador de las reivindicaciones
1 a 6 donde dicho saliente (158) tiene una extensión radial que
representa 5 a 15% de un diámetro máximo de dicha cámara de
recepción de fluido (112).
8. El dispensador de las reivindicaciones 1 a 7
donde dicha varilla (118) está dimensionada para sellar un agujero
de salida en dicho orificio al movimiento alternativo de dicha
varilla que pasa por dicho agujero de salida.
9. El módulo dispensador de las reivindicaciones
1 a 8 donde dicha cámara de recepción de fluido (112) incluye dos
orificios de entrada de productos químicos (182, 184) que se abren a
dicho paso de varilla para mezcla cuando dicha varilla (118) está en
un estado retirado, y
donde dicha varilla está dimensionada para
sellar dichos orificios de entrada de productos químicos cuando está
en un estado no retirado, y dichos medios de compresión (116)
empujan dicho bloque de flujo frío hacia un extremo de salida del
módulo dispensador.
10. El módulo dispensador de las
reivindicaciones 1 a 9 que incluye, en serie axial, un elemento de
cierre trasero de alojamiento (110), los medios de compresión (116),
la cámara de recepción de fluido (112) que incluye al menos dos
orificios de entrada de productos químicos (182, 184) formados en el
material de flujo frío y que se abren a dicho paso de varilla, y un
elemento de cierre delantero (108).
11. El módulo dispensador de la reivindicación
10 donde dichos elementos de cierre de alojamiento delantero (108) y
trasero (110) están fijados soltablemente a dicho alojamiento.
12. El módulo dispensador de las
reivindicaciones 10 o 11 donde dicho alojamiento (102) tiene un
extremo delantero abierto y un extremo trasero abierto que son
cerrados, respectivamente por los elementos de cierre delantero
(108) y trasero (110), y donde al menos uno de dichos elementos de
cierre delantero y trasero están en enganche roscado con dicho
alojamiento.
13. El módulo dispensador de la reivindicación
12 donde cada uno de dichos elementos de cierre delantero (108) y
trasero (110) están en enganche roscado con dicho alojamiento,
siendo uno un elemento de tapón (108) con rosca interior adecuada
para liberación por agarre con la mano y siendo el otro un elemento
de tapón roscado exterior (110) con un rebaje de inserción de
herramienta.
14. El módulo dispensador de las
reivindicaciones 5 a 13 donde dicha cámara de recepción de fluido
(112) es de material de Teflon e incluye dos orificios de entrada de
productos químicos (182, 184) que se abren a dicho paso de varilla y
dicho alojamiento tiene agujeros de alimentación de productos
químicos (174, 176) en comunicación con dichos orificios de entrada
de productos químicos.
15. El módulo dispensador de las
reivindicaciones 1 a 14 donde dicha cámara de recepción de fluido
(112) incluye un módulo de mezcla para un sistema dispensador de dos
componentes químicos,
donde dicho alojamiento (102) tiene una cavidad
de recepción y extremos delantero y trasero;
y dicho módulo de mezcla incluye una cámara de
mezcla (112) formada del material de flujo frío y recibida en dicho
alojamiento, y teniendo dicha cámara de mezcla, en dicho material de
flujo frío, orificios primero y segundo de productos químicos (182,
184) y dicho paso de varilla (156) formado en ella y donde dichos
medios de compresión (116) se colocan dentro de dicho alojamiento en
una relación de compresión con dicha cámara de mezcla (112);
incluyendo además dicho módulo dispensador un
tapón de cierre delantero (108) fijado soltablemente a la parte
delantera de dicho alojamiento y que tiene una cavidad de descarga
de productos químicos formada en dicho tapón de cierre delantero,
estando dicho tapón de cierre delantero (108) en contacto con el
material de flujo frío de dicha cámara de mezcla (112); y
un tapón de cierre trasero (110) fijado
soltablemente a la parte trasera de dicho alojamiento (102) y que
tiene una cavidad de recepción de varilla formada en dicho tapón de
cierre trasero.
16. El módulo dispensador de la reivindicación
15 donde al menos uno de dichos tapones de cierre delantero (108) y
trasero (110) está en enganche roscado con dicho alojamiento.
17. El módulo dispensador de las
reivindicaciones 15 o 16 donde cada uno de dichos tapones de cierre
delantero (108) y trasero (110) está en enganche roscado con dicho
alojamiento.
18. El módulo dispensador de las
reivindicaciones 15 a 17 donde dicho tapón de cierre delantero (108)
está fijado a dicho alojamiento de manera que sea extraíble a mano
sin herramientas y donde dicho tapón de cierre trasero (110) tiene
medios de enganche de herramienta para facilitar la extracción de la
herramienta de dicho tapón de cierre trasero de dicho
alojamiento.
19. El módulo dispensador de las
reivindicaciones 15 a 18 donde dicha cámara de mezcla (112) incluye
dichos medios de bloqueo (158) que evitan el movimiento de dicha
cámara de mezcla (112) con la varilla (118) como una unidad con
relación a los medios de compresión (116) cuando la varilla (118)
está adherida a la cámara de mezcla y se retira durante la
operación.
20. El módulo dispensador de las
reivindicaciones 15 a 19 donde dicha cámara de mezcla (112) y
alojamiento incluyen elementos de bloqueo macho/hembra que están
colocados para excluir el movimiento axial de dicha cámara de mezcla
en conjunto dentro de dicho alojamiento.
21. El módulo dispensador de la reivindicación
20 donde dicho elemento macho de bloqueo incluye una extensión
delantera anular (158) en dicha cámara de mezcla (112) que es
recibida en una sección rebajada hembra anular en una región
delantera de dicho alojamiento.
22. El módulo dispensador de las
reivindicaciones 15 a 21 donde dicho alojamiento incluye una
abertura de orificio de llenado de solvente (128) a dicho
alojamiento y una cubierta de orificio de solvente (126) y dicha
cubierta de orificio de solvente incluye roscas que enganchan roscas
de abertura de orificio de dicho alojamiento.
23. El módulo dispensador (100) de las
reivindicaciones 1 a 22 donde dicha cámara de recepción de fluido
incluye una cámara de mezcla (112) formada de dicho material de
flujo frío y que tiene, en dicho material de flujo frío, dicho paso
de varilla (156) y un par de orificios de entrada de productos
químicos (182, 184) que se abren a dicho paso de varilla;
donde dicha varilla (118) es una varilla de
válvula recibida dentro de dicha cámara de mezcla y ajustable entre
un modo de sellado de los orificios de entrada de productos químicos
y un modo de paso libre de productos químicos;
y donde dichos medios de compresión (116) se han
previsto dentro de dicho alojamiento para comprimir el material de
flujo frío de dicha cámara de mezcla, y
donde dichos medios de bloqueo (158) evitan el
ajuste de dicha cámara de mezcla con relación a dichos medios de
compresión cuando dicha varilla y cámara de mezcla se unen
temporalmente conjuntamente en una operación de dispensación, y
dicha varilla es retirada dentro de dicha cámara de mezcla.
24. El módulo dispensador de las
reivindicaciones 1 a 23 donde dicha cámara de recepción de fluido
incluye orificios primero y segundo de entrada de productos químicos
(182, 184), incluyendo dichos orificios primero y segundo de entrada
de productos químicos orificios (172, 174) formados en el material
de flujo frío e insertos de orificios de productos químicos (182,
184) recibidos dentro de los orificios.
25. Un método de montar un módulo de mezcla
(100) incluyendo:
- insertar en un alojamiento (102) (i) medios de compresión (116), (ii) una varilla alternativa (118), (iii) una cámara de mezcla (112), recibiendo la cámara de mezcla la varilla y poniéndose en un estado de compresión por los medios de compresión;
- disponer medios de bloqueo (158) que efectúan bloqueo entre la cámara de mezcla y el alojamiento para excluir el movimiento de la cámara de mezcla a pesar de una relación de adhesión de la varilla entre la varilla y la cámara de mezcla durante una retirada de dicha varilla, relación de adhesión que es suficiente para producir una alteración en dichos medios de compresión si no fuera por dichos medios de bloqueo.
26. El método de la reivindicación 25 donde el
montaje del módulo de mezcla incluye fijar soltablemente un tapón
delantero (108) y un tapón trasero (110) a dicho alojamiento (102),
estando dicho tapón delantero en contacto con un material de flujo
frío de dicha cámara de mezcla (112).
27. El método de las reivindicaciones 25 o 26
incluyendo además insertar solvente en un agujero de solvente (128)
formado en el alojamiento del módulo de mezcla y cerrar la abertura
con un tapón de agujero de solvente (126).
28. El método de las reivindicaciones 25 a 27
donde dicha cámara de mezcla (112) se hace de un material de flujo
frío y dichos medios de bloqueo (158) incluyen una disposición de
bloqueo de saliente macho/rebaje hembra entre dicha cámara de mezcla
y dicho alojamiento.
29. El método de las reivindicaciones 25 a 28
donde dichos medios de bloqueo (158) incluyen una sección de
saliente macho (158) recibida dentro de un rebaje formado en dicho
alojamiento.
30. El método de la reivindicación 28 o 29 donde
dicha sección de saliente macho (158) se extiende radialmente desde
un extremo delantero de dicha cámara de mezcla.
31. El método de las reivindicaciones 28, 29 o
30 donde dicha sección de saliente macho (158) se extiende desde un
cuerpo principal (166) de dicha cámara de mezcla y dicha sección de
saliente macho y dicho cuerpo principal son monolíticos.
32. El método de las reivindicaciones 25 a 31
donde dicha cámara de mezcla incluye orificios primero y segundo de
entrada de productos químicos (182, 184), incluyendo dichos
orificios primero y segundo de entrada de productos químicos
orificios (172, 174) formados en el material de flujo frío e
insertos de orificio de productos químicos (182, 184) recibidos
dentro de los orificios.
33. Un método de operar un módulo de mezcla
(100), incluyendo:
- introducir un producto químico en una cámara de mezcla (112) formada de un cuerpo de material de flujo frío mediante un orificio de entrada de productos químicos (182, 184) formado en dicho cuerpo, y alternar una varilla de válvula (118) que se extiende a dicho cuerpo, recibiéndose dicho cuerpo en un alojamiento (102) y poniéndose en un estado de compresión por un dispositivo de compresión (118),
caracterizado porque
- dicho alojamiento y cuerpo están dispuestos en un dispositivo de bloqueo (158) que actúa para evitar el movimiento del cuerpo dentro del alojamiento a pesar de una adhesión conjunta de la varilla de válvula y cuerpo y a pesar de la posibilidad de movimiento del dispositivo de compresión durante una retirada de la varilla de válvula si no fuera por el dispositivo bloqueo que actúa para evitar dicho movimiento.
34. El método de la reivindicación 33 donde
dicha disposición de bloqueo (158) la facilita una disposición de
bloqueo de saliente macho/rebaje hembra entre dicha cámara de mezcla
y dicho alojamiento.
35. El método de las reivindicaciones 33 o 34
donde dichos medios de bloqueo (158) incluyen una sección de
saliente macho recibida dentro de un rebaje formado en dicho
alojamiento.
36. El método de la reivindicación 34 o 35 donde
dicha sección de saliente macho (158) se extiende radialmente desde
un extremo delantero de dicha cámara de mezcla.
37. El método de las reivindicaciones 33, 34 o
36 donde dicha sección de saliente macho (158) se extiende desde un
cuerpo principal (166) de dicha cámara de mezcla y dicha sección de
saliente macho y dicho cuerpo principal son monolíticos.
38. El método de las reivindicaciones 34 a 37
donde dicha cámara de mezcla (112) incluye orificios primero y
segundo de entrada de productos químicos (182, 184), incluyendo
dichos orificios primero y segundo de entrada de productos químicos
orificios (172, 174) formados en el material de flujo frío e
insertos de orificio de productos químicos (182, 184) recibidos
dentro de los orificios.
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