ES2965443T3 - Sistema y método para dispensar espuma líquida, en particular, un producto de limpieza de espuma directa - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un sistema para dispensar espuma líquida, en particular un producto de limpieza de espuma directa, que comprende un recipiente para el líquido y un aparato dispensador conectado al recipiente. Aquí, el aparato dispensador comprende una bomba que comprende una cámara de bomba en comunicación fluida con el recipiente y un pistón dispuesto en la cámara de bomba, siendo el pistón y la cámara de bomba móviles uno con respecto al otro; un canal de salida que conecta la cámara de la bomba con una boquilla; una válvula de precompresión dispuesta entre el canal de salida y la boquilla; y un amortiguador que comprende una cámara amortiguadora conectada al canal de salida, incluyendo la cámara amortiguadora un variador comprimible dispuesto en su interior para variar el volumen utilizable de la cámara amortiguadora; en el que la boquilla, el amortiguador y la bomba están configurados y dimensionados de tal manera que la espuma se dispensa en un patrón de pulverización predeterminado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método para dispensar espuma líquida, en particular, un producto de limpieza de espuma directa
Campo de la invención
La presente invención se refiere a la dispensación de espuma líquida, en particular, un producto de limpieza de espuma directa. Más específicamente, la presente invención se refiere a un sistema y método para dispensar espuma líquida.
Antecedentes de la invención
El lavado de vajillas se realiza típicamente mediante la aplicación de detergente para lavavajillas a una esponja o utensilio de limpieza y la vajilla a fregar con el implemento; o añadir el detergente a un baño de agua en un fregadero y empapar/restregar la vajilla en el baño de agua de detergente. Dichos métodos convencionales pueden tomar períodos de tiempo más largos de consumo que el necesario para limpiar la vajilla cuando no está muy sucia o cuando solo hay unos pocos artículos para limpiar (por ejemplo, cuchillos, espátulas, cucharones sopa, etc., usados brevemente para preparar alimentos). Dichos métodos convencionales también pueden dar como resultado un producto detergente de lavado de vajillas a mano (es decir, la cantidad dosificada puede ser más de la necesaria para limpiar la vajilla).
Muchos consumidores pueden desear encontrar formas eficientes de limpieza de vajillas. Un enfoque para una limpieza más rápida es la aplicación directa de detergente para lavavajillas sobre la vajilla sucia seguida de un depuración ligera opcional y luego un enjuague con agua. Un intento en la técnica de la limpieza directa de espuma es el detergente para lavar vajillas “ Method Power Foam Dish Soap” comercializado por Method Products (San Francisco, CA, e E. UU.). El producto Method proporciona una composición de lavado de vajillas en una botella de pulverización convencional. Sin embargo, el dispensado de productos para lavar vajillas de espuma directa de botellas de pulverización convencionales puede no limpiar la vajilla eficazmente y puede no proporcionar una buena cobertura de espuma de área superficial y/o una cobertura de espuma duradera. Para compensar la falta de cobertura y la cobertura que no dura, se necesitan múltiples acciones de pulverización que pueden afectar negativamente la experiencia del usuario, conducir al sobreconsumo del producto de limpieza y también puede aumentar el rebote del producto de las superficies cuando se pulveriza. Dicho rebote puede causar un producto desperdiciado y posibles riesgos para la inhalación del producto.
Como tal, es deseable mejorar la eficiencia de limpieza proporcionando un sistema de dispensación que asegurará una buena cobertura sobre las superficies por dosis del producto de limpieza de espuma directa con un rebote mínimo y sin comprometer la limpieza de alimentos resistente.
El documento de la técnica anterior WO 2014/074654 A1 describe un dispositivo dispensador que incluye un sistema pulverizador/protector que incorpora un cabezal pulverizador e incluye un amortiguador. Usando un amortiguador, un usuario no necesita bombear continuamente el dispositivo para que el dispositivo pulverice o forme espuma. El sistema espumante incluye una pantalla de formación de espuma dispuesta delante de una boquilla del cabezal pulverizador. Se forma una espuma cuando las gotas que salen de la boquilla del cabezal pulverizador y que tienen un tamaño de gota particular golpean una rejilla de la pantalla de formación de espuma.
Sumario de la invención
Para este fin, la invención proporciona un sistema para dispensar espuma líquida, en particular, un producto de limpieza de espuma directa, que comprende un recipiente para el líquido y un aparato dispensador conectado al recipiente. Según la invención, el aparato dispensador comprende una bomba que comprende una cámara de bombeo en comunicación de fluidos con el recipiente y un pistón dispuesto en la cámara de bombeo, pudiendo moverse el pistón y la cámara de bombeo entre sí; un canal de salida que conecta la cámara de bombeo a una boquilla que incluye un orificio; una válvula de precompresión dispuesta entre el canal de salida y la boquilla; y un amortiguador que comprende una cámara de amortiguación conectada al canal de salida, incluyendo la cámara de amortiguación un variador compresible dispuesto en el mismo para variar el volumen utilizable de la cámara de almacenamiento; en el que la boquilla, el amortiguador y la bomba están configurados y dimensionados de manera que la espuma se dispensa desde el orificio de boquilla en un diseño de pulverización predeterminado; la válvula de precompresión y la cámara de amortiguación están dispuestas para definir límites inferiores y superiores, respectivamente, de una presión de dispensación de la espuma, teniendo la válvula de precompresión una presión de apertura de aproximadamente 200 a 450 kPa (2 a 4,5 bar), preferiblemente de aproximadamente 300 a 350 kPa (3 a 3,5 bar); y la boquilla tiene un área de expansión divergente aguas abajo de la abertura de boquilla, en donde el área de expansión tiene aberturas de aireación y es cónica y tiene un ángulo superior de entre 20-120°, preferiblemente entre 30-90°, y más preferiblemente aproximadamente 50°.
Disponiendo la espuma en un diseño de pulverización predeterminado, se aumenta la eficacia de la espuma. Al definir límites superior e inferior, la presión a la que se pulveriza la espuma se encuentra dentro de un ancho de banda relativamente estrecho para asegurar una espuma más uniforme. La presión de apertura define el límite de presión inferior en el que se pulveriza el líquido en gotas relativamente pequeñas que conducirá a una mejor formación de espuma. En el área de expansión, la presión del líquido puede disminuir casi instantáneamente, lo que conduce a la formación de la espuma, mientras que las aberturas de aireación permiten el aire en la corriente de líquido de expansión para acelerar el proceso de formación de espuma. Y finalmente, una boquilla cónica es relativamente fácil de fabricar y puede formar una superficie sobre la cual se pueden romper las gotas en la corriente de líquido expandible.
En una realización adicional, la cámara de amortiguación y el variador definen un valor máximo de la presión de dispensación de entre 300 y 550 kPa (3 y 5,5 bar), preferiblemente de aproximadamente 500 kPa (5 bar). Este límite superior para la presión de pulverización asegura que las gotas no se vuelvan demasiado pequeñas, lo que conduciría al riesgo de inhalación.
En algunas realizaciones, la bomba tiene un volumen de desplazamiento que es mayor que un rendimiento máximo de la boquilla. De esta manera, no todo el líquido de la bomba puede pasar a través de la boquilla, y parte del líquido tendrá que almacenarse para su posterior pulverización.
El rendimiento máximo de la boquilla puede ser de aproximadamente 1,45 cm3 por segundo.
El sistema dispensador puede tener una cámara de amortiguación que tiene un volumen utilizable máximo que es mayor que el volumen de desplazamiento de la bomba. De esta manera, la salida de una o más carreras de bomba puede almacenarse para su distribución posterior.
En una realización del sistema dispensador, la boquilla tiene una pluralidad de ranuras de remolino que conducen a un embudo de entrada, un embudo que desemboca en el orificio de la boquilla. Las ranuras de remolino y el embudo conducen a una aceleración final y energización del flujo de líquido justo antes de salir del orificio de la boquilla.
La boquilla puede tener un orificio central aguas arriba del embudo de entrada, que se dispone para acomodar una parte saliente del bastidor del dispensador, y en el que el orificio central se dimensiona de manera que se forma un espacio entre y la cara de extremo de la parte de marco saliente y un fondo del orificio. De esta manera, parte del líquido se fuerza a través de las ranuras de remolino y se permite que parte del líquido evite las ranuras de remolino y pase a través del espacio entre la boquilla y el bastidor del dispensador. Esto conduce a características de flujo mejoradas del líquido justo antes de entrar en el orificio de la boquilla. Para algunos líquidos, esto conduce a características de flujo mejoradas del líquido justo antes de entrar en el orificio de la boquilla. Para otros líquidos, la parte saliente del bastidor dispensador podría dimensionarse para dejar espacio entre la cara de extremo de la parte de marco saliente y la parte inferior del orificio.
En algunas realizaciones, el embudo de entrada puede ser cónico y puede tener un ángulo superior de 20-150°, preferiblemente 50-120°, más preferiblemente aproximadamente 100°. Este ángulo se selecciona para proporcionar una aceleración óptima del líquido.
Para asegurar una cantidad óptima de rotación en el líquido, la boquilla puede tener un número impar de ranuras de remolino, preferiblemente 3 o 5 ranuras de remolino.
En una realización del sistema dispensador, el variador puede comprender un pistón que se puede mover en la cámara de amortiguación y un resorte de compresión que se acopla al pistón variador. Dicho pistón cargado por resorte es mecánicamente simple y robusto.
En una realización alternativa, el variador puede comprender una bolsa llena de un medio compresible. Esta realización carece de partes móviles como pistones y resortes, lo que mejora la fiabilidad a largo plazo del sistema de dispensación.
En tal sistema dispensador, la cámara de amortiguación puede integrarse en el canal de salida. De esta manera, la bolsa puede actuar directamente por la presión del líquido en el canal de salida y el sistema dispensador puede ser más compacto.
En una realización preferida del sistema dispensador, el recipiente puede ser un recipiente tipo bolsa en botella. En un recipiente de bolsa en botella, el líquido a dispensar puede mantenerse completamente aislado de la atmósfera ambiental durante su vida completa. Por lo tanto, el líquido no se contaminará ni envejecerá.
En otra realización, el sistema dispensador comprende además un gatillo móvil conectado al pistón de bomba o cámara de bombeo para accionar la parte relevante y generar presión de líquido. De esta manera, el sistema dispensador se realiza como un pulverizador de gatillo, que es un dispensador estructuralmente simple y rentable.
La invención se refiere además a un método para dispensar una espuma líquida, en particular, un producto de limpieza de espuma directa. Según la invención, dicho método comprende las etapas de extraer el líquido desde un recipiente y presurizar el líquido accionando una bomba, en el que el recipiente y la bomba forman parte de un sistema dispensador; guiar al menos una parte del líquido presurizado a una boquilla dispensadora del sistema dispensador, incluyendo dicha boquilla dispensadora un orificio; dispensar el líquido desde la boquilla; almacenar otra parte del líquido presurizado en un amortiguador; y dispensar el líquido almacenado desde la boquilla cuando no se activa la bomba; en el que la boquilla, el amortiguador y la bomba están configurados y dimensionados de manera que la espuma se dispensa desde el orificio de boquilla en un diseño de pulverización predeterminado; el líquido se dispensa desde la boquilla solamente cuando una presión del líquido supera una presión de apertura de una válvula de precompresión dispuesta corriente arriba de la boquilla, siendo la presión de apertura de la válvula de precompresión de aproximadamente 200 a 450 kPa (2 a 4,5 bar), preferiblemente de aproximadamente 300 a 350 kPa (3 a 3,5 bar); al alcanzar la boquilla, al menos parte del líquido presurizado se pone en rotación mediante ranuras de remolino y se acelera en un embudo cónico hacia el orificio de boquilla; después de pasar a través del orificio de boquilla, el líquido se expande en una parte de boquilla divergente para formar una espuma, siendo la parte de boquilla divergente cónica y teniendo un ángulo superior de entre aproximadamente 20-120°, preferiblemente entre aproximadamente 30-90° y más preferiblemente aproximadamente 50°; y durante la expansión y la formación de espuma del líquido se mezcla con aire ambiente aspirado en el flujo de líquido de expansión a través de las aberturas de aireación en la parte de boquilla divergente.
Las realizaciones preferidas del método de dispensación se definen en las reivindicaciones dependientes 10 y 11.
Breve descripción de las figuras
Características adicionales de la invención se exponen en la siguiente descripción detallada de algunas realizaciones ejemplares de la invención y en las figuras de los dibujos, en las que elementos similares se identifican por los números de referencia que aumentan en “ 100” .
La Fig. 1 es una imagen escaneada de un patrón de pulverización de espuma directa que se logra utilizando el sistema de dispensación según la presente invención;
la Fig. 2 es una vista en sección transversal de un ejemplo de un aparato dispensador que no forma parte de la invención;
la Fig. 3 muestra el paso de flujo de líquido a través del aparato de dispensación de la Fig. 2;
la Fig. 4 es una vista en sección transversal en perspectiva ampliada de la boquilla de pulverización definida por el límite discontinuo “4” mostrado en la Fig. 3;
la Fig. 5 es una vista en perspectiva de una boquilla en un sistema de dispensación según la invención;
la Fig. 6 es una vista en sección longitudinal de la boquilla de la Fig. 5;
la Fig. 7 es una vista posterior de las ranuras de remolino y el cono interior de la boquilla de las Figs. 5 y 6;
la Fig. 8 es una representación gráfica de la forma en que la válvula de precompresión y el amortiguador del aparato dispensador definen un ancho de banda estrecho para la presión a la que se dispensa la espuma líquida;
la Fig. 9 es una vista en sección transversal de una primera realización del aparato dispensador de la invención;
la Fig. 10 es una vista en sección transversal de una segunda realización del aparato dispensador de la invención; y
la Fig. 11 es una vista en sección longitudinal ampliada de la boquilla de las Figs. 5 y 6 montada en el sistema de dispensación.
Descripción detallada de la invención
Un producto de limpieza de espuma directa puede incluir una composición de limpieza dispensada desde un dispensador de pulverización para formar una espuma directa. Una “ espuma directa” o “ producto directo” , como se usa en el presente documento, es un producto que forma una espuma sobre la superficie a la que se aplica, sin requerir intervenciones físicas, químicas o similares adicionales. Por ejemplo, el frotado manual de un producto sobre una superficie para producir espuma una vez que el producto se dispensa desde su recipiente no es un producto de espuma directa. El producto de espuma directa se aplica a la superficie directamente del recipiente en el que se almacenó.
La composición de limpieza puede dispensarse desde un sistema dispensador según la invención. Como se describirá con más detalle a continuación, el sistema dispensador incluye un recipiente para la composición de limpieza líquida y un aparato dispensador conectado al recipiente. Un recipiente adecuado puede ser un recipiente tipo bolsa en botella mediante el uso de la tecnología Flair® del solicitante. El aparato dispensador incluye una bomba, una válvula de precompresión y un amortiguador. La válvula de precompresión controla la presión mínima requerida para que el líquido se libere desde el aparato dispensador y el mecanismo de amortiguación controla la presión máxima de líquido que se bombea hacia y desde la cámara de amortiguación. Cuando la composición se dispensa desde el sistema dispensador de la invención, la composición de limpieza proporciona un producto de espuma directa que tiene un patrón de espuma de tipo anillo amplio como se muestra en la Fig. 1. Sin embargo, se contemplan otras formas de patrón de espuma y se pueden lograr mediante modificaciones del diseño de boquilla del aparato dispensador.
Con referencia a la Fig. 2, se muestra un aparato dispensador 1, del cual se puede dispensar una composición de limpieza directa de espuma. Este aparato dispensador 1, que no forma parte de la invención, incluye un bastidor 10 de motor de pulverización que conecta de forma fluida una entrada 16 de líquido a una cámara 20 de bombeo, una cámara 30 de amortiguación, una válvula 40 de precompresión y una boquilla 50. La composición líquida 100 se desplaza a través de la trayectoria 200 de flujo mostrada en la Fig. 3 y se dispensa como un producto de espuma directa. La entrada 16 de líquido puede conectarse de manera fluida a un tubo 18 de inmersión opcional para extraer la composición 100 líquida de una botella o depósito (no mostrado) a través de la trayectoria 200 de flujo del pulverizador 1. La botella y la composición líquida 100 pueden venderse o proporcionarse por separado como una recarga para el producto de limpieza de espuma directa. La composición líquida 100 del depósito también se puede extraer en el pulverizador 1 sin el tubo 18 de inmersión usando, por ejemplo, sistemas de aire sin aire conocidos con una estructura interior plegable, como bolsa en botella, botellas delaminadas como la tecnología Flair® del solicitante u otras tecnologías sin aire conocidas en la técnica.
El aparato dispensador 1 puede incluir un elemento de accionamiento, tal como un gatillo 14 como se muestra en la Fig. 2, u otro elemento de accionamiento conocido (por ejemplo, botón pulsador, etc.), que se conecta mecánicamente a un pistón 22. En funcionamiento, cuando el gatillo 14 accionado por resorte es accionado por un usuario, el pistón 22 se mueve hacia abajo y, cuando se libera el gatillo 14, la fuerza del resorte mueve el pistón 22 hacia arriba. Esto expande el volumen de la cámara y genera una presión negativa que abre una válvula 12 de entrada y cierra una válvula 36 de salida y hace que la composición líquida 100 se aspire hacia la cámara 20 de bombeo. A medida que se abre la válvula 12 de entrada, la válvula 36 de salida se cierra (la presión negativa mueve la válvula de salida hacia arriba en una posición cerrada).
Cuando un usuario acciona o estira del gatillo 14, crea una carrera descendente en la cámara 20 de bombeo. El pistón 22 se mueve hacia abajo y empuja el líquido hacia un canal 60 de salida que conduce hacia la válvula 40 de precompresión. La cámara 30 de amortiguación también está conectada a este canal 60 de salida. La válvula 12 de entrada se cierra y se abre la válvula 36 de salida, dejando que la composición líquida 100 pase al canal 60 de salida y a la válvula 40 de precompresión. Cuando la presión generada por la carrera descendente del pistón de la bomba 22 excede una presión de apertura de la válvula 40 de precompresión, un diafragma 41 de la válvula se deforma elásticamente y la válvula se mueve a su posición abierta. El líquido fluye entonces hacia la boquilla 50, donde se dispensa como espuma.
Cuando se acciona el gatillo 14, la válvula 12 de entrada se cierra, evitando que el líquido de la cámara 20 de bombeo sea empujado de vuelta a la botella/el depósito (la presión lo mueve hacia abajo en la posición cerrada). Esto permite que se acumule una presión en el canal 60 de salida y la cámara 30 de amortiguación. Dado que el volumen de desplazamiento de la bomba es mayor que el rendimiento máximo de la boquilla 50, la presión en el canal 60 de salida asciende durante la carrera descendente del pistón 22 de la bomba.
Esta presión actúa sobre el variador 70 compresible de manera elástica que está dispuesto en la cámara 30 de amortiguación para variar el volumen utilizable de la cámara de amortiguación. En este ejemplo, el variador 70 incluye un pistón amortiguador 32 y un resorte amortiguador 34 que se acopla al pistón.
La presión de la composición líquida 100 en la cámara 30 de amortiguación empuja hacia abajo el pistón amortiguador 32, y el resorte amortiguador 34 debajo del pistón amortiguador 32 se comprime, aumentando así el volumen utilizable de la cámara 30 de amortiguación y permitiendo que la composición líquida se almacene temporalmente bajo presión (presurizada) en la cámara 30 de amortiguación.
Hay una abertura de desbordamiento (no mostrada) a una cierta profundidad de la cámara 30 de amortiguación. Esto se hace para evitar una acumulación demasiado grande de presión de líquido y, por lo tanto, es un tipo de salida en un cierto punto definido más allá del cual el pistón amortiguador 32 no puede desplazarse hacia abajo. Por lo tanto, cuando el pistón amortiguador 32 se mueve más allá de un cierto punto (a la presión máxima deseada/fuerza de resorte), el líquido fluirá de vuelta al depósito a través de la abertura de rebose en la pared de la cámara 30 de amortiguación. La abertura de desbordamiento de líquido se puede establecer para una presión máxima de resorte amortiguador 34 en la cámara 30 de amortiguación de, por ejemplo, 50 a 300, o de 50 a 100 kPa (0,5 a 3,0, o de 0,5 a 1,0 bar), por encima de la presión de apertura o la presión de apertura preestablecida de la válvula 40 de precompresión. En realizaciones de la presente invención, dicha presión de apertura de válvula de precompresión está entre 200 y 450 kPa (2 y 4,5 bar), más en particular aproximadamente 300 a 350 kPa (3 a 3,5 bar).
Se observa que en realizaciones ejemplares de la presente invención, la válvula 40 de precompresión tiene una presión de apertura más baja que la presión máxima que puede desarrollarse en la cámara 30 de amortiguación. De esta manera, la válvula 40 de precompresión se abrirá y la pulverización se puede producir bien antes de que la cámara 30 de amortiguación esté completamente llena de líquido y, por lo tanto, alcance su presión máxima. Esto permite condiciones de pulverización continuas. Más particularmente, cuando se dispone más líquido en el pulverizador que la boquilla 50 puede pulverizar (la boquilla está restringida por el caudal máximo a través de la boquilla), el líquido restante se almacena en la cámara 30 de amortiguación y se libera gradualmente durante un cierto tiempo hasta que la presión cae por debajo de la presión de cierre de la válvula de precompresión que cierra el flujo de líquido. Esto permite una pulverización de larga duración con un solo accionamiento y pulverización continua con múltiples accionamientos a ciertos intervalos de accionamiento. Por ejemplo, si la boquilla 50 solo puede pulverizar 1 ml/s y se bombean 1,4 ml de líquido en un accionamiento, la pulverización continuará durante 1,4 segundos. Si se bombearán tres accionamientos de 1,4 ml de líquido en 2 segundos, el pulverizador continuará pulverizando durante 4,2 segundos.
La válvula 40 de precompresión controla la acción de pulverización desde la boquilla 50. La válvula 40 de precompresión tiene una presión definida; cuando la presión del líquido excede dicha presión definida, la válvula de precompresión se abre y se produce la pulverización. Cuando la presión cae por debajo de la presión de cierre definida de la válvula 40 de precompresión, la válvula de precompresión se cierra, asegurando así que solo los líquidos ópticamente presurizados puedan proceder a la boquilla 50, asegurar una pulverización continua. La válvula 40 de precompresión se abre debido a la presión de líquido en el canal 60 de salida y la cámara 30 de amortiguación, y la composición líquida 100 pasa, por lo tanto, hacia la boquilla 50 creando una pulverización deseada.
Como se indicó anteriormente, cuando se acciona el gatillo 14, la válvula 12 de entrada se cierra, evitando que el líquido de la cámara 20 de bombeo sea empujado de vuelta hacia la botella/depósito. Aunque el aparato dispensador 1 puede estar en una etapa de liberación del gatillo y de entrada de líquido posterior, la composición líquida 100 aún puede pasar por la válvula 40 de precompresión y a través del orificio 50 para continuar la pulverización. Es de esta manera, que un usuario pueda provocar una pulverización continua siempre que el usuario continúe bombeando el gatillo 14 de manera que las carreras de admisión de líquido se mantengan con la pulverización, la composición líquida 100 continúa siendo extraída y enviada a la cámara de presión y la válvula de precompresión. En este contexto, se observa que variando los volúmenes relativos de la cámara 20 de bombeo y la cámara 30 de amortiguación, pueden diseñarse diversas velocidades de bombeo.
Con referencia ahora a la Fig. 4, se muestra una boquilla 50 que tiene un árbol 44 giratorio de líquido colocado en el conducto 42 de descarga de líquido. El árbol giratorio 44 conduce a una cámara 52 de remolino en un extremo adyacente al orificio 55 de boquilla. El árbol giratorio 44 se extiende axialmente en la dirección aguas abajo al orificio 55. El orificio 55 conduce a un área 58 de expansión cónica que guía el ángulo de pulverización del líquido que sale del orificio 55.
Con referencia a la Fig. 5, una boquilla 50 para usar en un sistema dispensador según la invención incluye una pluralidad de ranuras 54 de remolino y un orificio 55 que proporciona una ruta de salida a través de la boquilla 50. Las ranuras 54 de remolino pueden ser de uno a cinco, tres a cinco, o tres en recuento. En el interior de la boquilla 50, las ranuras 54 de remolino guían el líquido a un embudo interno o cono 56 que termina en su extremo estrecho en un orificio cilíndrico corto 55.
Como se muestra en la Fig. 11, el árbol giratorio 44 no se extiende completamente a la cámara 52 de remolino. De hecho, una cara de extremo 45 del árbol giratorio 44 está separada de una parte inferior 57 de un orificio central 59 de la boquilla 50. De esta manera, parte del líquido no se fuerza a fluir a través de las ranuras 54 de remolino, pero puede evitar estas ranuras de remolino y fluir a través del centro del embudo interno o cono 56 de la boquilla. Por lo tanto, el flujo de líquido se compone de dos subflujos, un flujo a través de las ranuras 54 de remolino y un flujo a través del centro, que tienen velocidades diferentes. Sin pretender imponer ninguna teoría, se supone que el flujo de velocidad más alta arrastrará el flujo de velocidad inferior, de modo que se energiza todo el cuerpo del líquido que fluye hacia el orificio de la boquilla. Se observa que el resultado final de esta disposición es una mejora de las características de formación de espuma.
Las ranuras 54 de remolino pueden variar en forma, anchura y profundidad y pueden estrecharse de ancho para adaptarse a la mejor aceleración del flujo del líquido con la menor resistencia y caída de presión. El cono interno 56 puede tener un ángulo de aproximadamente 20° a aproximadamente 150°, preferiblemente de aproximadamente 50° a aproximadamente 120°, y más preferiblemente de aproximadamente 100°. El cono interno 56 define cuánto el líquido giratorio se acelera más antes del orificio 55 y, como tal, la dispersión o la anchura de la pulverización sale del orificio 55. Las ranuras 54 de remolino aceleran y hacen girar el líquido a presión en el cono interno 56 donde el diámetro gradual en el diámetro comprime y acelera el líquido más para pulverizarlo a alta presión a través del orificio estrecho 55. La caída repentina de presión en la salida del orificio 55 permite que el líquido altamente accionado comprimido se expanda y rompa el líquido en pequeñas gotas. La velocidad, dirección y anchura de pulverización de las gotas pulverizadas se define por la energía y la trayectoria introducida por las ranuras 54 de remolino y el ángulo en el cono interno 56. La trayectoria cilíndrica corta en el orificio 55 debe mantenerse tan corta como sea técnicamente posible para no afectar a la anchura de la pulverización.
En el exterior del orificio 55 o aguas abajo del orificio, se proporciona un área de expansión en forma de cono externo 58 que guía el ángulo de pulverización de las gotas de líquido que salen del orificio. Según la invención, este cono externo 58 tiene un ángulo de aproximadamente 20° a aproximadamente 120°, preferiblemente de aproximadamente 30° a aproximadamente 90°, y más en particular de aproximadamente 50°. El cono externo 58 está provisto además de un número de aberturas 51 de aireación. La caída repentina de presión en la salida genera una presión negativa en el centro de la pulverización. Esta presión negativa succionará aire del entorno en la pulverización. Como resultado, las pequeñas gotas que se forman en el retorno de salida se convierten en pequeñas burbujas de espuma. Este efecto se mejora aún más por el cono externo 58 que también guía la corriente de líquido hacia afuera para romper aún más el rociado en un patrón de pulverización de espuma amplia. Las partículas de espuma se pueden ajustar adicionalmente introduciendo más aire a través de los orificios de aireación 51 en el cono externo 58 colocado cerca de la zona con la mayor presión negativa. A través del efecto venturi, esta presión negativa succiona más aire en la corriente de gotas que genera espuma más gruesa, más pronunciada.
El orificio 55 puede tener un diámetro constante o puede estrecharse en la dirección axial, ensanchándose en diámetro a medida que la pulverización se desplaza desde un extremo proximal (es decir, más cerca del orificio 55 y la trayectoria 200 de flujo) hasta un extremo distal de la boquilla 50. Un diámetro de orificio constante puede ser de aproximadamente 0,10 mm a aproximadamente 0,60 mm, o de aproximadamente 0,30 mm a aproximadamente 0,40 mm, o de aproximadamente 0,32 mm a aproximadamente 0,37 mm, o de aproximadamente 0,36 mm. Cuando se estrecha, el orificio 55 puede estrecharse desde un diámetro de extremo proximal de aproximadamente 0,13 mm hasta un diámetro de extremo distal de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 5 mm hasta un diámetro de extremo distal de aproximadamente 0,10 mm a aproximadamente 0,60 mm, o aproximadamente 0,30 mm a aproximadamente 0,40 mm.
Las configuraciones de boquilla ilustrativas se proporcionan en la Tabla 1.
Tabla 1
Como se ha indicado anteriormente, la disposición de la bomba, el amortiguador y la boquilla es tal que el líquido se dispensará a una presión que se encuentre dentro de un ancho de banda relativamente estrecho. El límite inferior de la presión de dispensación se determina por la presión de apertura de la válvula 40 de precompresión. Tan pronto como la bomba 20 genera una presión que es mayor que la presión de apertura, la válvula 40 de precompresión se abrirá, permitiendo que el líquido fluya desde la bomba 20 a través del canal 60 de salida a la boquilla 50. A medida que la boquilla 50 está diseñada para tener un rendimiento máximo que es menor que la capacidad de desplazamiento de la bomba 20, la presión del líquido en el canal 60 de salida aumentará a medida que el líquido no pueda salir de la boquilla 50 a la misma velocidad que se fuerza al interior del canal 60 de salida por la bomba 20. Este aumento de presión continuará hasta que la presión del líquido en el canal 60 de salida sea igual a la presión del variador elásticamente compresible 70. Tan pronto como se alcanza esta presión, el variador 70 comenzará a comprimirse, aumentando así el volumen utilizable en la cámara 30 de amortiguación que está disponible para acomodar el líquido que no puede salir a través de la boquilla 50. De esta manera, la presión a la que se dispensa el líquido desde la boquilla 50 se maximiza al valor de la presión del variador 70 en la cámara 30 de amortiguación. Como se indicó anteriormente, la cámara de amortiguación puede incluir una abertura de desbordamiento para permitir que el líquido regrese al recipiente si la presión generada por la bomba en el canal de salida y la cámara de amortiguación se vuelve excesiva. El ancho de banda estrecho de la presión de dispensación se ilustra en la Fig. 8, donde cada curva representa la acumulación de presión como resultado de una carrera de bomba, y las líneas límite inferior y superior 80, 90 representan la presión de apertura de la válvula 40 de precompresión y la presión del variador 70 en la cámara 30 de amortiguación, respectivamente.
En una realización del sistema dispensador (Fig. 9), el variador elásticamente compresible 170 incluye una bolsa 172 llena de un medio presurizado, en particular un gas presurizado. Esta bolsa 172 está dispuesta en la cámara 130 del amortiguador y sustancialmente ocupa todo el volumen interior de la cámara del amortiguador, de modo que no puede permanecer líquido en la cámara 130 del amortiguador. En esta realización, la bolsa 172 consiste en un tubo de plástico lleno de gas a la presión de dispensación máxima predeterminada y sellado en sus extremos opuestos mediante líneas 174 de soldadura. Este variador 170 de bolsa lleno de gas funciona sustancialmente de la misma manera que el variador pistón 32 cargado por resorte de la realización anterior. Cuando la presión del líquido en el canal 160 de salida excede la presión del gas en la bolsa tubular 172, la bolsa comenzará a comprimirse, liberando así espacio en la cámara de amortiguación 130 para que el líquido entre. Cuando el pistón de la bomba 122 alcanza el final de su carrera y la acumulación de presión se detiene, el líquido continuará fluyendo desde la cámara 130 del amortiguador a través del canal 160 de salida hacia la boquilla 150, ya que la presión en el sistema aún excede la presión de apertura de la válvula de precompresión 140. A medida que el líquido continúa dispensándose, la presión en el canal 160 de salida y la cámara de amortiguación 130 disminuirá y el variador resiliente 170 se expandirá. De esta manera, el líquido será forzado desde la cámara de amortiguación 130 hasta que la cámara de amortiguación esté vacía. El flujo de líquido a través de la boquilla 150 se detendrá tan pronto como la presión caiga por debajo de la presión de apertura de la válvula de precompresión 140.
En otra realización del sistema dispensador (Fig. 10) la cámara 230 de amortiguación está formada efectivamente por una parte ensanchada del canal 206 de salida, que a su vez está parcialmente alojada en el pistón 222 de la bomba 220. Aquí, el variador compresible 270 se realiza de nuevo como una bolsa 272 de plástico llena de gas bajo presión, que ocupa sustancialmente el volumen interno completo de la cámara 230 de amortiguación. El líquido puede fluir más allá de la bolsa 272 llena de gas a través de los espacios 273 que quedan libres entre la periferia de la bolsa 272 llena de gas y la pared interior 233 de la cámara 230 de amortiguación. En esta realización, la pared interior 233, cuando se observa en sección transversal, tiene una configuración dentada, que define crestas o nervaduras que se acoplan a la bolsa 272 llena de gas, que están separadas por cavidades que sirven como pasos 273 de flujo para el líquido. Juntos, estos pasos 273 de flujo forman el canal de salida 260 nominal. Estos pasos 273 de flujo de líquido se unen en una abertura 235 en la parte superior de la cámara 230 de amortiguación, que se cierra mediante la válvula 240 de precompresión.
En esta realización, el pistón 222, que está dispuesto en el extremo inferior de la cámara del amortiguador 230, se mantiene estacionario y la cámara de la bomba 220 se puede mover hacia arriba con respecto al pistón fijo 222 cuando se acciona el gatillo 214. Cuando la cámara 220 de bombeo se mueve hacia arriba con respecto al pistón 222, el líquido en la cámara 220 de bombeo se comprime y se fuerza fuera de la cámara 220 de bombeo a través de una abertura central 225 dispuesta en el fondo 226 del pistón 222. Esta abertura central 225, que durante una carrera de entrada está cerrada por una válvula 227, está en comunicación fluida con los pasos de flujo de líquido 273 dispuestos en la pared 233 de la cámara 230 de amortiguación.
Tan pronto como la bomba genere una presión que sea mayor que la presión de apertura de la válvula 240 de precompresión, esta válvula de precompresión se abre y el líquido puede fluir hacia la boquilla 250 a dispensar como espuma. Aquí de nuevo, a medida que la presión se acumula y alcanza la presión de gas en la bolsa 272, el variador 270 comenzará a comprimirse y creará un espacio adicional en la cámara 230 de amortiguación para que el líquido lo ocupe. Y cuando la cámara 220 de bombeo alcanza el final de su carrera y se detiene la acumulación de presión, el líquido continuará fluyendo hacia la boquilla 250, permitiendo así que la bolsa 272 de variador llena de gas se expanda de nuevo y la cámara 230 de amortiguación se vacíe. Cuando la cámara 230 de amortiguación se ha vaciado completamente, la presión de líquido habrá caído por debajo de la presión de apertura de la válvula 240 de precompresión, y no se dispensa más espuma.
Composición de limpieza
El producto de limpieza de espuma directa a dispensar con el sistema de dispensación de la presente invención comprende una composición de limpieza que comprende un sistema tensioactivo y, opcionalmente, un disolvente orgánico de limpieza de grasa. Las jabonaduras generadas cuando se pulveriza esta composición de limpieza son lo suficientemente fuertes como para soportar la fuerza de impacto cuando el producto de limpieza de espuma directa entra en contacto con el artículo a lavar (es decir, minimiza el rebote, la inhalación y el desecho de producto), pero al mismo tiempo son fáciles de enjuagar. Este producto de limpieza de espuma directa proporciona una buena limpieza, incluida la limpieza de suciedades duras relacionadas con los alimentos, tales como suciedades de cocción, de horneado y quemado y la buena limpieza de suciedades ligeramente aceitosas. El producto de limpieza de espuma directa a dispensar con el sistema dispensador de la invención también proporciona una buena expansión de detergente, que requiere una mayor depuración por parte del consumidor.
Si bien se han ilustrado y descrito realizaciones particulares de la presente invención, sería obvio para los expertos en la técnica que pueden realizarse diversos otros cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de las reivindicaciones. Las características descritas en relación con una realización particular pueden usarse en otras realizaciones o combinarse con características de dichas otras realizaciones para formar nuevas realizaciones siempre que las nuevas realizaciones caigan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Sistema para dispensar una espuma líquida, en particular, un producto de limpieza de espuma directa, que comprende un recipiente para el líquido y un aparato dispensador (1; 101; 201) conectado al recipiente, en donde el aparato dispensador (1; 101; 201) comprende:
    -una bomba que comprende una cámara (20; 120; 220) de bombeo en comunicación fluida con el recipiente y un pistón (22; 122; 222) dispuesto en la cámara (20; 120; 220) de bombeo, el pistón (22; 122; 222) y la cámara (20; 120; 220) de bombeo que se pueden mover entre sí;
    -un canal (60; 160; 260) de salida que conecta la cámara (20; 120; 220) de bombeo a una boquilla (50; 150; 250) que incluye un orificio (55),
    -una válvula (40; 140; 240) de precompresión dispuesta entre el canal (60; 160; 260) de salida y la boquilla (50; 150; 250), y
    -un amortiguador que comprende una cámara (30; 130; 230) de amortiguación conectada al canal (60; 160; 260) de salida, la cámara (30; 130; 230) de amortiguación que incluye un variador compresible (70; 170; 270) dispuesto en la misma para variar el volumen utilizable de la cámara (30; 130; 230) de amortiguación,
    caracterizado porque
    la boquilla (50; 150; 250), el amortiguador y la bomba están configurados y dimensionados de manera que la espuma se dispensa desde el orificio (55) de boquilla en un diseño de pulverización predeterminado,
    la válvula (40; 140; 240) de precompresión y la cámara (30; 130; 230) de amortiguación se disponen para definir límites inferior y superior, respectivamente, de una presión de dispensación de la espuma, teniendo la válvula (40; 140; 240) de precompresión una presión de apertura de aproximadamente 200 a 450 kPa (2 a 4,5 bar), preferiblemente de aproximadamente 300 a 350 kPa (3 a 3,5 bar), y
    la boquilla (50; 150; 250) tiene un área (58) de expansión divergente aguas abajo del orificio (55) de boquilla, en el que el área (58) de expansión:
    tiene aberturas (51) de aireación, y
    es cónica y tiene un ángulo superior de entre aproximadamente 20-120°, preferiblemente entre aproximadamente 30-90° y más preferiblemente aproximadamente 50°.
  2. 2. Sistema de dispensación según la reivindicación 1, en donde la cámara (30; 130; 230) de amortiguación y el variador (70; 170; 270) definen un valor máximo de la presión de dispensación de entre 300 y 550 kPa (3 y 5,5 bar), preferiblemente de aproximadamente 500 kPa (5 bar).
  3. 3. Sistema de dispensación según la reivindicación 2, en donde la bomba tiene un volumen de desplazamiento que es mayor que un rendimiento máximo de la boquilla (50; 150; 250); opcionalmente en donde la boquilla (50; 150; 250) está configurada y dimensionada para tener un rendimiento máximo de aproximadamente 1,45 cm3 por segundo.
  4. 4. Sistema de dispensación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la boquilla (50;
    150; 250) tiene una pluralidad de ranuras (54) de remolino que conducen a un embudo (56) de entrada, cuyo embudo desemboca en el orificio (55) de boquilla.
  5. 5. Sistema de dispensación según la reivindicación 4, en donde la boquilla (50; 150; 250) tiene un orificio central (59) aguas arriba del embudo (56) de entrada, que está dispuesto para acomodar una parte saliente (44) de un bastidor dispensador, y en donde el orificio central (59) está dimensionado de manera que se forme un espacio entre y la cara final (45) de la parte (44) de marco saliente y una parte inferior (57) del orificio (59).
  6. 6. Sistema de dispensación según la reivindicación 4 o 5, en donde el embudo (56) de entrada es cónico y tiene un ángulo superior de aproximadamente 20-150°, preferiblemente aproximadamente 50-120°, más preferiblemente aproximadamente 100°; y/o en el que la boquilla (50; 150; 250) tiene un número impar de ranuras (54) de remolino, preferiblemente de 3 o 5 ranuras (54) de remolino.
  7. 7. Sistema de dispensación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el variador (70) comprende:
    un pistón (32) que es móvil en la cámara (30) de amortiguación y un resorte (34) de compresión que acopla el pistón variador (32); o
    una bolsa (172; 272) rellena con un medio comprimible; opcionalmente en donde la cámara (230) de amortiguación está integrada en el canal (260) de salida.
    Sistema de dispensación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde uno de:
    el recipiente es un recipiente de tipo botella en bolsa; o
    la cámara (30; 130; 230) de amortiguación tiene un volumen utilizable máximo que es mayor que el volumen de desplazamiento de la bomba; o
    el sistema dispensador comprende además un gatillo móvil (14; 114; 214) conectado al pistón de la bomba (22; 122; 222) o a la cámara (20; 120; 220) de bombeo.
    Método para dispensar una espuma líquida, en particular, un producto de limpieza de espuma directa, que comprende las etapas de:
    -extraer el líquido (100) de un recipiente y presurizar el líquido accionando una bomba, en donde el recipiente y la bomba forman parte de un sistema dispensador,
    -guiar al menos una parte del líquido presurizado a una boquilla (50; 150; 250) del sistema dispensador, incluyendo dicha boquilla dispensadora (50; 150; 250) un orificio (55), -dispensar el líquido desde la boquilla (50; 50; 250),
    -almacenar otra parte del líquido presurizado en un amortiguador, y
    -dispensar el líquido almacenado desde la boquilla (50; 150; 250) cuando la bomba no está siendo accionada,
    caracterizada por que:
    la boquilla (50; 150; 250) el amortiguador y la bomba están configurados y dimensionados de manera que la espuma se dispensa desde el orificio (55) de boquilla en un diseño de pulverización predeterminado,
    el líquido se dispensa desde la boquilla (50; 150; 250) solo cuando una presión del líquido supera una presión de apertura de una válvula (40; 140; 240) de precompresión de salida dispuesto aguas arriba de la boquilla (50; 150; 250), siendo la presión de apertura de la válvula (40; 140; 240) de precompresión de control de aproximadamente 200 a 450 kPa (2 a 4,5 bar), preferiblemente de aproximadamente 300 a 350 kPa (3 a 3,5 bar),
    al alcanzar la boquilla (50; 150; 250) al menos parte del líquido presurizado se pone en rotación mediante ranuras (54) de remolino y aceleradas en un embudo cónico (56) hacia el orificio (55) de boquilla,
    después de pasar a través del orificio (55) de boquilla, el líquido se expande en una parte de boquilla divergente para formar una espuma, siendo la parte de boquilla divergente cónica y teniendo un ángulo superior de entre aproximadamente 20-120°, preferiblemente entre aproximadamente 30 90°, y más preferiblemente aproximadamente 50°, y
    durante la expansión y la formación de espuma el líquido se mezcla con aire ambiente aspirado en el flujo de líquido de expansión a través de las aberturas (51) de aireación en la parte de boquilla divergente.
    Método según la reivindicación 9, en donde el líquido presurizado se almacena en un amortiguador siempre que la presión del líquido supere una presión generada por un variador compresible (70; 170; 270) en el amortiguador; y opcionalmente en donde accionar la bomba hace que se extraiga un volumen de líquido del recipiente y se presurice que es mayor que un rendimiento máximo de la boquilla (50; 150; 250), provocando así que un exceso de volumen del líquido se almacene en el amortiguador.
    El método según la reivindicación 9 o 10, en donde parte del líquido presurizado omite las ranuras (54) de remolino.
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