BRPI0612913A2 - bico para a pulverização de um fluido - Google Patents

Abstract

BICO PARA A PULVERIZAçãO DE UM FLUIDO. A presente invenção refere-se a um bico para a pulverização de um fluido que compreende uma câmara de turbilhonamento (1) com simetria de revolução em torno de um eixo (Z) de origem (O), na qual desembocam pelo menos dois canais de admissão (2, 3) do referido fluido. Essa câmara (1) é dotada de um conduto de ejeção (4) cujo eixo (<30>) é inclinado em relação ao eixo de simetria (Z) da câmara em um certo ângulo (<244>). De acordo com a presente invenção, o conduto (4) é realizado de modo que seu eixo (,30>) apresente uma origem (O') cuja posição é deslocada em uma certa distância (d) em relação à origem (O) do eixo de simetria (z) da câmara, que depende do valor do ângulo (<244>) de inclinação do conduto; - segundo uma direção que depende da posição e da seção dos referidos canais, e - segundo um sentido que é oposto à orientação do referido conduto (4).

Description

"BICO PARA A PULVERIZAÇÃO DE UM FLUIDO"

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um bico de pulverização comcâmara de turbilhonamento, que é concebida para um botão de pressão depulverização com saída lateral.

A presente invenção refere-se, em particular, a um bico quepermite obter uma pulverização mais eficiente em relação às câmaras deturbilhonamento existentes.

Antecedentes da Invenção

O pedido de patente francês FR-2 853 635 descreve um botão depressão de pulverização com saída lateral que compreende uma câmara deturbilhonamento com simetria de revolução em torno de um primeiro eixo queapresenta uma saída central e uma entrada periférica, e está situada entreduas peças moldadas, globalmente coaxiais, respectivamente uma peçainterna e uma peça externa encaixadas uma na outra.

Um molde que delimita uma cavidade que forma a referidacâmara de turbilhonamento é realizada no interior da peça externa, quecompreende, ainda, um conduto de ejeção que desemboca, de um lado, nacavidade, e de outro lado, fora do botão de pressão, e se estende através desua parede a partir do centro do referido molde.

As duas peças compreendem faces inclinadas em relação a umsegundo eixo de encaixe que lhes é comum, aplicando-se uma contra a outra.O molde é realizado na face inclinada da peça externa e as faces inclinadasestão orientadas em um sentido e em um ângulo suficiente para permitir umadesmoldagem da peça externa conforme o eixo comum (segundo eixo deencaixe) sem danificar o molde.

O fluido a ser pulverizado é introduzido na câmara deturbilhonamento com uma certa vazão por pelo menos dois canais de admissãoque desembocam tangencialmente na câmara.

De modo clássico, a vazão de injeção do fluido gera umacirculação rotativa de turbilhonamento acelerada (denominada "em swirl") dofluido na câmara um pouco antes de sua ejeção para fora do botão de pressão,provocando a pulverização do fluido.

Geralmente, o conduto das câmaras de turbilhonamento é centrale seu eixo corresponde ao eixo de simetria de revolução da câmara.

De acordo com o modo de realização do botão de pressão que estádescrito no pedido de patente FR-2 853 635, o conduto de ejeção da câmara deturbilhonamento se estende perpendicularmente ao eixo comum das duas peças, afim de permitir uma pulverização lateral. Assim, o eixo do conduto de ejeção ficainclinado em relação ao eixo da câmara de turbilhonamento.

Essa inclinação do eixo do conduto de ejeção em relação ao eixoda câmara de turbilhonamento perturba e inibe o efeito produzido pela câmarade turbilhonamento, efeito esse que dá origem à pulverização do fluido nasaída do botão de pressão.

De fato, a inclinação do eixo do conduto de ejeção cria umaperturbação que desequilibra o movimento do fluido injetado na câmara deturbilhonamento com grande velocidade. Esse movimento fica mais lento,atenuado, e mesmo totalmente reduzido na entrada do conduto de ejeção, oque leva à obtenção de um jato na saída do conduto, em vez da obtenção dapulverização desejada.

A razão da obtenção de um jato em vez de uma pulverização é aseguinte: o turbilhonamento do fluido é feito por um movimento com simetriaaxial, e esse movimento é obtido na câmara de turbilhonamento em torno doeixo central da câmara. Esse movimento do fluido em rotação acelerado éfortemente perturbado com a aproximação do conduto de ejeção, devido àmudança brusca de direção imposta pela orientação inclinada do conduto deejeção em relação ao eixo da câmara.

Na prática, para um conduto de ejeção inclinado em um ângulorelativamente pequeno (da ordem de 5o a 10°) em relação ao eixo da câmara,obtém-se uma pulverização degradada, não homogênea, e um fluxopulverizado em forma de "meia-lua". E quanto maior for o valor do ângulo deinclinação, mais a qualidade da pulverização ficará deteriorada até que apulverização se transforme em um jato quase retilíneo.

Assim, de acordo com o modo de realização descrito no pedidode patente FR-2 853 635, para re-equilibrar o movimento do fluido interior dacâmara, procurou-se um desequilíbrio estrutural dos débitos de injeção dofluido na câmara. Com esse objetivo, os dois canais de admissão foramrealizados com seções diferentes.

Essa solução não permite, porém, atingir os excelentes resultadosde pulverização obtidos com uma câmara de turbilhonamento clássica, comsimetria de revolução, com um conduto central cujo eixo se confunde com o dacâmara e com condutos de admissão de seção idêntica.

Descrição Resumida da Invenção

A presente invenção visa corrigir esse problema de má qualidadede pulverização que é ligado à inclinação do eixo do conduto de ejeção emrelação ao eixo da câmara de turbilhonamento, propondo outra solução emrelação à que consiste em realizar dois canais de seções diferentes.

A presente invenção refere-se a um bico para a pulverização deum fluido que compreende uma câmara de turbilhonamento com simetria derevolução em tomo de um eixo Z de origem O, na qual desembocam pelomenos dois canais de admissão do fluido. Essa câmara é dotada de umconduto de ejeção cujo eixo é inclinado em relação ao eixo de simetria dacâmara segundo um certo ângulo. De acordo com a presente invenção, oconduto 4 é realizado de modo que seu eixo Δ apresente uma origem O'- cuja posição é deslocada em uma certa distância em relação àorigem O do eixo de simetria da câmara, distância essa que depende do valordo ângulo de inclinação do conduto em relação ao eixo da câmara;

- segundo uma direção que depende da posição e da seção doscanais, e

- segundo um sentido que é oposto à orientação do conduto.

Entende-se por orientação do conduto o sentido de ejeção dofluido do interior da câmara para fora do bico de pulverização.

O deslocamento da origem do eixo do conduto de ejeção emrelação à origem do eixo da câmara permite corrigir o problema deperturbações do fluido turbilhonando na câmara.

De fato, o escoamento de turbilhonamento em torno do eixo desimetria da câmara se desestrutura no conduto de ejeção por causa de umamudança de direção.

Ao aproximar a entrada do conduto de ejeção de um dos canaisde alimentação da câmara, obtém-se um escoamento turbilhonado nãosimétrico em relação ao eixo da câmara.

Esse escoamento permanece, porém, simétrico em relação a umcerto eixo.

Convém, portanto, não confundir o eixo do conduto com esseeixo, para que o escoamento de turbilhonamento seja simétrico em relação aoeixo do conduto de ejeção.

A solução que consiste em deslocar a origem do conduto emrelação à origem do eixo da câmara permite assim obter um escoamento deturbilhonamento que é simétrico em relação ao eixo do conduto de ejeção. Defato, quando o conduto inclinado é posicionado no eixo da câmara, oescoamento de turbilhonamento é simétrico na câmara, mas totalmenteassimétrico no conduto de ejeção. Para obter uma pulverização uniforme épreciso que o escoamento seja simétrico no conduto de ejeção. E odeslocamento da origem do conduto de ejeção em relação à origem do eixo dacâmara permite obter um escoamento simétrico e turbilhonado no conduto.

De acordo com um primeiro modo de realização do bico deacordo com a presente invenção, para um valor de ângulo de inclinaçãosuperior a 20°, a distância que separa as duas origens O e O' é pelo menosigual a 60μπι, e de preferência superior ou igual a 120μηη.

De acordo com uma variante de realização, para um valor de ângulode inclinação de 60°, a distância que separa as duas origens O e O' é de 150μπι.

De acordo com outra variante de realização, os canaisdesembocam uniformemente na periferia da câmara.

De acordo com mais uma variante de realização, os canaisapresentam a mesma seção.

De acordo com mais uma variante de realização, os canais estãoorientados em uma direção tangente em relação à periferia da referida câmara.

De acordo com mais uma variante de realização, os canaisapresentam uma forma curva e convexa.

De acordo com mais uma variante de realização, a câmara éformada por uma cavidade troncônica dotada de um fundo chato em quedesemboca a extremidade a montante do referido conduto.

O bico de acordo com a presente invenção permite assim aobtenção de pulverizações uniformes, com câmaras ligadas a canais cujo eixoé inclinado em relação ao eixo da câmara, para poderem ser utilizadas nosbotões de pressão destinados à pulverização lateral de fluidos.

Breve Descrição das Figuras

Outros objetivos e vantagens da presente invenção aparecerão nodecorrer da descrição a seguir, feita em relação aos desenhos anexos, nosquais:- A Figura 1 é uma representação esquemática de um bico deacordo com a presente invenção em vista de perfil, em um referencial XYZ; e

- A Figura 2 é outra representação esquemática do bicorepresentado na Figura 1, em vista de perfil, em um referencial XY.

Descrição Detalhada da Invenção

A descrição que será feita a seguir se refere a um modo derealização de um bico de acordo com a presente invenção, que éparticularmente apropriado para um botão de pressão concebido para aplicarum fluido lateralmente em forma de pulverização, tal como descreve o pedidode patente francês FR-2 853 635.

Como mostra a Figura 1, o bico compreende uma câmara deturbilhonamento 1 com simetria de revolução em tomo de um eixo Z de origem O.

Dois canais 2 e 3 de admissão de um fluido desembocam nessacâmara 1.

O princípio da presente invenção poderia também ser aplicado aum bico dotado de mais de dois canais de admissão.

Como se pode ver nas Figuras 1 e 2, os canais 2 e 3 apresentama mesma seção, de modo que os dois canais apresentam capacidades devazão de fluido idênticas.

Além disso, os canais 2 e 3 desembocam uniformemente naperiferia da câmara 1. Dessa maneira, favorece-se uma distribuição uniformedo fluido na câmara.

Para gerar o movimento de turbilhonamento do fluido na câmara,prevê-se orientar os canais 2 e 3 em uma direção tangente à periferia dacâmara 1, como mostra a Figura 2.

Para favorecer ainda mais o movimento de turbilhonamento,pode-se também prever a realização de canais com uma forma curva econvexa. Esse modo de realização é sugerido pela Figura 1.A câmara 1 é formada por uma cavidade troncônica dotada de umfundo chato 5 em que desemboca a extremidade a montante do conduto 4 deejeção do fluido para fora do bico.

O conduto de ejeção 4 é constituído por um elemento tubular, eele apresenta um eixo Δ que é inclinado segundo um ângulo α em relação aoeixo de simetria Z da câmara 1.

De acordo com a presente invenção, o conduto 4 é realizado demodo que seu eixo Δ apresente uma origem O' cuja posição é deslocada emuma distância d em relação à origem O do eixo de simetria Z.

A distância d depende do valor do ângulo α de inclinação doconduto.

De acordo com a presente invenção, a direção definida pela reta queliga as duas origens OeO' depende da posição e da seção dos canais 2 e 3, efinalmente o sentido de orientação entre O e O' é oposto à orientação do conduto 4,ou seja, no sentido de ejeção do fluido para fora do bico de pulverização.

De fato, como foi visto acima, o fluxo de turbilhonamento criado nacâmara fica tanto mais perturbado na entrada do conduto de ejeção quando oângulo de inclinação do conduto for elevado. Assim, constatou-se que quanto maiselevado for o ângulo de inclinação, mais será preciso aumentar o desequilíbrio nacâmara para obter, na saída do conduto de ejeção, uma pulverização homogênea.Assim, ao aproximar o orifício a montante do conduto de ejeção da extremidade desaída de um dos canais 2 ou 3, a perturbação gerada pela inclinação do conduto deejeção é compensada pelo desequilíbrio criado por meio de uma aproximação daentrada do conduto com a saída de um dos canais.

Além disso, no que diz respeito à direção da reta que liga O e O',ela depende da vazão do fluido introduzido na câmara e do movimento do fluxode turbilhonamento que ela gera na câmara. Em relação ao sentido vetorial deO para O', convém colocar O' em um sentido oposto à orientação do conduto.De acordo com a presente invenção, como ilustra a Figura 1, paraum valor de ângulo superior a 20°, a distância d é pelo menos igual a ΘΟμίτι.

De acordo com o modo de realização ilustrado, prevê-se que oângulo de inclinação α do conduto seja de 60°. A distância d entre O e O' ésensivelmente de 150μιη (+/- 20 μηη).

Uma vez determinada a distância d, pode-se compreender que oponto O' pode ser escolhido em um círculo C de distância d que tem por origem oponto O.

Como se pode ver na Figura 2, o ponto O' é escolhido sobre umareta D cuja direção é sensivelmente paralela à tangente do fluxo deturbilhonamento que passa pelo ponto O. O sentido do fluxo deturbilhonamento do fluido da câmara é simbolizado pelas setas S na Figura 2.

Essa reta D que passa por O corta o círculo C em dois pontos.

O ponto O' é escolhido entre esses dois pontos de modo que ovetor OO' tenha um sentido oposto ao de circulação do fluido (sentido do fluxosimbolizado pelas setas S) e particularmente no sentido de ejeção do produto apartir da câmara e através do conduto.

A descrição acima explica claramente como a solução dapresente invenção permite obter uma pulverização uniforme.

Os valores de ângulo α e a distância d que são dadas no exemplonão limitam de forma alguma a presente invenção.

A presente invenção se estende a qualquer bico que apresente ascaracterísticas próprias da presente invenção ou meios equivalentes.

Claims (8)

1. BICO PARA A PULVERIZAÇÃO DE UM FLUIDO, quecompreende uma câmara de turbilhonamento (1) com simetria de revolução emtomo de um eixo (Z) de origem (O), na qual desembocam pelo menos dois canaisde admissão (2, 3) do referido fluido, câmara (1) essa que é dotada de umconduto de ejeção (4) cujo eixo (Δ) é inclinado em relação ao eixo de simetria (Z)em um certo ângulo (a), caracterizado pelo fato do referido c onduto (4) serrealizado de modo que seu eixo (Δ) apresente uma origem (O') cuja posição édeslocada em uma certa distância (d) em relação à origem (O) do eixo de simetria(Z)1 que depende do valor do ângulo (a) de inclinação do conduto;- segundo uma direção que depende da posição e da seção doscanais, e- segundo um sentido que é oposto à orientação do referidoconduto (4).

2. BICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que, para um valor de ângulo (a) superior a 20°, a distância (d) é pelomenos igual a 60μΐτι, e de preferência superior a 120μιτι.

3. BICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que, para um valor de ângulo (a) de 60°, a distância (d) ésensivelmente de 150μιτι.

4. BICO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3,caracterizado pelo fato dos referidos canais (2, 3) desembocaremuniformemente na periferia da câmara (1).

5. BICO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4,caracterizado pelo fato dos referidos canais (2, 3) apresentarem a mesma seção.

6. BICO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5,caracterizado pelo fato dos referidos canais serem orientados segundo umadireção tangente em relação à periferia da referida câmara (1).

7. BICO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6,caracterizado pelo fato dos referidos canais apresentarem uma forma curva econvexa.

8. BICO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7,caracterizado pelo fato da referida câmara (1) ser formada por uma cavidadetroncônica dotada de um fundo chato (5) em que desemboca a extremidade amontante do referido conduto (4).