BR112020009539A2 - método para produzir uma parede de pulverização e cabeça dispensadora de fluido - Google Patents
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Abstract
Um método para fabricar uma parede de pulverização (26) que é perfurada com furos (O1, O2, O3) através dos quais o fluido passa sob pressão de modo a ser pulverizado em pequenas gotículas, o método compreendendo as seguintes etapas: a) deformar uma tira inicialmente plana de material deformável de modo a criar uma zona arredondada; b) perfurar furos paralelos na zona arredondada de modo a criar uma zona arredondada perfurada; c) deformar a zona arredondada perfurada de modo a criar uma zona perfurada duplamente deformada (Z4) na qual os furos (O1, O2, O3) divergem; e d) cortar a tira ao redor da zona perfurada duplamente deformada (Z4), vantajosamente deixando uma área periférica plana (Z5) ao redor da zona perfurada duplamente deformada (Z4), de modo a obter a parede de pulverização (26).
Description
[001] A presente invenção refere-se a uma parede de pulverização para uma cabeça dispensadora de fluido para se associar a um membro dispensador, como uma bomba ou uma válvula. A cabeça dispensadora pode ser integrada ou montada sobre o membro dispensador. A cabeça dispensadora pode incluir uma superfície de apoio de modo que ela constitua um propulsor no qual o usuário pressiona de modo a acionar o membro dispensador. Em uma variante, a cabeça dispensadora não precisa ter uma superfície de apoio. Este tipo de cabeça dispensadora de fluido é frequentemente usado nos campos de perfumaria, cosméticos e farmácia.
[002] Uma cabeça dispensadora convencional, por exemplo, do tipo propulsora, compreende: - uma superfície de apoio sobre a qual um usuário pode pressionar com um dedo, por exemplo, o dedo indicador; - uma cavidade de entrada para se conectar a uma saída de um membro dispensador, como uma bomba ou uma válvula; - um alojamento de montagem axial no qual se estende um pino que define uma parede lateral e uma parede frontal; e - um bocal em forma de copo que compreende uma parede substancialmente cilíndrica tendo uma extremidade que é fechada por uma parede de pulverização que forma um orifício de pulverização, o bocal sendo montado ao longo de um eixo (X) no alojamento de montagem axial, com sua parede cilíndrica engatada ao redor do pino, e sua parede de pulverização no suporte axial contra a parede frontal do pino.
[003] Em geral, a cavidade de entrada é conectada ao alojamento de montagem axial através de um único duto de alimentação. Além disso, é comum formar um sistema de turbilhão na parede de pulverização do bocal. Um sistema de turbilhão convencionalmente compreende uma pluralidade de canais de turbilhão tangenciais que se abrem para uma câmara de turbilhão que é centrada no orifício de pulverização do bocal. O sistema de turbilhão é disposto a GED - 4835324v1 montante do orifício de pulverização.
[004] O documento EP 1 878 507 A2 descreve várias realizações de um bocal que inclui uma parede de pulverização que é perfurada com uma pluralidade de furos de pulverização que são substancialmente ou completamente idênticos no diâmetro, situando-se na faixa de cerca de 1 micrômetro (µm) a cerca de 100 µm, com uma tolerância de 20%. Essa parede de pulverização gera uma pulverização que tem um tamanho de gota relativamente uniforme. Em uma realização desse documento, a parede é de formato arredondado e os furos, dessa forma, divergem. No entanto, o ângulo do cone da pulverização permanece pequeno.
[005] No documento EP 1698399 A1, a parede de pulverização é de espessura constante, mas de formato arredondado. Os furos são perfurados perpendicularmente ao plano da parede, enquanto a parede ainda é plana. Uma vez que o formato da parede tenha sido arredondado, a curvatura da parede serve para fazer os furos divergirem. Deve-se entender que após a parede ter sido arredondada, os furos apresentam seções que são constantes em todo o seu comprimento. Nesse documento, não é explicado como, nem em que momento, o formato da parede plana perfurada é arredondado. Nos desenhos, a curvatura do formato arredondado é pequena, de modo que o ângulo do cone da pulverização seja pequeno.
[006] Um objeto da presente invenção é definir um método para fabricar uma parede de pulverização que tem um ângulo de cone que é grande, mas sem ser obrigado a ter arredondamento excessivo que é difícil, ou mesmo impossível, de se obter.
[007] Para atingir este objetivo, a presente invenção propõe um método para fabricar de uma parede de pulverização que é perfurada com furos através dos quais o fluido passa sob pressão de modo a ser pulverizado em pequenas gotículas, o método compreendendo as seguintes etapas: a) deformar uma tira inicialmente plana de material deformável de modo a criar uma zona arredondada; b) perfurar furos paralelos na zona arredondada de modo a criar uma GED - 4835324v1 zona arredondada perfurada; c) deformar a zona arredondada perfurada de modo a criar uma zona perfurada duplamente deformada, na qual os furos divergem; e d) cortar a tira ao redor da zona perfurada duplamente deformada, vantajosamente deixando uma área periférica plana ao redor da zona perfurada duplamente deformada, de modo a obter a parede de pulverização.
[008] Em uma implementação simples, a etapa c) pode compreender achatamento da zona arredondada perfurada de modo a criar uma zona perfurada duplamente deformada que é plana. Em outras palavras, o método começa com uma configuração plana e termina com uma configuração plana: mas entre elas, os furos são perfurados durante uma configuração intermediária temporária de formato arredondado.
[009] Em outra implementação mais elaborada, a etapa c) pode compreender deformar a zona arredondada perfurada trocando seus lados côncavo e convexo de modo a criar uma zona perfurada duplamente deformada que é arredondada na outra direção. As duas ações de arredondamento podem ser simétricas ou assimétricas no formato e em magnitude. A zona arredondada e a zona arredondada perfurada duplamente deformada vantajosamente definem um ângulo de ataque menor que 30º em relação à área periférica plana. Se for desejável produzir uma parede de pulverização com furos que se inclinam 45º, isto é, uma pulverização com um ângulo do cone de 90º, um ângulo de ataque situando-se na faixa de 20º a 25º é suficiente para cada uma das duas zonas arredondadas. Também é possível fornecer um ângulo de ataque de 30º para a zona arredondada e de 15º para a zona arredondada perfurada duplamente deformada. É, dessa forma, possível produzir uma parede de pulverização com um ângulo de cone que é grande e com pouco arredondamento.
[010] Vantajosamente, a etapa a) compreende estampar a tira de modo a criar a zona arredondada no formato de uma cúpula ou de um prato.
[011] Vantajosamente, a etapa d) compreende estampar a zona arredondada perfurada de modo a criar a zona arredondada perfurada GED - 4835324v1 duplamente deformada no formato de uma cúpula ou de um prato.
[012] Dessa forma, é possível prosseguir com a estampagem para frente, com perfurações paralelas, em seguida com estampagem reversa a fim de retornar a zona arredondada perfurada para seu estado plano original, ou para levá-la para um estado inversamente ou simetricamente arredondado. Esse “arredondamento em espelho” apresenta a vantagem de fazer com que os furos divirjam ainda mais para o exterior, em comparação com o mero “achatamento”.
[013] Vantajosamente, a etapa b) pode compreender perfurar furos de diâmetros que são diferentes. A título de exemplo, é possível dispor os furos em círculos concêntricos, com os furos do círculo interno tendo um diâmetro que é menor ou maior do que o diâmetro dos furos do círculo externo. A etapa b) também pode compreender perfurar 10 a 500 furos que têm diâmetros situando- se na faixa de cerca de 1 µm a cerca de 100 µm, vantajosamente na faixa de cerca de 10 µm a cerca de 30 µm e, preferencialmente na faixa de cerca de 5 µm a cerca de 20 µm.
[014] Vantajosamente, a etapa c) pode compreender reduzir a espessura da zona arredondada perfurada localmente. Essa redução na espessura da parede pode fazer com que o diâmetro e a seção dos furos variem.
[015] A invenção também define uma cabeça dispensadora de fluido fornecida com um alojamento de montagem, um bocal sendo inserido dentro do alojamento de montagem, o bocal incluindo uma parede de pulverização conforme definido acima.
[016] O espírito da invenção reside em perfurar os furos enquanto a tira não é plana: ela pode ser convexa ou côncava, no formato de uma protuberância ou de um prato com simetria circular ou em espelho. A tira pode ser meramente dobrada, com ou sem uma dobra acentuada, ou pode ser estampada no formato de um prato redondo. Uma vez que os furos foram perfurados, o subsequente achatamento ou arredondamento inverso faz com que os furos divirjam ou convirjam, como uma função do lado em consideração. É ainda possível prever o uso do método da invenção para criar uma parede uma parede de pulverização que tem jatos convergentes, de modo a criar um fenômeno de dispersão por GED - 4835324v1 colisão.
[017] A invenção é descrita de maneira mais completa abaixo com referência aos desenhos anexos que mostram várias realizações da invenção a título de exemplo não limitante.
[018] Nas Figuras: - A Figura 1 é uma vista em corte vertical através de uma bomba equipada com uma cabeça dispensadora da invenção; - A Figura 2 é uma vista da cabeça dispensadora da Figura 1 em uma escala muito maior; - A Figura 3 é uma vista em corte da parede de pulverização da Figura 2 em uma escala muito maior; - As Figuras 4a a 4e são vistas em perspectiva que procuram ilustrar o método para fabricar da parede de pulverização da Figura 3; e - As Figuras 5a e 5e são vistas em corte que correspondem às Figuras 4a a 4e.
[019] Na Figura 1, uma cabeça dispensadora (T) é montada sobre um membro dispensador (P), como uma bomba ou uma válvula, que apresenta um projeto que é totalmente convencional nos campos de perfumaria e farmácia. O membro dispensador (P) é acionado pelo usuário pressionando axialmente sobre a cabeça (T) com um dedo, em geral o dedo indicador.
[020] Para uma bomba, a pressão normal, gerada pressionando axialmente sobre o fluido dentro da bomba (P) e a cabeça (T), situa-se na faixa de cerca de 5 bar a cerca de 6 bar, e preferencialmente na faixa de cerca de 5,5 bar a cerca de 6 bar. Picos situando-se na faixa de 7 bar a 8 bar, no entanto, são possíveis, mas em condições de uso que são anormais. Por outro lado, ao se aproximar de 2,5 bar, a pulverização é degradada, na faixa de 2,5 bar a 2,2 bar pulverização é significativamente degradada, e abaixo de 2 bar não há mais nenhuma pulverização.
[021] Para um aerossol equipado com uma válvula, a pressão inicial gerada pelo gás propulsor situa-se na faixa de cerca de 12 bar a cerca de 13 bar e, em seguida, cai para aproximadamente 6 bar conforme o aerossol se esvazia. Uma GED - 4835324v1 pressão inicial de 10 bares é comum nos campos de perfumaria e cosmética.
[022] Quando a montagem que compreende a cabeça (T) e uma bomba ou válvula é montada sobre um reservatório de fluido, o dispensador de fluido resultante é totalmente manual, sem a necessidade de qualquer fornecimento de energia, em particular, de energia elétrica.
[023] Em comparação, no campo técnico de dispositivos de pulverização com vibração ultrassônica (em particular dispositivos piezoelétricos), a pressão do fluido no bocal é de cerca de 1 bar, isto é, pressão atmosférica, ou um pouco menos. Dados os valores de pressão e a energia usada por esses dispositivos de pulverização com vibração ultrassônica, eles situam-se fora do escopo da invenção.
[024] É feita referência às Figuras 1 a 2, a fim de descrever em detalhes as peças componentes de uma cabeça dispensadora (T) produzida de acordo com a invenção, e como elas são dispostas em relação uma à outra.
[025] A cabeça dispensadora T compreende duas peças componentes essenciais, especialmente um corpo da cabeça (1) e um bocal (2). As duas peças podem ser fabricadas por material plástico com moldagem por injeção. O corpo da cabeça (1) é preferencialmente fabricado como uma peça única, no entanto, ele poderia ser fabricado a partir de uma pluralidade de peças que são montadas em conjunto. O bocal (2) pode ser produzido como uma peça única de um único material, mas é preferencialmente produzido por sobremoldagem, conforme descrito abaixo.
[026] O corpo da cabeça (1) inclui uma saia periférica substancialmente cilíndrica (10) que é fechada em sua extremidade superior por um disco (14). O corpo da cabeça (1) também inclui uma luva de conexão (15) que, nesta realização, se estende de maneira coaxial dentro da saia periférica (10). A luva de conexão (15) se estende para baixo do disco (14). O interior da luva de conexão define uma cavidade de entrada (11) que é aberta em sua extremidade inferior, e que é fechada em sua extremidade superior pelo disco (14). A luva de conexão (15) é para montagem na extremidade livre da haste do atuador (P5) do membro dispensador (P). A haste do atuador (P5) é móvel para baixo e para GED - 4835324v1 cima ao longo de um eixo longitudinal. A haste do atuador (P5) é oca de modo a definir um duto de fluxo que está em comunicação com uma câmara de medição (P0) da bomba (P) ou da válvula. A cavidade de entrada (11) se estende para cima, estendendo a haste do atuador (P5) de modo que o fluido proveniente da câmara de medição (P0) possa fluir para dentro da cavidade de entrada (11). O corpo da cabeça (1) também define um duto de alimentação (13) que conecta a cavidade de entrada (11) a um alojamento de montagem (12), como pode ser visto na Figura 2. O alojamento de montagem axial (12) geralmente é de configuração cilíndrica, definindo assim uma parede interna que é substancialmente cilíndrica. O duto de alimentação (13) se abre no alojamento de montagem (12) de maneira central. Deve-se também observar que a parede interna do alojamento de montagem (12) apresenta perfis de fixação (121) que permitem que o bocal (2) seja mantido de forma mais segura, conforme descrito abaixo.
[027] Opcionalmente, o corpo da cabeça (1) pode ser engatado em uma tampa (3) que compreende uma superfície de apoio superior (31) na qual um dedo pode pressionar, e um compartimento lateral (32) que forma uma abertura lateral (33) através da qual o bocal (2) pode passar.
[028] O bocal (2) apresenta uma configuração que geralmente é substancialmente cilíndrica, sob a forma de uma luva pequena (20), que é aberta em ambas de suas extremidades, mas é fechada internamente por uma parede de pulverização (26) na qual uma pluralidade de furos ou orifícios de pulverização (O1, O2, O3) são formados. Mais precisamente, a luva (20) é de formato que é geralmente substancialmente cilíndrico, e que é preferencialmente axissimétrico ao redor de um eixo (X), conforme mostrado na Figura 2. Dessa forma, o bocal (2) não precisa ser orientado de modo angular, antes de ser apresentado na frente da entrada do alojamento de montagem axial (12). No entanto, às vezes é necessário orientar o bocal (2), devido sua parede de pulverização (26) não ser axissimétrica. A luva (20) forma uma parede de montagem externa (21) que é vantajosamente fornecida com porções fixadoras em relevo que são adequadas para cooperar com os perfis de fixação (121) do GED - 4835324v1 alojamento de montagem (12). Deve-se observar que a parede de pulverização (26) se estende até a parede de montagem externa (21), onde elas formam uma pluralidade de abas salientes (27) que chegam a se agarrar no alojamento de montagem (12). Uma vez que a montagem axial foi concluída, o bocal (2) está na configuração mostrada nas Figuras 1 e 2.
[029] A parede de pulverização (26) é fixada na luva (20) por quaisquer meios como por bi-injeção, por fixação por pressão, por crimpagem, por laminação, etc. Sobremoldagem é a técnica preferencial.
[030] A parede de pulverização (26) pode ser uma parte de peça única produzida de um único material, um conjunto de uma pluralidade de peças ou uma estrutura multicamada, por exemplo, um laminado. Ela pode ser produzida de metal, por exemplo, aço inoxidável. De um modo mais geral, pode ser usado qualquer material deformável que seja adequado para ser perfurado com furos ou orifícios pequenos. O número de furos (O1, O2, O3) pode se situar na faixa de cerca de 30 a cerca de 500. A espessura da parede de pulverização (26) onde os furos são formados situa-se na faixa de cerca de 20 µm a cerca de 100 µm, e vantajosamente cerca de 50 µm. A espessura da parede de pulverização (26) é preferencialmente constante, mas uma espessura que varia também pode ser prevista. O diâmetro da parede de pulverização (26) onde os furos são formados situa-se na faixa de cerca de 0,5 mm a cerca de 5 mm. A parede de pulverização (26) é de formato arredondado abaulado para o exterior. O diâmetro dos furos situa-se na faixa de cerca de 1 µm a 100 µm, vantajosamente na faixa de cerca de 5 µm a 30 µm e, preferencialmente na faixa de cerca de 5 µm a 20 µm.
[031] Abaixo, é feita referência às Figuras 4a a 4e e 5a a 5e, a fim de descrever o método para fabricar a parede de pulverização (26). Inicialmente, é usada uma tira plana (26i) de espessura constante. Pode ser uma tira de aço inoxidável que têm uma espessura de 50 µm. A dita tira é mostrada nas Figuras 4a e 5a. A primeira etapa consiste em deformar a tira plana (26i) de modo a criar uma zona arredondada (Z1). A zona arredondada (Z1) pode ser obtida curvando, dobrando ou estampando a tira plana (26i). Nas Figuras 4b e 5b, a zona arredondada (Z1) origina-se meramente curvando a tira (26i) transversalmente.
GED - 4835324v1
O ângulo formado por essa curvatura pode situar-se na faixa de cerca de 10º a cerca de 90º.
[032] A próxima etapa consiste em perfurar, por exemplo, por meio de um laser (L), furos paralelos (O) na zona arredondada (Z1) de modo a obter uma zona arredondada perfurada (Z2). Isto também é mostrado nas Figuras 4c e 5c. Os furos (O) perfurados no centro da curva são substancialmente perpendiculares à zona arredondada (Z1), enquanto os furos que são feitos mais longe do centro da curva são progressivamente menos perpendiculares a eles. Isto resulta do fato de que a zona arredondada (Z1) forma um arco ou uma curva, e não uma dobra acentuada que, no entanto, poderia ser prevista e daria furos com uma inclinação idêntica em relação à zona arredondada.
[033] Durante a próxima etapa, a tira (26i) pode ser achatada de modo que a zona arredondada perfurada (Z2) seja deformada uma vez mais de modo a criar uma zona perfurada duplamente deformada (Z3). Isto é mostrado nas Figuras 4d e 5d. Deve-se observar que os furos (O1, O2 e O3) não são mais paralelos uns aos outros, mas estendem-se de maneira divergente como resultado do achatamento da zona perfurada (Z2). Neste estágio, a tira (26i) poderia ser cortada de modo a formar uma parede de pulverização que é adequada para incorporação em um bocal.
[034] No entanto, também é possível no contexto da presente invenção prosseguir para uma etapa adicional que consiste em arredondar a zona arredondada perfurada (Z2) na outra direção, conforme mostrado nas Figuras 4e e 5e. É possível passar através da etapa de achatamento intermediário nas Figuras 4d e 5d, ou prosseguir diretamente para o formato arredondado invertido, passando da configuração nas Figuras 4c e 5c para a configuração nas Figuras 4e e 5e. Dessa forma, deve-se observar que a divergência dos furos (O1, O2 e O3) é mais ampliada, de maneira a ter furos externos (O1) que formam um ângulo de cerca de 45º em relação ao eixo (X).
[035] A deformação da zona arredondada perfurada (Z2), achatando-a ou fazendo-a em um formato arredondado invertido, pode ser realizada por estampagem. Sua espessura de parede pode ser mantida inalterada ou, ao GED - 4835324v1 contrário, sua espessura de parede pode ser alterada.
[036] A última etapa consiste em cortar ao redor da zona (Z3) ou (Z4), deixando uma área anular periférica plana (Z5). O corte pode ser realizado por perfuração ou por laser.
[037] Mais uma vez, com referência à Figura 3, deve-se observar que a ângulo de ataque α da zona arredondada (Z4) em relação ao plano da área plana (Z5) não precisa ser grande a fim de se obter furos (O1) tendo um ângulo de cone que é grande. Isto resulta do fato de que os furos (O) são perfurados de maneira paralela na zona arredondada (Z1) que é, então, invertida ou virada totalmente de modo a dar a zona inversamente arredondada (Z4). O ângulo de ataque α pode ser menor que 30º, enquanto o ângulo de cone dos furos (O1) pode ser maior ou igual a 45º.
[038] Os furos (O1, O2 e O3) podem ser dispostos em círculos concêntricos e apresentar diâmetros que são idênticos ou, ao contrário, diâmetros que são diferentes, o diâmetro dos furos (O1) do círculo externo pode ser maior ou menor que o diâmetro dos furos do círculo interno.
[039] Por meio da invenção, pode ser feita uma parede de pulverização que é totalmente plana, com orifícios divergentes que foram feitas de maneira paralela. Ainda mais vantajosamente, pode ser feita uma parede de pulverização que é de formato ligeiramente arredondado, com furos que divergem bastante.
GED - 4835324v1
Claims (10)
1. MÉTODO PARA FABRICAR UMA PAREDE DE PULVERIZAÇÃO (26), que é perfurada com furos (O1, O2, O3) através dos quais o fluido passa sob pressão de modo a ser pulverizado em pequenas gotículas, caracterizado pelo método compreender as seguintes etapas: a) deformar uma tira inicialmente plana (26i) de material deformável de modo a criar uma zona arredondada (Z1); b) perfurar furos paralelos (O) na zona arredondada (Z1) de modo a criar uma zona arredondada perfurada (Z2); c) deformar a zona arredondada perfurada (Z2) de modo a criar uma zona perfurada duplamente deformada (Z3; Z4) na qual os furos (O1, O2, O3) divergem; e d) cortar a tira (26i) ao redor da zona perfurada duplamente deformada (Z3; Z4), vantajosamente deixando uma área periférica plana (Z5) ao redor da zona perfurada duplamente deformada (Z3; Z4), de modo a obter a parede de pulverização (26).
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa c) compreender achatamento da zona arredondada perfurada (Z2) de modo a criar uma zona perfurada duplamente deformada (Z3) que é plana.
3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa c) compreender deformar a zona arredondada perfurada trocando seus lados côncavo e convexo de modo a criar uma zona perfurada duplamente deformada (Z4) que é arredondada na outra direção.
4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela zona perfurada duplamente deformada (Z4) definir um ângulo de ataque (α) menor que 30º em relação à área periférica plana (Z5).
5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela etapa a) compreender estampar a tira (26i) de modo a criar a zona arredondada (Z1) no formato de uma cúpula ou de um prato.
6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela etapa d) compreender estampar a zona arredondada perfurada (Z2) de modo a criar a GED - 4835324v1 zona arredondada perfurada duplamente deformada (Z4) no formato de uma cúpula ou de um prato.
7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela etapa b) compreender perfurar furos (O) de diâmetros que são diferentes.
8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela etapa b) compreender perfurar 10 a 500 furos que têm diâmetros situando-se na faixa de cerca de 1 µm a cerca de 100 µm, vantajosamente na faixa de cerca de 5 µm a cerca de 30 µm, e preferencialmente na faixa de cerca de 5 µm a cerca de 20 µm.
9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela etapa c) compreender reduzir a espessura da zona arredondada perfurada (Z2) localmente.
10. CABEÇA DISPENSADORA DE FLUIDO (T), caracterizada por ser fornecida com um alojamento de montagem (12), um bocal (2) sendo inserido no alojamento de montagem (12), o bocal (2) incluindo uma parede de pulverização (26) que é produzida pelo método, conforme defino em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
GED - 4835324v1
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