RO117366B1 - Pulverizator de joasa presiune cu supapa de tip fara bariera si procedeu de formare a acestuia - Google Patents

Abstract

Inventia se refera la un pulverizator de joasa presiune cu supapa de tip fara bariera, destinat pentru pastrarea si distribuirea de materiale fluide, folosind aer comprimat si/sau gaz lichefiat, ce cuprinde un flacon (12) cu pereti in general de forma cilindrica, adaptat pentru a contine un agent de antrenare si un material fluid ce urmeaza a fi distribuit, agentul de antrenare si materialul fluid nefiind separate printr-o bariera, avand o supapa de distributie (40), montata pe flaconul (12) si prevazuta cu un orificiu (84) adaptat pentru a se deschide si a distribui o cantitate dorita si la un debit dorit de material fluid si un agent de antrenare sub forma aleasa de picaturi, spuma sau jet, intr-un asemenea mod, incat flaconul (12) va avea suficienta presiune pentru a evacua in mod efectiv tot materialul fluid de distribuit din flacon, flaconul (12) avand peretii dintr-un asemenea material si cu o anumita grosime astfel incat, atunci cand este nepresurizat, peretele lui poate fi deformat cu usurinta prin apasare normala cu degetul sau strangere normala in mana, iar cand flaconul (12) este presurizat, el este suficient de rigid pentru a nu fi usor deformat si distrus prin apasare normala cu degetul sau strangere normala in mana. Procedeul de formare a pulverizatorului consta in umplerea flaconului cu un material fluid, ce trebuie distribuit, si cu un agent de antrenare, care sunt amestecate intre ele la o presiune de cel mult 724 Kpa, la aproximativ temperatura normala a camerei, pulverizatorul deformandu-se remanent la o presiune interna, superioara, de 827-896kpa, iar peretele si fundul nu vor exploda la o presiune interioara, egala cu de 1,5 ori din valoarea presiunii de deformare remanenta.

Description

Invenția se referă la un pulverizator de joasă presiune, de tipul cu aerosoli, cu supapă, de tip fără barieră, pentru materiale sub formă de fluid sau lichid, și la un procedeu de formare a unui pulverizator realizat, în mod special, cu pereți subțiri.

Multe materiale curgătoare și, în special, lichidele sunt distribuite cu pulverizatoare de aerosoli sub presiune, de tipul fără barieră, la care nu există o separare între materialul curgător, ce trebuie distribuit și mediul de presurizare a pulverizatorului.

Invenția de față se referă, în special, la realizarea unui pulverizator fără barieră.

Un pulverizator cu barieră are o barieră mobilă, cum ar fi un piston sau o diafragmă extinsă sau flexibilă, pulverizată, la care materialul ce trebuie distribuit se află pe acea parte a barierei care este orientată către ieșirea pulverizatorului, iar agentul de antrenare se află pe cealaltă parte a barierei pe care o împinge și, astfel, împinge materialul curgător, prin orificiul de evacuare al flaconului. în mod caracteristic, agentul de antrenare nu este expulzat împreună cu produsul. Pulverizatoarele cu barieră sunt construite, în principal, pentru manipularea produselor vâscoase, deoarece un pulverizator fără barieră nu poate să distribuie aceste produse.

Pulverizatorul de joasă presiune, conform invenției, este prevăzut cu o supapă de distribuție și formare a picăturilor, cu un orificiu pentru debit mic, ce face legătura între interiorul flaconului și o cameră mică, de turbionare, din butonul de distribuție a picăturilor. Materialul curgător și agentul de antrenare pătrund în camera de turbionare, din butonul de stropire, și de acolo iese printr-un orificiu de pulverizare. Când supapa este deschisă, presiunea ridicată din flacon forțează un amestec de agent de antrenare și material curgător, prin orificiul supapei, în camera de turbionare. Trecerea rapidă la presiunea atmosferică, atunci când materialul și agentul de antrenare, amestecate prin turbionare, ies din orificiul butonului în mediul ambiant, uneori cuplate cu o expulzare, sub formă gazoasă, a unui agent de antrenare aflat încă în stare lichidă, și cuplate cu destinderea rapidă a agentului de antrenare, comprimat, când acesta iese din orificiul supapei, produce atomizarea materialului care curge și spargerea lui în picături mici. Această spargere este uneori ajustată de către niște vapori de antrenare, care curg din flacon, printr-o derivație de vapori, în camera supapei, sporind cantitatea de agent de antrenare disponibilă pentru a forța amestecul de stropire să iasă din orificiul de pulverizare de la ieșirea butonului. Dacă se dorește să se obțină un jet sau spumă, se folosește o supapă modificată fără cameră de turbionare, dar prevăzută cu un orificiu mare.

Obiectivele urmărite, în cazul unor asemenea pulverizatoare, constau în aceea de a putea să evacueze, în principal, întreaga cantitate de material curgător din flacon, iar în ceea ce privește felul stropirii, se urmărește ca jetul sau spuma să rămână cât mai uniforme cu putință pentru întregul conținut al flaconului.

Modalitățile clasice de a atinge aceste obiective constau, în cazul gazelor comprimate, în folosirea presiunii inițiale, de circa 621*965 KPa, iar în cazul gazelor ichefiate, în folosirea unei cantități suficient de mari, de gaz lichefiat. în cazul gazului lichefiat, presiunile pot fi de numai 207*345 KPa, la 21 °C. Totuși, la temperaturi mai înalte, aceste presiuni cresc până la valori mult mai mari, din cauza relației temperatură / presiune a gazelor lichefiate. Presiunea sporită din flacon cere ca peretele flaconului să fie relativ gros astfel încât să nu se deformeze remanent sau să se spargă din cauza presiunii ridicate, ce se întâlnește în timpul umplerii, păstrării, transportului și folosirii flaconului. în unele stadii ale păstrării și transportului, flacoanele sunt expuse la temperaturi ridicate ale mediului ambiant, astfel că flaconul trebuie să poată rezista la presiunile ridicate ale gazului, provocate de temperaturi înalte.

Unele tipuri de flacoane de pulverizator trebuie să prezinte rezistențe deosebite, la deformare sau explozie. Această măsură urmărește să se prevină deformarea flaconului și

RO 117366 Β1 pericolul care însoțește explozia unui flacon de aerosoli sub presiune. în cazul flacoanelor 50 etanșate, cu o capacitate sub 819,2 cm³, flaconul trebuie să reziste și să nu se deformeze remanent, la o presiune interioară egală cu presiunea de echilibru a conținutului pentru care acesta este destinat, inclusiv materiale curgătoare și agenți de antrenare, la o temperatură de 54,4 °C și presiunea din flacon să nu depășească valoarea de 965 KPa la

54,4 °C. Dacă presiunea din flacon depășește 965 KPa, atunci există specificații speciale 55 pentru acel flacon. Se urmărește să nu aibă loc deformări remanente ale flaconului la

54,4 °C, iar acesta să nu explodeze la o presiune de 1+1,5 ori din valoarea presiunii ce se manifestă, la temperatura de 54,4 °C. De exemplu, dacă presiunea de echilibru din flacon, la temperatura de 54,4°C, este de 965 KPa, atunci flaconul trebuie să nu explodeze la o presiune de 1448 KPa. 60

Pulverizatoarele de aerosoli pentru materiale curgătoare de stropire folosesc diferite genuri de agenți de antrenare, sub formă de gaz comprimat sau lichefiat. Agenții de antrenare lichefiați includ hidrocarburi clorofluorurate ( unele fiind vândute sub marca comercială Freon), dintre care unele nu mai sunt admise ca agent de antrenare în flacoanele de pulverizare, excepție făcând folosirea lor în unele scopuri medicinale, hidrocarburi sau 65 dimetileter și alte lichide volatile. Agenții de antrenarem sub formă de gaz comprimatm includ bioxid de carbon, oxizi nitroși, azot, aer etc. Agenții de antrenare lichizi sunt avantajoși față de gazele comprimatem întrucât evaporă suficient lichid pentru a menține o presiune relativ constantă a gazului din flacon, iar lichidul care rămâne asigură o rezervă pentru a produce mai mult gazm când agentul de antrenare este debitat de afară. în cazul agenților de 70 antrenare sub formă de gaz comprimat - dimpotrivă, trebuie să se introducă de la început agent de antrenare gazos în flacon, pentru a putea pulveriza în afară sau a distribui, în alt mod, întregul conținut din flacon, la o presiune suficientă.

în scopul de a face ca flacoanele de distribuție să reziste la presiunile interne ridicate, se confecționează flacoane din metal, adică din oțel sau aluminiu, având o grosime destul 75 de mare a peretelui. Pentru ca un flacon tipic, din metal, cu diametrul de 52,4 mm, să păstreze în condiții de siguranță un conținut aflat la presiunea de 965 KPa, adică un flacon care nu este destinat să conțină presiuni înalte, grosimea peretelui este de circa 0,020 până la 0,304 mm. Fundul și partea superioară a flaconului, care în mod normal se bombează și se deformează spre afară, sub acțiunea unei presiuni prea mari, au grosimea în limitele de 80 0,304 până la 0,457 mm. Cu aceste valori, mai sus menționate, ale grosimii fundului, părții superioare și peretelui, un flacon din oțel, cu înălțimea de 141,3 mm, ar putea avea o greutate de 59 g. Pentru ca un flacon din aluminiu cu aceleași dimensiuni să poată rezista la presiunea indicată, acesta ar avea o grosime a peretelui de circa 0,304 mm și o grosime a fundului de circa 0,406 mm. Aceste flacoane din oțel și aluminiu au pereții suficient de 85 groși, pentru a fi rigide și a nu se deforma sub acțiunea unei forțe normale, exercitate cu degetul, de circa 2,27 -4,55 kg, atât cînd sunt pline și puse sub presiune, cât și atunci când sunt goale, ele rămânând rigide și nedistrugându-se la valoarea unei depresiuni de circa 600 mm coloană de mercur. Această depresiune se folosește, de regulă, în timpul bordurării supapei pentru evacuarea aerului. 90

Pulverizatoarele de aerosoli, folosite în prezent, atât cele cu flacon din oțel, cât și cele cu flacon din aluminiu, prezintă anumite dezavantaje, în condițiile preocupărilor privind degradarea mediului ambiant. Este de dorit să se diminueze cantitatea de metal, folosită într-un flacon, pentru a ușura răspunderea legată de dispunerea acestora și din cauza reducerii livrărilor de minereuri și minerale folosite la producerea flacoanelor.Trebuie, de 95 asemenea, luate în considerare cheltuielile ce se fac cu transportul metalului pentru flacoane din fiecare fază, începând de la producerea minereului inițial, cu transportul metalului pentru fabricarea flacoanelor, până la transportul flacoanelor umplute. Având în vedere că în fiecare

RO 117366 Β1 an se fabrică și se folosesc miliarde de flacoane cu aerosoli sub presiune, rezultă că o reducere a grosimii pereților pulverizatoarelor cu aerosoli va avea rapid un aport benefic considerabil asupra mediului ambiant.

Se cunoaște folosirea unor flacoane cu pereți subțiri și greutate mică, pentru materiale curgătoare. De exemplu, în cazul băuturilor carbonatate și al unor produse alimentare, s-a trecut de la flacoane mai grele, din oțel cu pereți mai groși, la flacoane mai ușoare din oțel și aluminiu, cu pereți subțiri. în cazul unor băuturi spumante, gazul dizolvat, cum este bioxidul de carbon, și în cazul unor produse alimentare negazoase, la care se introduce gaz în flacon, de exemplu, azot lichid sau aer comprimat, presiunea gazului introdus conferă rigiditate flacoanelor cu pereți moi, pentru manipulare, astfel că flacoanele nu se zdrobesc sau deformează sub acțiunea unei apăsări normale cu degetul, înainte de a fi deschise. Totuși aceste flacoane cu pereți moi nu se folosesc pentru a distribui conținutul lor sub presiune. Flacoanele nu sunt prevăzute cu o supapă sau un sistem de evacuare pentru distribuirea conținutului lor, aflat sub presiune. Flacoanele sunt închise etanș de la început. Când sunt deschise, presiunea din recipient ajunge imediat la valoarea presiunii atmosferice și flacoanele își pierd rigiditatea.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în reducerea cantității de agent de antrenare, necesar folosirii într-un flacon de aerosoli sau înlocuirea acestuia, totală sau parțială, cu un agent mai acceptabil din punctul de vedere al mediului ambiant.

Această problemă se rezolvă prin realizarea unui pulverizator de joasă presiune cu supapă de tip fără barieră, și la un procedeu de formare a acestuia, destinat păstrării și distribuirii de materiale fluide, folosind aer comprimat și/sau gaz lichefiat, ce cuprinde un flacon cu pereți, în general, de formă cilindrică, adaptat pentru a conține un agent de antrenare și un material fluid, ce urmează a fi distribuit, agentul de antrenare și materialul fluid nefiind separate printr-o barieră, având o supapă de distribuție, montată pe flacon și prevăzută cu un orificiu adaptat pentru a se deschide și a distribui o cantitate dorită și la un debit dorit de material fluid și un agent de antrenare, sub formă aleasă, de picături, spumă sau jet, într-un asemenea mod încât flaconul va avea suficientă presiune pentru a evacua, în mod efectiv, tot materialul fluid de distribuit din flacon, pereții flaconului fiind dintr-un asemenea material și cu o anumită grosime .astfel încât atunci când acesta este nepresurizat, peretele lui poate fi deformat, cu ușurință, prin apăsare normală cu degetul sau strângere normală în mână, iar când este presurizat, este suficient de rigid, pentru a nu fi ușor deformat și distrus prin apăsare normală cu degetul sau strângere normală în mână.

Flaconul are pereți subțiri, dar încă suficient de rigizi în utilizare și poate să fie rezistent la deformare și la explozie. Peretele flaconului este suficient de subțire, astfel că poate fi deformat ușor prin apăsare cu degetul, însă forma peretelui poate fi menținută de către presiunea gazului din flacon, împotriva deformării provocate de presiunea exercitată cu degetul, până când materialul curgător conținut în flacon a fost evacuat prin pulverizare și agentul de antrenare a fost eliberat. De exemplu, la un pulverizator confecționat din oțel și având diametrul de 52,4 mm, flaconul are o grosime a peretelui care nu depășește 0,165 mm și o grosime preferată a peretelui, de circa 0,102*0,127 mm. Când în flacon nu există presiune, peretele flaconului nu este rigid, adică el poate fi deformat printr-o apăsare normală cu degetul. în mod particular, peretele poate fi deviat spre interior cu circa 6,5 mm, când asupra peretelui se aplică cu degetul o forță de apăsare de 2,27*4,55 kg, flaconul putând fi distrus ușor, prin strângere cu mâna. Flaconul se va expanda spre afară, cu circa 0,076*0,152 mm sub acțiunea unei presiuni de 690 KPa, dar revine la diametrul inițial de

52,4 mm când presiunea este din nou egală cu presiunea atmosferică.

Pulverizatoarele de aerosoli, cu grosime standard, a pereților, și cu diametrul de

52,4 mm, sunt confecționate din aluminiu, având grosimea pereților de circa 0,305 mm sau

RO 117366 Β1 din oțel având grosimea pereților cuprinsă între 0,203 și 0,305 mm, la un pulverizator standard presiunea de amorsare a acestuia este în mod caracteristic, de cel puțin 621*965 KPa în cazul agenților sub formă de gaz comprimat. Pentru agenți de antrenare sub formă de gaz lichefiat, dimpotrivă, presiunea de amorsare a flaconului se poate afla, în mod caracteristic, între 207 și 345 kPa, la o temperatură de 21 °C. însă, la temperatura de

54,4 °C, aceasta cere ca grosimea de mai sus a peretelui să poată conține presiunea mai înaltă, ce ia naștere la temperatura mai ridicată. Chiar când este gol, un pulverizator standard nu se deformează apreciabil spre interior sub acțiunea, de exemplu, a unei forțe aplicată local, cu degetul, la o valoare de 2,27*4,55 kg, forță la care pulverizatorul, conform invenției, ar fi deviat ( deformat) spre interior cu circa 6,5 mm. Pulverizatorul standard va fi deviat (deformat) spre interior, cu circa 6,5 mm, numai la o forță minimă de circa 9,1 kg și nu poate fi distrus ușor prin apăsare cu mâna.

Pulverizatoarele conform invenției satisfac o reglementare care prevede ca presiunea din flacon, la temperatura de 54,4 °C, să nu deformeze remanent flaconul și ca flaconul să nu explodeze la o presiune având valoarea egală cu de 1 *1,5 ori din valoarea presiunii existente la temperatura de 54,4 °C. Pulverizatoarele conform invenției sunt puse sub presiune, în așa fel că presiunea existentă la temperatura de 54,4 °C nu depășește 827 * 896 KPa și sunt construite astfel încât, ele nu se deformează remanent, la o presiune de 827 KPa și nu explodează la o valoare a presiunii egală cu 1=1,5 ori din valoarea acestei presiuni, aceasta fiind de 1241 KPa. Flacoanele conform invenției se vor deteriora totuți la o depresiune mai mică decât cea existentă la 460 mm coloană Hg, motiv pentru care nu se poate fixa pe supapa pulverizatorului. Aerul rezidual trebuie să fie evacuat din flacon, dacă acest lucru este necesar, introducând jeturi de gaz de antrenare înainte de fixare.

Presiunea inițială a gazului, stabilită în flaconul conform invenției, având caracteristicile menționate mai sus, se alege în funcție de produsul ce trebuie să fie distribuit, viscozitatea lui, capacitatea lui de a se pulveriza, alegerea agentului de antrenare și de solubilitatea agentului de antrenare în produs. Flaconul poate avea o presiune internă de amorsare, situată între limitele 345 =724 KPa, în funcție de produs și de alegerea agentului de antrenare, în mod specific, cu un agent de antrenare sub formă de gaz comprimat. în cazul unui agent de antrenare care, inițial, este un gaz lichefiat, care se vaporizează în flacon, pe măsură ce cere mai mult agent de antrenare, asemănător unui agent de antrenare din categoria hidrocarburilor, presiunea de amorsare din flacon se poate situa în limite joase de 117 * 214 KPa. Pentru comparație, trebuie reținut faptul că flacoanele standard, etanșate pentru băuturi carbonatate au o presiune normală a gazului, la temperatura camerei, de 310 KPa și că presiunea crește până la valoarea de 655 KPa, la o temperatură de 54,4 °C. în cazul prezentei invenții, de asemenea, la temperatura camerei, întregul conținut al pulverizatorului de distribuție a aerosolilor se află la o presiune de 342 * 724 KPa, în timp ce la temperatura de 54,4 °C, presiunea crește în imitele 517 * 827 KPa.

Invenția se prezintă invers față de practica obișnuită pentru pulverizatoare de aerosoli, care constă în a crește presiunile în loc să le micșoreze. Presiunile inițiale, recomandate, ale unui gaz comprimat pentru un flacon clasic de aerosoli, se află în limitele de 620=965 KPa, ele putând crește, la o temperatură de 54,5 °C, până la valori cuprinse în limitele 690 *1103 KPa și peste valoarea de 1103 KPa, pentru agenți de antrenare lichefiați.

Un flacon de joasă presiune și grosime mai mică a peretelui, conform invenției, prezintă mai multă siguranță decât un pulverizator cu presiune mai ridicată și grosime mai mare a peretelui, deoarece în cazul că flaconul ar exploda sau s-ar sparge accidental, ar exista o presiune mai mică și deci, o forță mai redusă a exploziei decât în cazul unui flacon cu presiune mai înaltă. De asemenea, fragmentele de metal fiind mai ușoare vor provoca vătămări mai reduse.

150

155

160

165

170

175

180

185

190

195

RO 117366 Β1

Presiunea de amorsare din flaconul conform invenției este mai scăzută, dar presiunea existentă după ce se distribuie întregul produs, sub formă de picături, spumă sau jet este, de asemenea, mai mică pentru gaze comprimate comparabile. Aceasta se situează, în mod caracteristic, între limite de circa 172 + 345 KPa. Această presiune este suficientă pentru a produce distribuirea din flacon, sub formă de picături, spumă sau jet, a produsului care mai rămâne. Ea este, de asemenea, suficientă pentru a menține suficient de rigizi pereții flaconului, astfel încât să nu se deformeze sub apăsarea normală a degetelor, la o folosire normală. Mai mult decât atât, aceasta lasă numai valori mici ale presiunii și cantității gazului din flacon, iar la acele valori, flaconul nu este periculos la depozitare. Dacă utilizatorul depozitează un flacon gol, aflat sub presiune redusă, nu există un pericol semnificativ de explozie, dacă flaconul se sparge sau este ars, față de situația care s-ar putea crea în cazul unui pulverizator de distribuire a aerosolilor, având o grosime standard a pereților și aflat la o presiune mai ridicată. în plus, datorită faptului că flaconul are pereții mai subțiri, se va transporta o greutate mai mică la locul de depozitare. De asemenea, dacă flaconul este depozitat la locul de umplere și este confecționat dintr-un oțel degradabil, se va degrada mai puțin material.

După ce produsul din flacon este complet distribuit, sub formă de picături, spumă sau jet, presiunea joasă a gazului rezidual din flacon va putea asigura păstrarea formei flaconului. Gazul rezidual, la presiune scăzută, poate fi, în final, evacuat rapid, sigur și ușor, obținându-se un flacon fără presiune, care poate fi distrus ușor, prin strângere cu mâna. Această stare de lucruri contrastează cu situația flacoanelor cu grosime standard a pereților, care pot reține o presiune mai înaltă și care nu pot fi distruse prin strângere cu mâna, chiar nici după scoaterea presiunii gazului. Flaconul gol, care poate fi distrus cu ușurință, conform invenției, poate fi depozitat și reciclat ușor. Chiar dacă presiunea reziduală din flaconul conform invenției nu este evacuată de către utilizator, cantitatea mică de gaz rezidual sau agent de antrenare și presiunea scăzută, la care acesta se află, fac ca flaconul să poată fi depozitat în condiții de siguranță pentru reciclare, fără pericol de vătămare din cauza arderii și exploziei. în condițiile unei cantități mai mici de agent de antrenare, ce se cere a fi încărcat inițial în flacon, odată cu produsul de distribuit, sistemul conform invenției adaugă în majoritatea cazurilor, mai puțini compuși organici, volatili, în atmosferă. în unele cazuri, cantitatea de asemenea materiale volatile, ce se adaugă în atmosferă, se situează cu mult sub nivelul cerințelor valabile curent. în cazurile când se folosesc agenți de antrenare, sub formă de gaz comprimat, în loc de gaz lichefiat, flaconul conform invenției nu adaugă compuși organici, volatili, în atmosferă.

în scopul de a face posibilă distribuirea produsului din flaconul cu pereți subțiri, conform invenției, sub formă de picături, spumă sau jet, după cum se dorește, și din cauză că există o presiune redusă de amorsare și de acum înainte o presiune finală mai joasă, când s-a distribuit întregul conținut al flaconului, uneori apare ca necesar, pentru anumite produse, o combinație între un orificiu de supapă și o derivație de vapori a supapei pentru a exista certitudinea că picăturile de aerosoli sunt pulverizate fin și că ies, în mod adecvat, la presiune mai joasă, totuși cu o calitate a pulverizării care să fie comparabilă cu pulverizarea la presiune înaltă ce se obține cu flacoane având o grosime standard și agenți de antrenare la înaltă presiune. Agenții de antrenare lichefiați sunt considerați agenți de înaltă presiune, chiar dacă la o temperatură de 21 °C, ei sunt de joasă presiune, deoarece la temperatura de 54,4 °C, ei sunt de înaltă presiune.

O supapă folosită cu flaconul conform invenției trebuie să poată coopera cu agentul de pulverizare și cu materialul ce se distribuie, să atomizeze și vaporizeze materialul pentru a-l face capabil să degajeze afară picături, la gradul de finețe dorit de proiectant. Supapa poate include un buton mecanic de întrerupere în supapă, buton care sparge materialul sub formă de picături, când acesta este pulverizat.

RO 117366 Β1 în plus, în supapă, poate exista și o derivație de vapori. Această derivație de vapori reprezintă un traseu separat, prin care gazul de antrenare pătrunde în camera supapei, chiar înainte de orificiul de evacuare din supapa de pulverizare. Gazul suplimentar, care scapă prin derivația de vapori în camera supapei, asigură producerea pulverizării. Acolo unde agentul de antrenare este lichid, în loc de gaz comprimat, și acest agent lichid de antrenare asigură un rezervor pentru menținerea unei presiuni constante a gazului în flacon, când se distribuie lichidul, derivația de vapori poate să nu mai fie necesară. De asemenea, derivația de vapori nu este necesară la distribuirea unor substanțe pentru care nu se cere o dispersare fină.

Anterior, derivațiile de vapori erau folosite cu pulberi pulverizate, vopsele sau anumite alte produse, care conțin particule sau substanțe lipicioase, care ar putea înfunda orificiul din butonul supapei. Secțiunea transversală a derivației de vapori era mai largă decât se folosește, de preferință, la invenția de față. Pentru apă și alte materiale lichide, ce se distribuie la consistență redusă, asemănătoare, derivația de vapori se aplică pentru a ajuta spargerea și atomizarea lichidului. Aceasta este în plus față de degajarea sau vaporizarea imediată când materialul distribuit și agentul volatil de antrenare pătrunde în atmosfera ambiantă de presiune mai joasă, imediat ce a trecut de orificiul de evacuare. Teoria funcționării constă în aceea că, cu cât presiunea este mai ridicată, cu atât mai bine se sparge materialul.

Derivațiile de vapori se realizează prin turnare în supapa de pulverizare, iar aceste derivații de vapori turnate au orificii cu diametrul de ordinul a 0,5 mm. La un pulverizator pentru distribuirea aerosolilor prin pulverizare la joasă presiune, la care se folosește o derivație de vapori, acest diametru al orificiului ar permite să scape prea mult gaz, de fiecare dată când se distribuie material și ar face dificilă sau imposibilă folosirea unui flacon de joasă presiune. De curând însă, a fost elaborată o Matautu de găurire cu laser a derivațiilor de vapori, care permite ca aceste derivații de vapori să aibă un diametru de numai 0,127 până la 0,203 mm. Aceasta permite să iasă din flacon, prin derivația de vapori numai o cantitate mult mai mică de gaz, făcând astfel posibilă folosirea pulverizatorului cu presiune inițială mai scăzută. O cerință suplimentară a reglementărilor privind mediul ambiant este aceea de a se reduce cantitățile de compuși organici, cum sunt agenții de antrenare ce se folosesc în flacoanele de aerosoli, care sunt agenții de antrenare ce se folosesc în flacoanele de aerosoli, care sunt degajate în atmosferă. Folosirea unui flacon de distribuire a aerosolilor la presiune mai joasă și a unei derivații de vapori cu orificiu mic permite să se utilizeze mai puțin agent de antrenare, astfel că invenția aduce un beneficiu suplimentar pentru mediul ambiant.

Un pulverizator conform invenției poate fi realizat fie din oțel, fie din aluminiu sau alte materiale suficient de subțiri, astfel încât să fie deformabile sub acțiunea forțelor menționate mai înainte și să poată fi distrus sub presiuni și la o valoare a vacuumului, așa cum s-a precizat. Presiunile din flacon pot fi suficient de joase, astfel încât flaconul să poată fi confecționat din material plastic sau chiar dintr-un material pe bază hârtie, etanșat împotriva scăpărilor și orice material capabil să reziste la presiuni.

Avantajele pe care le aduce prezenta invenție constau în:

- pulverizatorul pentru distribuirea aerosolilor, de tipul fără barieră, are grosimea pereților mai mică decât cea la care flaconul ar fi rigid, când este gol și fără presiune;

- pereții flaconului sunt suficient de rigizi, când flaconul se află sub presiune, astfel încât acesta să nu fie distrus prematur sau din greșeală;

- flaconul îndeplinește cerințele privind rezistența la explozii și la deformare și poate fi distrus ușor când este gol;

- satisfacerea preocupărilor privind mediul ambiant, pulverizatorul de aerosoli conform invenției putând fi folosit cu gaze nepoluante și/sau neinflamabile;

250

255

260

265

270

275

280

285

290

295

RO 117366 Β1

- pulverizatorul de aerosoli cu joasă presiune, poate reține suficientă presiune, astfel încât să distribuie tot materialul curgător pe care îl conține, prin pulverizare dorită sub formă de spumă sau jet și cu o uniformitate acceptabilă;

- reducerea cantității necesare de metal pentru confecționarea fiecărui flacon, un flacon de oțel conform invenției folosește 1/2 până la 2/3 din cantitatea de oțel ce se folosește, în prezent, pentru un flacon de mărime similară cu aerosoli la înaltă presiune, în cazul aluminiului, reducerea de greutate este chiar mai mare.

în cele ce urmează, se prezintă un exemplu de realizare a invenției în legătură și cu fig. 1+4 care reprezintă:

- fig. 1, vedere laterală, cu secțiune în plan vertical, prin pulverizatorul de aerosoli, prevăzut cu supapă conform invenției;

- fig. 2, vedere parțială, mărită, din zona supapei cu secțiune prin supapă;

- fig. 3, vedere parțială, mărită, a supapei punând, în evidență tija și butonul pulverizatorului;

- fig. 4, vedere spre exterior, a părții interioare a butonului pulverizatorului, în planul

4-4 din fig. 3.

Pulverizatorul pentru distribuirea aerosolilor, cu joasă presiune 10 .prezentat în fig. 1, este prevăzut cu un flacon 12 realizat din oțel, cu pereți subțiri, având un fund bombat 14 spre înăuntru, de tipul celor folosite pentru flacoanele clasice de băuturi carbonatate (acidulate).

Grosimea peretelui flaconului din oțel este de circa 0,127 mm, care reprezintă o grosime standard, pentru un flacon de băuturi carbonatate. Un flacon atât de subțire este deformabil sub acțiunea unei forțe de apăsare relativ mici a unui deget, cu o valoare de 2,27+4,55 Kgf. Forma acestuia împotriva unei asemenea deformații provocată de apăsarea normală a unui deget este menținută de presiunea unui gaz din interiorul flaconului, cu o valoare de 172-5-621 KPa. Deși corpul flaconului 12 și fundul 14 sunt descrise ca fiind confecționate din oțel, acestea ar putea fi făcute din aluminiu sau alt material atâta timp cât are calitățile necesare.

Partea superioară 16 a flaconului este deschisă. O calotă rigidă 18 a supapei de pulverizare 40 a aerosolilor este aplicată pe partea superioară 16 a flaconului 12, iar muchia periferică superioară 20 a flaconului și periferia calotei 18 pentru aerosoli sunt fălțuite și randalinate, pentru a etanșa în acea zonă, care poate fi sudată sau etanșată, printr-o altă modalitate clasică. Calota pentru aerosoli 18 este confecționată dintr-un oțel mai gros și mai rigid, astfel încât să nu se deformeze sub acțiunea presiunii din interior sau a apăsării exercitate ce degetele și care să poată susține supapa de pulverizare 40 și care să nu se deformeze când butonul pentru distribuirea pulverizării este coborât prin apăsare către flaconul 12. Calota sferică 18 prezintă, în partea superioară, o deschizătură centrală 26, cu o periferie 22, această deschizătură fiind închisă cu o cupă rigidă 25 a supapei. Cupa 25 a supapei 40 prezintă un canal format, la periferie, în care intră partea terminală, sub formă de guler al calotei pentru aerosoli. Această calotă pentru aerosoli poate fi prevăzută, într-o altă variantă, cu un orificiu în care se fixează supapa, evitându-se astfel folosirea unei cupe a supapei. Există și posibilitatea ca partea de calotă să fie formată din peretele flaconului 12, la partea de sus a acestuia.

Flaconul 12 este umplut, parțial, cu un conținut lichid, ce poate fi sau se dorește a fi distribuit sub formă de picături de aerosoli, spumă sau jet. în mod caracteristic, lichidul este amestecat cu un gaz de antrenare, de tipul celui prezentat anterior. Conținutul lichid 28 se așază în mod natural pe fundul flaconului 12, formându-se un spațiu 32 aflat sub presiune, la partea de sus, deasupra conținutului lichid 28. Acest spațiu 32 de la partea de

RO 117366 Β1

345 sus a flaconului 12 se mărește, treptat, pe măsură ce conținutul lichid este distribuit.

Cupa rigidă 25 a supapei prezintă o talpă 34 care susține o supapă de pulverizare 40, ce are, în general, o construcție clasică, dar care prezintă caracteristici de supapă, care sunt adaptate, în special, pentru distribuirea eficientă, sub presiune, a întregului conținut lichid 28 din flaconul 12, sub formă de picături, spumă sau jet. Trecerea conținutului de lichid 28 în afara flaconului 12 are loc printr-un orificiu de intrare 42 al unui tub 44 ce este scufundat în lichid.

Referindu-ne la fig. 2, se poate observa că tubul 44 scufundat în lichid este bine fixat pe niplul de intrare 46 al corpului de supapă 48. Acest corp de supapă 48 este fixat în talpa 34, a cupei de supapă 25, printr-o legătură 51, sub forma unei ondulări adâncită către corpul supapei. Extremitatea superioară a corpului de supapă 48 este deschisă. Talpa rigidă 34 a cupei 25 a supapei are o parte pliată 52 peste partea de sus, deschisă, a corpului supapei și închide, sub această parte pliată 52 și deasupra părții superioare a corpului de supapă 48, o garnitură inelară a tijei supapei, care se etanșează în jurul acestei tije 70, a supapei, oprind scurgerea în afară din camera 64 a corpului supapei 48 de-a lungul tijei supapei 70. Dacă flaconul 12 trebuie folosit în poziție răsturnată, atunci tubul 44 scufundat nu mai este necesar.

Lichidul trece din tubul 44, prin niplul 46 și prin orificiul îngust 62, din corpul supapei, ajungând în camera interioară 64 largă a corpului 48 al supapei. Gazul din spațiul de sus 32 poate intra în camera 64 a corpului supapei, printr-o derivație de vapori 90. Lichidul care se deplasează prin tubul 44 este deja amestecat cu o parte din agentul de antrenare, care ajută să umple camera interioară 64 a supapei și să producă pulverizarea lichidului în mici picături.

Tija supapei 70 are o bază 72 în interiorul camerei interioare 64 a corpului supapei. Tija 70 este împinsă continuu în sus, către poziția în care supapa este închisă și când pulverizatorul nu distribuie, de către un arc de comprimare 74, care se extinde între baza tijei supapei 72 și peretele inferior 76, al corpului supapei 48. Arcul 74 împinge în sus tija 70 până când partea de sus 77 a bazei 72 a tijei supapei se așază pe partea inferioară a garniturii 54.

Tija de supapă 70 se extinde în afara corpului supapei prin deschiderea etanșată 78 din garnitura 54 a tijei supapei, etanșată astfel. Garnitura tijei este confecționată dintr-un material flexibil, ușor deformabil și rezilient care este presat, în mod constant, asupra părții periferice a tijei supapei, produce acolo o etanșare împotriva scăpării de gaz și permite ca tija supapei să se deplaseze în jos prin apăsare cu degetul și apoi să revină la poziția inițială, sub acțiunea forței arcului 74.

Tija 70 a supapei are un canal interior de trecere 82 și un orificiu îngust de intrare 84, practicat în corpul ei, care face o legătură de comunicare între camera din corpul supapei 64 și canalul de trecere 82 din tija supapei. Orificiul de intrare 84 reduce cantitatea ce poate fi distribuită din conținutul lichid. Orificiul de intrare 84 este plasat, astfel încât când tija supapei 70 este împinsă în poziția de deschidere și distribuire a pulverizării, așa cum se vede în fig. 2, orificiul de intrare 84 se află în camera corpului supapei 64 și conținutul din cameră va fi evacuat, în mod gradat, prin orificiul 84. Când tija supapei 70 este ridicată sub acțiunea forței arcului 74, orificiul 84 se află în afara camerei 64 și, posibil, în interiorul garniturii 54, unde este protejat de către această garnitură. însă aflându-se în afara camerei 64, orificiul 84 oprește evacuarea de material din camera corpului supapei 64 și din flaconul 12.

în special, din cauză că flaconul 12 este presurizat numai până la un nivel scăzut pentru anumite produse, trebuie ca, în camera corpului supapei 64, să intre suficient gaz

350

355

360

365

370

375

380

385

390

RO 117366 Β1 pentru a ajuta la pulverizarea lichidului. în acest scop, o derivație de vapori 90 sub forma unui orificiu foarte îngust de circa 0,152 mm, de exemplu, este format în peretele lateral din corpul supapei 48 care, în mod caracteristic, este confecționat din material plastic. De curând, au fost elaborate metode de executare cu laser a unor orificii foarte mici, care dau posibilitatea ca derivația de vapori 90 să aibe un diametru foarte mic (0,127 0,203 mm), pentru a permite realizarea numai a unui debit mic de gaz, din spațiul de deasupra 32, prin derivația 90 și în corpul supapei 64. Dacă derivația de vapori ar fi prea mare 90 sau clasic, cum ar fi de 0,508 mm, atunci gazul din spațiul de deasupra 32 ar fi distribuit prea rapid. Acest fapt ar reduce presiunea gazului din flacon atât de rapid, încât nu ar putea fi distribuită întreaga cantitate de lichid, conținută în flacon. De aceea, flaconul de distribuire cu joasă presiune va funcționa cel mai bine pentru unele produse, când nu există o încredere exclusivă în gazul dizolvat în lichidul presurizat și comprimat deasupra acestuia pentru a distribui tot gazul de pulverizare a aerosolilor către camera supapei 64 și când se folosește o derivație de vapori, având orificiu îngust. Pentru unele tipuri de agenți gazoși de antrenare, cum sunt clorofluorocarbon, hidrocarburi, alți agenți de antrenare, sub formă de gaz lichefiat, care se evaporă într-o formă gazoasă și unii agenți de antrenare, care se dizolvă ușor într-un produs lichid, ce se distribuie, se poate să nu fie necesară o derivație de vapori suplimentară, chiar pentru un flacon de distribuire a aerosolilor la joasă presiune.

Extremitatea de evacuare 92 a tijei supapei 70 se extinde într-o cameră de primire 98 dintr-un buton de pulverizare 96 acționat manual. Acest buton de pulverizare asigură spargerea mecanică a picăturilor formate în prealabil și a lichidului care rămâne. De la partea superioară a tubului de pulverizare, traseul de ieșire pentru picăturile de lichid, amestecate cu gaz, pătrunde într-o cameră care se îngustează 98 și într-o cameră inelară de distribuție a fluxului 102, care este definită de un canal inelar distanțat spre interior de la partea frontală a butonului de pulverizare 96. Camera inelară 98 este acoperită de un disc 104 (fig. 4) având mai multe orificii tangențiale, de curgere 106, care aruncă gazul și picăturile de lichid, tangențial în camera circulară de turbionare 108. Apoi, picăturile și gazul parcurg și ies din orificiul 110, sub acțiunea unei forțe de pulverizare, determinată de diferite elemente ale supapei și presiunii din flacon. Pot fi folosite multe variante constructive ale duzei de spargere mecanică. Unele dintre acestea sunt turnate astfel că nu mai este necesară inserția unui disc.

Procedeul de formare a pulverizatorului de joasă presiune cu supapă de tip fără barieră, ce distribuie un material fluid sub formă de aerosoli, pulverizați, constă în umplerea flaconului cu un material fluid, ce trebuie distribuit, și cu un agent de antrenare, dispunerea agentului de antrenare în pulverizator fiind într-o asemenea cantitate, încât pulverizatorul este presurizat suficient pentru a face ca agentul de antrenare să evacueze tot materialul fluid de distribuit din flacon, sub formă de picături, jet sau spumă, materialul fluid care poate fi distribuit și agentul de antrenare sunt amestecate, între ele, la o presiune de cel mult 724 Kpa, la aproximativ temperatura normală a camerei, pulverizatorul deformându-se remanent, la o presiune internă superioară de 827 + 896 Kpa, iar peretele și fundul nu vor exploda la o presiune interioară, egală cu de 1,5 ori din valoarea presiunii de deformare remanentă

Invenția este adaptată pentru a fi folosită cu alte construcții de supape, pentru distribuirea de aerosoli, prin pulverizare spumă sau jet. Singura cerință ce se impune este ca supapa să fie adaptată pentru a distribui numai o cantitate mică din conținutul lichid și o cantitate mică de gaz, astfel încât lichidul și gazul să nu fie evacuate prea rapid și nici să nu se piardă din presiunea gazului și din conținutul lichid. Elementele caracteristice ale supapei sunt alese pentru a determina o proporție în curgerea lichidului și gazului, care să se afle într-un raport optim pentru atingerea acestor obiective. Pot fi folosite și alte supape de pulverizare, care să realizeze aceste obiective.

Claims (11)

1. Pulverizator de joasă presiune, cu supapă de tip fără barieră, destinat pentru păstrarea și distribuirea de materiale fluide, folosind aer comprimat și/sau gaz lichefiat, ce cuprinde un flacon (12) cu pereți, în general, de formă cilindrică, adaptat pentru a conține un agent de antrenare și un material fluid, ce urmează a fi distribuit, agentul de antrenare și materialul fluid nefiind separate printr-o barieră, având o supapă de distribuție (40), montată pe flaconul (12) și prevăzută cu un orificiu (84) adaptat pentru a se deschide și a distribui o cantitate dorită și la un debit dorit de material fluid și un agent de antrenare, sub formă aleasă, de picături, spumă sau jet, într-un asemenea mod, încât flaconul (12) va avea suficientă presiune pentru a evacua, în mod efectiv, tot materialul fluid de distribuit din flacon, caracterizat prin aceea că flaconul (12) are pereții dintr-un asemenea material și cu o anumită grosime, astfel încât atunci când flaconul (12) este nepresurizat, peretele lui poate fi deformat, cu ușurință, prin apăsare normală cu degetul sau strângere normală în mână, iar când flaconul (12) este presurizat, el este suficient de rigid, pentru a nu fi ușor deformat și distrus prin apăsare normală cu degetul sau strângere normală în mână.

2. Pulverizator conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că grosimea peretelui flaconului (12), când acesta este presurizat la o presiune de 689,5 Kpa, se dilată, expandându-se diametral cu cel puțin 1,5 miimi de diametru.

3. Pulverizator conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că are o parte superioară (16) si o parte inferioară (14), care sunt unite cu peretele flaconului (12), închizând pulverizatorul, astfel încât presiunea agentului de antrenare ales nu provoacă o depășire a condițiilor reglementare de deformare și explozie a pulverizatorului.

4. Pulverizator conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că peretele lateral al flaconului (12), partea inferioară (14) și partea superioară (16) au o grosime aleasă, iar tipul și cantitatea de agent de antrenare sunt alese, astfel încât pulverizatorul nu se va deforma remanent, la 54,4 ⁰ C, și nu va exploda la o valoare a presiunii egală cu 1,5 ori valoarea presiunii produsă de agentul de antrenare la 54,4°C.

5. Pulverizator conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că în cazul unui pulverizator având un diametru de aproximativ 52,4 mm, flaconul (12) este din metal, cu o grosime a peretelui de cel mult 0,165 mm.

6. Pulverizator conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că în cazul unui pulverizator având diametrul de aproximativ 66 mm, flaconul (12) este un flacon din metal cu o grosime a peretelui de 0,191 mm sau mai mică.

7. Pulverizator conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că în cazul unui pulverizator având un diametru de aproximativ 76 mm, flaconul (12) este un flacon din metal cu o grosime a peretelui de 0,216 mm sau mai mică.

8. Pulverizator conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că grosimea peretelui pentru un pulverizator cu un diametru de 52,4 este cuprinsă între 0,086 și 0,139 mm.

9. Pulverizator conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că grosimea peretelui pentru un pulverizator cu un diametru de 66 mm este cuprinsă între 0,127 și 0,178mm.

10. Pulverizator conform revendicării 7, caracterizat prin aceea că grosimea peretelui pentru un pulverizator cu un diametru de 76 mm este cuprinsă între 0,152 și 0,203 mm.

11. Pulverizator conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că peretele lateral al flaconului (12) nu rezistă la o depresiune interioară mai mare de 45 cm coloană de mercur, fără să se distrugă.