MEJORAS DE BOQUILLA ASPERSORA
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona de manera general con aspersores de boquilla y, en particular, con arreglos asociados con éstos para facilitar la mezcla de sustancias.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los aspersores de aspiración de boquilla, como los actualmente conocidos, están generalmente configurados para liberar una mezcla diluida (que comprende, por ejemplo, un flujo portador como el agua y otra sustancia o producto) sobre una superficie o área a ser tratada. Esos aspersores son comúnmente usados para aplicar productos químicos a césped y/o jardines. De manera general, se conocen dos tipos principales de dispositivos aspersores de boquilla aspirante. El primer tipo principal es del tipo de "venturi" , que usa un arreglo de flujo de venturi clásico para facilitar la aspiración. Un segundo tipo principal es el del tipo de "por flujo", que usa un flujo de agua a alta velocidad (desde una manguera) para hacer impacto sobre una superficie y flujo por un orificio aspirante (en sí en comunicación fluídica con por ejemplo, un producto concentrado a ser liberado) . De esos dos tipos de aspersores de aspiración de
boquilla, el aspersor por flujo es más comúnmente usado para aplicaciones listas para dispersarse (es decir, fuera del anaquel de almacenamiento) . El diseño simple del dispositivo lo hace menos caro de fabricar, haciéndolo por lo tanto adecuado por sí mismo para aplicaciones desechables. Sin embargo, a diferencia del aspersor de aspiración del tipo de venturi, el aspersor por flujo generalmente presenta dificultades en la creación de una mezcla homogénea deseable del flujo portador (por ejemplo, agua) y el producto aspirado del recipiente. Particularmente, los aspersores por flujo tienden a promover la concentración de la mezcla diluida hacia el centro del patrón de aspersión resultante, más que asegurar que la sustancia aspirada se distribuya más uniformemente a través del patrón de aspersión. La mayoría de los usuarios finales no están conscientes de esta desventaja funcional, principalmente debido a que el fenómeno no es fácilmente visible. (Típicamente, las velocidades de dilución para los productos químicos asociados son muy altas, para promover alguna eficiencia en el proceso de distribución) . En suma, la asignación desproporcionada del producto diluido a una región limitada del patrón de aspersión resultante es altamente indeseable y usualmente da como resultado una aplicación no uniforme de producto químico diluido sobre la superficie a ser tratada. Generalmente, varias patentes Estadounidenses discuten arreglos de aspersión que presentan diseños
estrellados y desventajas de funcionamiento en comparación con las modalidades de la presente invención. Esas patentes incluyen: US 6,749,133 (Ketcham, et al.); US 6,578,776 (Shanklin, et al.); USD 6,378,785 (Dodd); US 5,383,603 (Englhard, et al.); US 5,372,310 (Ketcham); US 5,213,265 (Englhard, et al.); US 5,100,059 (Englhard, et al.); US 5,039,016 (Gunzel, Jr. , et al.); US 4,527,740 (Gunzel, Jr. , et al.); US 4,475,689 (Hauger, et al.); US 4,369,921 (Beiswenger, et al.); US 4,349,157 (Beiswenger, et al.); US 3,180,580 (Schedel) ,- US 2,719,704 (Anderson, et al.). Generalmente, no se sabe que los arreglos por flujo convencionales proporcionen alguna característica que haga que el producto aspirado se disperse y mezcle en forma homogénea. Por otro lado, en relación con un arreglo de aspersor de venturi, Dodd (US 6,378,785) parece describir una superficie deflectora rugosa para facilitar el patrón de aspersión. Sin embargo, esta característica no parece promover significativamente el mezclado homogéneo. En vista de lo anterior, ha sido reconocida una necesidad en relación con la mejora sobre los inconvenientes y desventajas presentes por arreglos convencionales.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Se han contemplado ampliamente, de acuerdo con al menos una modalidad actualmente preferida de la presente
invención, métodos y arreglos para dirigir un flujo entrante de producto concentrado, como el que es introducido en la corriente por flujo del fluido portador para el transporte (por ejemplo agua) , de tal manera para dispersar de manera más favorable el producto químico concentrado a través de virtualmente toda la sección transversal del fluido portador o de transporte que pase por el orificio de aspiración. Por lo tanto, se reconoce que esto no puede ser logrado en una forma "lineal directa" , puesto que normalmente se requiere un exceso de "superposición" del fluido por flujo para sellar la atmósfera fuera del recipiente (y de este modo asegurar que toda la presión menor que la atmosférica producida trabaje únicamente sobre el contenido del recipiente) . En consecuencia se contemplaron actualmente aquí algunas características estructurales para dirigir el flujo del producto concentrado hacia el flujo de la corriente de transporte de tal manera que se obtenga como resultado la dispersión esencialmente a través de toda la sección transversal del flujo. Además, se contempló de manera amplia aquí la inclusión de características superficiales muy finas adicionales dentro de las características estructurales mencionadas anteriormente, para dirigir el flujo del producto concentrado hacia el flujo portador o de transporte, para ayudar a desintegrar y dispersar adicionalmente el producto y
por lo tanto mejorar aún más el mezclado. Adicionalmente, puede • ser proporcionada textura a la superficie y/o características a la superficie sobre la superficie del aspersor corriente abajo de las características estructurales que dirijan el flujo de producto hacia el flujo portador o de transporte para mejorar la consistencia del producto mezclado final . Aún diseñar la longitud de la superficie después del orificio de aspiración, puede ayudar a promover aún más la homogeneidad del patrón de aspersor resultante. Generalmente, se contempló de manera amplia de acuerdo con al menos una modalidad actualmente preferida de la presente invención un arreglo de aspersor de boquilla que comprende: un conducto de flujo de transporte para dirigir un flujo de transporte; una entrada para aceptar otra sustancia a ser mezclada en el flujo de transporte; y al menos una alteración de la superficie configurada para promover el mezclado homogéneo del flujo de transporte y la sustancia aceptada.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La presente invención y sus modalidades actualmente preferidas serán comprendidas mejor haciendo referencia a la descripción detallada siguiente y a los dibujos acompañantes, donde : La Figura 1 es una vista en perspectiva de una conexión de boquilla;
La Figura 2 es una vista en corte, en perspectiva, de la conexión de boquilla de la Figura 1; La Figura 3 es una vista' plana de una porción deslizante de la conexión de boquilla de flujo convencional; La Figura 4 es una vista plana de una porción deslizante de una conexión de boquilla de flujo pero que muestra características del tipo de ranura de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 5 muestra esencialmente el mismo arreglo que la Figura 4, pero con características adicionales; y La Figura 6 es una vista plana de otra modalidad de una porción deslizante de una conexión de boquilla de flujo.
DESCRIPCION DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS . Las Figuras 1 y 2 son vistas en perspectiva de una conexión de boquilla 100 que podría emplear las características discutidas hasta ahora. Como se muestra, esa conexión de boquilla 100 puede incluir un arreglo de control de flujo (por ejemplo un botón giratorio) 102 adaptado para propagar una deslizadera 103 (mejor . apreciada en la Figura 4) . Como es bien sabido, la deslizadera 103 puede ser desplazable en una dirección longitudinal de modo que un orificio de aspiración 112 de la misma sea colocado selectivamente encima de un orificio de entrada en una conexión 104 a un recipiente que contenga producto (por
ejemplo, un producto químico para el tratamiento de césped) para ser mezclado en un flujo de transporte (por ejemplo agua) . También se muestra la superficie de aspiración 108, o un "piso" de la deslizadera 103, en el cual están colocadas las ranuras 106 y el orificio 112. Deberá notarse que el uso de la deslizadera como se mencionó aquí es solo una característica opcional de un ambiente en el cual pueden ser empleadas las modalidades de la presente invención. La Figura 3 es una vista plana de una deslizadera 103, donde existe simplemente " un orificio (orificio de aspiración) 112 a través del cual el producto es aspirado y no otro arreglo para asegurar un patrón de aspersión homogéneo. También se muestran paredes (o carriles laterales) 113 flanqueando la superficie de aspiración 108. La Figura 4 muestra esencialmente la misma deslizadera que la Figura 3, pero con la inclusión de características del tipo de ranura 106 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Aquí, existen tres ranuras 106a/b/c que se extienden esencialmente desde el orificio de aspiración 112 en la dirección general hacia delante del flujo de la corriente de transporte. Una ranura (106b) está orientada esencialmente directamente en paralelo con el flujo de la corriente de transporte mientras que las otras dos ranuras (106a, 106c) están orientadas en un ángulo agudo predeterminado hacia cualquier lado de la ranura
central 106b. Como se muestra, las ranuras 106a, 106b pueden extenderse preferiblemente cercanas todo el camino hasta las paredes 113. Opcionalmente, puede ser proporcionado un pasaje 120 similar al pasaje 220 descrito más adelante con referencia a la Figura 6, aunque este no es esencial. La Figura 5 muestra esencialmente el mismo arreglo de deslizadera 103 que la Figura 4, pero contempla la adición de algunas características superficiales adicionales (en la vecindad general circunscrita por la línea punteada 114) para mejorar el mezclado homogéneo aún más (discutido con mayor detalle más adelante) . En una modalidad de la presente invención la profundidad de cada ranura 106 a/b/c se usará hacia
(esencialmente) cero con el incremento de la distancia desde el orificio de aspiración 112 y en la dirección de flujo de la corriente de transporte, para fundirse esencialmente de manera inconsútil con la superficie de aspiración 108. En cuanto a los tipos de características de superficie que puedan proporcionarse en o dentro de las ranuras (FIGURA 5) , es posible una amplia variedad de configuraciones. Por ejemplo, puede ser proporcionada una superficie rugosa dentro de las ranuras individuales 106 a/b/c o en la vecindad de las ranuras 106. De manera alternativa o además, puede ser proporcionada una superficie rugosa corriente abajo (con respecto al flujo de la corriente
de transporte) de las ranuras 106, es decir, justo después de las ranuras 106 y antes de que el fluido abandone la superficie de aspiración 108 hacia el aire como un rocío (por ejemplo en una porción de labio 116 de la deslizadera 103) . Además de o en lugar de la rugosidad de la superficie, podrían proporcionarse corriente abajo de las ranuras características superficiales o irregularidades más discretas, como pequeñas salientes o depresiones (por ejemplo, salientes/depresiones hemisféricas como las que pueden encontrarse en una pelota de golf) ; esto podría obligar fácilmente a las partículas a rebotar y desviarse, y de este modo intermezclarse con otras partículas adyacentes. Otras posibilidades en ese lugar que ofrezcan efectos similares podrían incluir rebordes pequeños (por ejemplo proyecciones alargadas de la superficie de aspiración 108) o ranuras menores (por ejemplo ranuras pequeñas que corran perpendiculares con respecto al flujo de la corriente de transporte) . La FIGURA 6 ilustra, en vista plana, una modalidad particularmente preferida de una deslizadera de acuerdo con la presente invención. Como se muestra, una deslizadera 203 puede tener un orificio de aspiración 212 que alimente hacia un arreglo que comprenda ranuras 206 a/b y un pasaje 220. Particularmente, un pasaje 220, como se muestra, puede ser definido preferiblemente por los lados que se irradian desde
el orificio 212. El pasaje 220 puede preferiblemente tener una profundidad variable que fluctúe desde un máximo en el orificio 212 hasta un mínimo alejándose del orificio 212. Las ranuras 206a/b, por su parte, preferiblemente también se irradian desde el orificio 212 cada una en un ángulo agudo (con respecto a una línea imaginaria 224 que bisecta esencialmente el lecho de las ranuras 206a/b) que es menor que el ángulo definido por las paredes del pasaje 220 (con respecto a la misma línea 224) . Preferiblemente colocada entre las ranuras 206a/b, en la vecindad general del orificio 212, se encuentra una depresión, o proyección elevada 222. La depresión 222 preferiblemente se empalma directamente sobre ambas ranuras 206a y 206b, como se muestra. Se ha encontrado que un arreglo, que tiene ranuras con una depresión sustancialmente como se muestra, funciona excepcionalmente bien al promover una mezcla homogénea del producto en una corriente de transporte. Los carriles laterales 213 pueden ser incluidos como con las FIGURAS 4 y 5 pero no son esenciales. Deberá comprenderse que la modalidad de la FIGURA 6 puede incluir opcionalmente otras características como se discutió hasta ahora, por ejemplo, características de superficie adicionales como se indica en 114 en la FIGURA 5 como se discutió hasta ahora. Ahora se ha encontrado que arreglos como aquellos ilustrados en las FIGURAS 1, 2, 4, 5 y 6 son particularmente
favorables para promover una mezcla homogénea del flujo de transporte y producto. Deberá comprenderse, sin embargo, que son posibles una amplia gama de otras configuraciones dentro del espacio disponible dentro de la conexión de boquilla que produzcan aún resultados altamente favorables. Con respecto a todas las modalidades contempladas y abarcadas aquí, cuando se considere la longitud de la superficie inferior en la boquilla y conexión después del orificio de aspiración (es decir, con respecto a la dirección del flujo de la corriente de transporte) , será apreciado por aquellos expertos en la técnica que esto tendrá un efecto tangible sobre el patrón de aspersión. De manera más particular, diseñar esa longitud claramente tendrá un efecto sobre que tan largas o profundas necesitarán ser las ranuras para lograr un intermezclado razonablemente homogéneo de la corriente de transporte y producto; de igual modo, el diseño de la longitud, profundidad, número, orientación angular y otros aspectos físicos de las ranuras tendrá un efecto sobre que tan grande será la longitud necesaria entre el orificio de aspiración y el área (o porción de salida) de la superficie donde la corriente de transporte salga como un rocío. Otros factores, por supuesto, pueden ser incluidos en tal cálculo como la posible rugosidad de indentaciones/ salientes de la superficie posible (ya sea en o cerca de las ranuras o corriente abajo de las ranuras) ; la presencia y
extensión de las características de este modo también tendrán un efecto sobre los aspectos físicos de la ranuras y/o una depresión, o sobre la longitud de la superficie de aspiración (después del orificio de aspiración) , que serian necesarias para promover el mezclado homogéneo adecuado de la corriente de transporte y producto . Se condujeron experimentos en una boquilla que emplea características de la invención consistentes como aquellas discutidas hasta ahora (como en la modalidad de la FIGURA 4) , contra boquillas convencionales que carecen de esas características. Cada boquilla fue asegurada a un tornamesas giratorio y alineadas con una ranura. Se proporcionó un "producto" en forma de un tinte coloreado. El agua y el "producto" fueron entonces abiertos, y se recolectaron en un recipiente adyacente a la ranura. La muestra fue entonces pesada y se determinó la relación de agua a tinte usando la igualación de color con relaciones conocidas dentro de un soporte de tubos de prueba de muestras . El tornamesa fue entonces girado un grado a la derecha y se repitió el procedimiento de muestreo. Este procedimiento fue seguido a través de los cuadrantes izquierdo y derecho de la corriente de flujo principal. La primera boquilla probada fue un Green Garden Products "K-l" con características de la invención (como en
la Figura 4) . Se encontró que con una boquilla de la "invención", el flujo de producto fue casi uniforme a través del cuerpo principal del rocío . Una segunda boquilla, que no tiene diferencias con respecto a la primera boquilla más que el uso de una
"deslizadera" convencional (como en la Figura 3) , mostró amplias variaciones en el flujo del producto por grado de arco. Una tercera boquilla, diferente de la segunda pero que aún tiene una configuración convencional con características de aspiración similares a las de la Figura 3, mostró un flujo de producto que varía más de 2-1/2 a l a través de la porción principal del rocío. Por supuesto, esa distribución pobre de producto es indeseable cuando se intente lograr una cobertura de producto uniforme sobre un área grande . Finalmente, una cuarta boquilla probada, diferente de las otras pero que tiene aún una configuración convencional con características de aspiración similares a las de la Figura 3, demostró la peor uniformidad de distribución del producto de las boquillas probadas. Notablemente hubo un rocío intenso en la línea central con espacios grandes en el flujo entre corrientes de flujo más grandes. Las boquillas seleccionadas para la prueba fueron aspersores de boquilla de impacto usados comúnmente. Se
encontró claramente que un arreglo de aspiración como el contemplado por la invención aquí puede representar un avance en la producción de uniformidad en aplicaciones de productos de boquilla. Recapitulando de manera breve, se contempló de manera amplia de acuerdo con al menos una modalidad preferida hasta ahora de la presente invención un arreglo de aspersor de boquilla el cual incluye un conducto de corriente de transporte y un orificio de entrada para aceptar otras sustancias a ser mezcladas en la corriente de transporte. Preferiblemente se proporciona al menos una alteración de la superficie configurada para promover el mezclado homogéneo de la corriente de transporte y la sustancia aceptada. Al menos una alteración de la superficie puede estar en forma de al menos una ranura orientada a lo largo de un ángulo agudo con respecto a la dirección de flujo de la corriente de transporte . De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, puede existir una pluralidad de esas ranuras . El ángulo mencionado anteriormente es preferiblemente mayor de cero. Preferiblemente, existen dos ranuras las cuales están orientadas sustancialmente de manera simétrica una con respecto a la otra sobre los lados opuestos de una línea central de disección imaginaria que corre
paralela a la dirección de flujo de la corriente de transporte . Preferiblemente, puede existir una depresión colocada entre las dos ranuras . La depresión es preferiblemente una sola saliente elevada la cual se empalma sobre una porción de cada una de las dos ranuras. El conducto de corriente de transporte puede incluir un pasaje, incluyendo el pasaje lados los cuales se irradian desde la entrada y un piso que tiene una profundidad la cual varía de una profundidad máxima a la entrada hasta una profundidad mínima lejos de - la entrada, donde al menos una ranura está rebajada en el piso del pasaje. En una modalidad de la presente invención, pueden existir tres ranuras, donde una esté orientada esencialmente en paralelo con respecto a la dirección de flujo de la corriente de transporte y las otras dos pueden estar cada una orientadas a lo largo de un ángulo agudo predeterminado, distinto, (mayor de cero) con respecto a la dirección de flujo de la corriente de transporte. Las dos ranuras no orientadas en paralelo con respecto a la "ranura central" (es decir," aquella ranura que está orientada esencialmente en paralelo con respecto a la dirección de flujo de la corriente de transporte) pueden estar orientadas de manera esencialmente simétrica con respecto a la otra sobre cualquier lado e la ranura central . Aquellas dos ranuras
preferiblemente se extienden cerca todo el camino hacia las paredes que definen el conducto de la corriente de transporte . Las ranuras pueden preferiblemente ser de una profundidad máxima inmediatamente adyacente del orificio de entrada (es decir, a la derecha de donde entra el orificio de entrada al conducto de la corriente de transporte) y esta profundidad puede entonces preferiblemente usarse desde cada ranura en una dirección generalmente alejándose del orificio de entrada (u orificio de aspiración) para la sustancia aceptada, preferiblemente hacia el punto donde la profundidad de cada ranura se ahusa esencialmente hacia cero y de este modo se funde de manera inconsútil con una superficie interna mayor del conducto de la corriente de transporte. Pueden proporcionarse perturbaciones en la superficie, preferiblemente dentro de o en la vecindad de las ranuras (por ejemplo, en el espacio entre ranuras adyacentes) . De manera alternativa o adicional, esas perturbaciones pueden ser proporcionadas entre el "fin" de las ranuras (de acuerdo a lo definido en la dirección de flujo de la corriente de transporte) y una porción del labio del conducto de flujo de transporte (es decir, donde la corriente de flujo de transporte saldría del conducto para ser aspirada hacia el aire) . Las perturbaciones superficiales puede tomar cualquiera de una amplia variedad de diferentes
formas, las cuales pueden incluir (pero no significa que se limiten a) : rugosidad superficial general; combaduras o salientes,- rebordes; indentaciones; cavidades; ranuras menores (por ejemplo, orientadas en la dirección perpendicular, con respecto a la dirección del flujo de la corriente de transporte) . Sin análisis adicional, lo anterior de este modo revelará completamente las ventajas de la presente invención y sus modalidades que otros pueden, aplicando el conocimiento actual, fácilmente adaptar para varias aplicaciones sin omitir características gue, desde el punto de vista de la técnica anterior, constituyen claramente características de los aspectos genéricos o específicos de la presente invención y sus modalidades. Si no se establece lo contrario aquí, puede asumirse que todos los componentes y/o procesos descritos hasta ahora pueden, si es apropiado, ser considerados como intercambiables con componentes y/o procesos similares descritos en otra parte en la especificación, a menos que sea una indicación expresa de la contrario. Si no se establece de otro modo aquí, cualesquier y todas las patentes, y las publicaciones de patentes, artículos y otras publicaciones impresas discutidas o mencionadas aquí se incorporan por lo tanto como referencia como se exponen totalmente aquí .
Deberá apreciarse que el aparato y método de la presente invención puede ser configurado y conducido según sea apropiado para cualquier contexto a la mano. Las modalidades descritas anteriormente deben ser consideradas en todos los aspectos solo como ilustrativas y no restrictivas. Todos los cambios que entren dentro del significado y alcance de equivalencia de las reivindicaciones serán abarcados dentro de su alcance.