Dispositivo de fraccionamiento en gotitas.

Dispositivo de fraccionamiento en gotitas para el fraccionamiento de un chorro de líquido (90) en gotitas (9),

quecomprende:

- una cámara (2) para contener un líquido a presión (3);

- por lo menos un canal de salida (4), dispuesto en dicha cámara (2) para inyectar el líquido (3); y

- un accionador que comprende un elemento rotativo (5) dispuesto frente al canal de salida (4), comprendiendo elelemento rotativo (5) una deformación superficial (7) conformada para proporcionar un pulso de presión cerca delcanal de salida (4), cuando gira el elemento rotativo;

- en el que la cámara (2) comprende una placa (8) fijada a una pared de la cámara (2) y soportada mediante unaplaca de soporte (800); estando dispuesto dicho canal de salida (4) en la placa (8), estando dispuestos dicho canalde salida (4) y dicha deformación superficial (7) de tal modo que un pulso de presión generado mediante eldesplazamiento de la deformación superficial (7) es transferido al canal de salida (4) para fraccionar en gotitas unchorro de líquido (90) inyectado desde el canal de salida (4).

Dispositivo de fraccionamiento en gotitas

La invención se refiere a un dispositivo de fraccionamiento en gotitas, conocido asimismo en la técnica como un sistema de gotas bajo demanda o un sistema de impresión continua, configurado para inyectar de varios modos gotitas desde una tobera de impresión.

A este respecto, por técnica de impresión continua por chorros se entiende la generación continua de gotitas que

pueden ser utilizadas selectivamente con el objetivo de un proceso de impresión predeterminado. El suministro de gotitas tiene lugar continuamente, en contraste a la denominada técnica de gotas bajo demanda, en la que las gotitas son generadas según el proceso de impresión predeterminado.

Se describe un aparato conocido, por ejemplo, en la descripción de patente U.S.A. 5.969.733. Este documento da a

conocer una denominada impresora continua por chorros para imprimir materiales que comprenden fluidos viscosos. Con esta impresora, se pueden imprimir fluidos viscosos. Durante la salida del fluido viscoso a través de un canal de salida, un mecanismo de regulación de presión proporciona, con una regularidad predeterminada, variaciones en la presión del fluido viscoso adyacente a la abertura de flujo de salida. Esto conduce a la aparición de una perturbación en el chorro de fluido que sale de la abertura de flujo de salida. Esta perturbación conduce a un estrechamiento del

chorro que, a su vez, conduce al fraccionamiento del chorro en gotitas. Esto conduce a un flujo continuo de gotitas de salida con una distribución uniforme de propiedades, tales como las dimensiones de las gotitas. El accionador del mecanismo de regulación está dotado de un pasador de émbolo vibratorio, accionado mediante un elemento piezoeléctrico. Esta construcción es relativamente costosa y difícil de extender a múltiples toberas.

En un aspecto, la invención está dirigida a proporcionar un dispositivo de fraccionamiento que sea de construcción simple y que pueda dimensionarse fácilmente para múltiples toberas, a efectos de superar las limitaciones de los sistemas actuales.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se da a conocer un dispositivo de fraccionamiento en gotitas, 30 según las características de la reivindicación 1.

Mediante el elemento rotativo, puede crearse una perturbación simple y eficaz del chorro, que es fácilmente escalable a sistemas de múltiples toberas. Debe observarse que el documento JP62083062 se refiere a un generador de gotitas en el que se utiliza gas a presión para atomizar/vaporizar un líquido suministrado a un disco

giratorio. Este tipo de atomización es inadecuado para el fraccionamiento de líquidos de impresión.

Asimismo, el documento US6375088 se refiere a un dispositivo de suministro a gran escala de descargas pulsadas, para limpiar, por ejemplo, placas de circuito. Un líquido a presión es suministrado a una cámara y descargado a través del elemento giratorio, lo que provoca pulsos de presión. Este tipo de dispositivo de descarga pulsatoria es de

estructura, dimensión y aplicación diferentes, y es inadecuado para los sistemas de impresión.

Además, gracias a la alta presión, pueden ser inyectados fluidos con una viscosidad particularmente elevada tal como, por ejemplo, fluidos viscosos con una viscosidad de 300·10-3 Pa·s, o mayor, cuando son tratados. En particular, la presión predeterminada puede ser una presión de hasta 600 bares.

45 Otras características y ventajas resultarán evidentes a partir de la descripción, junto con los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 muestra esquemáticamente una primera realización de un sistema de impresión para su utilización en la 50 presente invención;

La figura 2 muestra esquemáticamente una vista, en perspectiva, del dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la invención;

55 La figura 3 se muestra esquemáticamente una vista, en sección transversal, del dispositivo de fraccionamiento en gotitas de la figura 2;

La figura 4 muestra esquemáticamente un detalle de la vista de la figura 3;

60 La figura 5 muestra una vista superior esquemática del elemento rotativo, según una realización de la invención; y

La figura 6 muestra una vista lateral esquemática de una cuarta realización, según la invención.

La figura 1 muestra una primera realización esquemática de un dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la 65 invención.

El dispositivo de fraccionamiento en gotitas -1-, indicado asimismo como cabezal de impresión, mostrado esquemáticamente en la figura 1, comprende una cámara -2- para contener a presión un líquido de impresión -3-. La cámara puede estar dotada de una bomba para comprimir el líquido de impresión, o de un canal de entrada para recibir líquido a presión (no mostrado) . En esta realización, están dispuestos dos canales de salida -4-, -4'-en la cámara -2-. A través de los canales de salida -4-, -4'-, es inyectado líquido de impresión en forma de gotitas -9-. Las gotitas -9- son generadas mediante pulsos de presión que fraccionan un chorro de fluido -90-, que es expulsado del canal de salida -4-. Los pulsos de presión son proporcionados mediante un elemento rotativo -5-, constituido en forma de un disco anular. El elemento rotativo -5- comprende una superficie inferior -6-, dispuesta frente al canal de salida -4-. Los pulsos de presión son generados mediante el movimiento de deformaciones superficiales -7-, -7'-que están comprendidas en la superficie inferior -6-. Por consiguiente, se genera un pulso de presión cerca del canal de salida -4-, de tal modo que se forman las gotitas -9- a partir del fluido -3-. En detalle, cerca del canal de salida se crea un pequeño volumen eficaz que tiene dimensiones variables, mediante las deformaciones superficiales móviles -7- formadas en la superficie inferior -6- del elemento rotativo -5-. Mediante el volumen variable se generan pulsos de presión, que son transferidos al canal de salida y fraccionan un chorro de fluido inyectado desde el canal de salida -4-. Las dimensiones típicas de las deformaciones están en el orden de la dimensión del canal de salida -4-, por ejemplo una altura de deformación de 20 a 1000 micras, más preferentemente de 20 a 300 micras. En la figura 1, se muestra esquemáticamente un elemento rotativo -5- que tiene un cojinete central -17-, alrededor del cual gira el elemento rotativo -5-. En las figuras posteriores, se muestran otros medios de accionamiento, tales como un eje de accionamiento y un motor de accionamiento.

El canal de salida -4- está comprendido en una placa de toberas -8- relativamente delgada, que puede ser una placa fabricada de lámina metálica, de un grosor de 0, 3 mm en este ejemplo. En este ejemplo, el canal de salida -4de la placa -8- tiene un diámetro de 50 µm. La dirección transversal del canal de salida -4- puede estar comprendida en el intervalo de 2 a 500 µm, más preferentemente en el orden de 5 a 250 micras, e incluso más preferentemente entre 5 y 100 micras. A modo de indicación de la magnitud del intervalo de regulación de la presión, puede servir como ejemplo que la presión media esté en el orden de magnitud de 0, 5-600 bares [= 0, 5-600 x105 Pa]. El cabezal de impresión -1- puede estar dotado además de una placa de apoyo (no mostrada) que soporta la placa de tobera -8-, de tal modo que la misma no colapse bajo la elevada presión en la cámara.

La figura 2 muestra esquemáticamente una vista en perspectiva del cabezal de impresión -1-, según una realización de la invención. El dispositivo -1- comprende un motor de accionamiento -10- dispuesto junto a la cámara -2- del dispositivo de fraccionamiento en gotitas, a través de una sección de cojinetes -20-. La cámara -2- comprende una entrada -11- del fluido de impresión, dispuesta para recibir fluido de impresión a presión. En esta realización a modo de ejemplo, el motor de accionamiento -10- es un motor eléctrico rotativo que tiene un eje -12- que se prolonga hasta la cámara -2- y conecta con el elemento rotativo -5- mostrado en la figura 1. Alternativamente, el motor de accionamiento puede disponerse como parte del elemento rotativo -5- y/o mediante un acoplamiento de imán, por ejemplo, cuando se prefiere no utilizar retenes. Cuando se procesan líquidos de impresión en caliente, por ejemplo, metal fundido a temperaturas dentro... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas para el fraccionamiento de un chorro de líquido (90) en gotitas (9) , que

comprende: 5

- una cámara (2) para contener un líquido a presión (3) ;

- por lo menos un canal de salida (4) , dispuesto en dicha cámara (2) para inyectar el líquido (3) ; y

- un accionador que comprende un elemento rotativo (5) dispuesto frente al canal de salida (4) , comprendiendo el elemento rotativo (5) una deformación superficial (7) conformada para proporcionar un pulso de presión cerca del canal de salida (4) , cuando gira el elemento rotativo;

- en el que la cámara (2) comprende una placa (8) fijada a una pared de la cámara (2) y soportada mediante una

placa de soporte (800) ; estando dispuesto dicho canal de salida (4) en la placa (8) , estando dispuestos dicho canal de salida (4) y dicha deformación superficial (7) de tal modo que un pulso de presión generado mediante el desplazamiento de la deformación superficial (7) es transferido al canal de salida (4) para fraccionar en gotitas un chorro de líquido (90) inyectado desde el canal de salida (4) .

2. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 1, en el que el elemento rotativo (5) está dotado de una serie de deformaciones superficiales; y en el que están dispuestos una serie de canales de salida frente a un único elemento rotativo (5) .

3. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 1, en el que el elemento rotativo (5) está dotado

de una zona periférica; la deformación está dispuesta en la zona periférica; y está dispuesto un rebaje central para equilibrar la presión cerca del canal de salida (4) .

4. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 3, en el que el rebaje central está dotado de

orificios transversales que conectan con la cámara (2) . 30

5. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 3, en el que el rebaje central está formado para comprender un cojinete central del elemento rotativo (5) .

6. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 1, en el que la deformación está dispuesta como 35 un rebaje, un saliente, un orificio pasante y/o una muesca en un disco anular.

7. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 2, en el que las deformaciones están dispuestas circularmente.

8. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación (1) , en el que el elemento rotativo (5) es accionado mediante un eje de rotación que se prolonga a través de la cámara (2) ; acoplado a un motor de accionamiento dispuesto junto a la cámara (2) mediante un retén.

9. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 1, en el que el elemento rotativo (5) es anular y 45 está conectado de forma deslizante con una pared inferior de la cámara (2) .

10. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 2, en el que el elemento rotativo (5) es de forma cónica, y en el que los canales de salida se prolongan en direcciones divergentes.

50 11. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 1, el que el diámetro del canal de salida (4) está comprendido en el intervalo de 2-500 micras.

12. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 1, en el que la longitud del canal de salida está

comprendida en el intervalo de 0, 1-3 milímetros. 55

13. Dispositivo de fraccionamiento en gotitas, según la reivindicación 1, en el que están dispuestas más de 5 deformaciones superficiales sobre el elemento rotativo (5) ; en el que la velocidad de rotación del elemento rotativo

(5) es mayor de 500 rpm.