TÍTULO: DISPENSADOR DE PAPEL HIGIÉNICO QUE, ACCIONADO POR UN BOTÓN, PUEDE DISPENSAR PAPEL CON LIQUIDO DESINFECTANTE.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se enmarca en el campo de la salud humana y la higiene en espacios públicos y privados. Se trata de un dispensador automático que combina dos funciones importantes en un solo dispositivo: la dispensación de papel higiénico y la dispensación de líquido desinfectante. El dispensador consta de un soporte de rollo de papel higiénico, y un contenedor de líquido desinfectante. Se activa mediante un sensor de cercanía comunicado con un microcontrolador que acciona opcionalmente un dosificador de papel higiénico seco o humidificado con líquido desinfectante. Esta solución permite una limpieza y desinfección eficaces en un solo paso, es fácil de usar y accesible para cualquier usuario, y es más higiénico que los dispensadores convencionales.

ANTECEDENTES

En el campo de la higiene en espacios públicos y privados, se han desarrollado diversas patentes de invención relacionadas con dispensadores de papel higiénico y líquidos desinfectantes, lo que constituye el arte previo relacionado con la invención.

La patente US3917191A, describe un dispensador de papel higiénico que tiene la capacidad de dispensar papel higiénico y toallas de papel en un solo dispositivo. La patente US3917191A también describe un sistema de dispensación que utiliza sensores para detectar la presencia de una persona y dispensar automáticamente el papel higiénico o las toallas de papel. Sin embargo no describe la dispensación de líquido desinfectante en sincronía con el papel higiénico, como sí lo hace la presente invención.

La patente US20220279988A1 , describe un dispensador de líquido desinfectante que utiliza un sistema de sensores para detectar la presencia de una persona y dispensar automáticamente el líquido desinfectante. La patente US20220279988A1 también describe un sistema de control que permite ajustar la cantidad de líquido desinfectante dispensado. Sin embargo no describe la dispensación de papel higiénico en sincronía con el líquido desinfectante, como sí lo hace la presente invención.

La patente DE202011105459U1 , describe un dispensador de papel higiénico que también dispensa líquido desinfectante, pero en dos dispositivos separados.

La patente US6918513B1 , describe un dispensador de líquido desinfectante que se activa mediante un sensor de movimiento, pero no incluye la dispensación de papel higiénico, como sí lo hace la presente invención.

En resumen, existen varias patentes relacionadas con dispensadores de papel higiénico y dispensadores de líquidos desinfectantes que son relevantes en el estado del arte.

HOJA DE SUSTITUCION (REGLA 26) La presente invención se diferencia de estas patentes al combinar ambas funciones en un solo dispositivo automatizado, lo que permite una limpieza y desinfección eficaces en un solo paso.

DESCRIPCIÓN

La presente invención describe un dispensador (Fig 6-1) que tiene la capacidad de dosificar opcionalmente papel higiénico seco o humidificado con líquido desinfectante. Este dispensador combina dichas dos funciones opcionales en un solo dispositivo automatizado.

El dispensador comprende: dos servomotores, el primer servomotor (5-14) para desenrollar un rollo de papel, el segundo servomotor(5-15) para cortar el papel, una minibomba (5-8) que suministra el líquido desinfectante, un sensor de cercania(5-5), y un microcontrolador(5-11). Al acercar un usuario su mano a un sensor de cercanía(5-5), el dispensador dosifica el papel higiénico y el líquido desinfectante simultáneamente, lo que permite una limpieza y desinfección eficaces en un solo paso.

El dispensador puede ser activado mediante un sensor (5-5) que detecta la cercanía de la mano del usuario, y envía señal a un microcontrolador(5-11), el que acciona la dosificación del papel higiénico y del líquido desinfectante simultáneamente. Opcionalmente, puede comprender un segundo sensor de cercanía, para dispensar el papel higiénico seco, sin el líquido desinfectante.

Esta invención es una solución innovadora y valiosa para el mercado, ya que no existe un producto similar que combine estas dos funciones en un solo dispositivo, y sea activado mediante un sensor de cercanía. Además, el dispensador es fácil de usar y puede ser instalado en cualquier inodoro, lo que lo hace accesible para cualquier usuario.

En resumen, el dispensador descrito en esta invención combina dos funciones en un solo dispositivo automatizado. Esto permite una limpieza y desinfección en un solo paso, lo que lo hace una opción atractiva para cualquier usuario.

En concreto, la presente invención describe:

Un dispensador automático simultáneo de papel higiénico y líquido desinfectante, que comprende:

-una tapa trasera (figuras 1-1 , 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8, 2-1 , 2-2, 2-3, 2-4, 2-5),

-una tapa frontal (Figuras 4-1 , 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 4-6), -un soporte de rollo de papel higiénico (Figuras 3-1 , 3-2, 3-3, 3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9),

-un dispensador de líquido desinfectante (Figuras: 5-8 minibomba, 5-9 boquillas atomización, 5-10 depósito),

-un sensor de cercanía (Figura 5-5),

-un servomotor rotatorio que desenrolla y proporciona papel. (Figura 5-14),

-un servomotor cortador de papel (Figura 5-15),

-un microcontrolador (Figura 5-11),

-un pack de baterías (Figura 5-4),

-dos potenciómetros (Figuras 5-12, 5-13) que regulan velocidad de entrega y corte de papel; en donde el sensor de cercanía (5-5), al detectar la mano del usuario, envía una señal al microcontrolador (5-11), el cual acciona a los servomotores 5-14 y 5-15, que proporcionan la disposición al usuario de papel higiénico en sincronía con líquido desinfectante proporcionado por la minibomba(5-8).

Los elementos 5-1 , 5-2, 5-3, 5-6, 5-7 poseen las siguientes funciones:

5-1 : Diodo entrada, regula dirección de corriente en un sentido único.

5-2: Switch de encendido tipo redondo, permite encender/apagar el sistema.

5-3: Fusible, controla que la corriente de entrada no exceda un máximo.

5-6: Step down, regula voltaje desde 12V a 5 V.

5-7: Relay, acciona voltaje según señal desde microcontrolador(5-11)

En figura 6-1 , se muestra el dispensador vista delantera en diagonal con los detalles de los componentes.

Los elementos 6-1-1 , 6-1-2, 6-1-3, 6-1-4, 6-1-5, 6-1-6, 6-1-7, poseen las siguientes funciones:

6-1-1 : PLACA INOX 304; 1 ,5 mm

6-1-2: 2 ^o EJE FIJO EN LA BASE TECHNYL 2mm

6-1-3: 3 ^o Se coloca el motor en posición (Detalle A), GOTEK CONTINUS ROTATION, GS-3360BBB

6-1-4: 4 ^o Montar Rodamiento en el Eje, SKF 6009 2RS

6-1-5: 5 ^o Se coloca el eje móvil adosado al rodamiento FCO Y ALE: technyl

6-1-6: 6 ^o Se coloca la tapa PLASTICO TECHNYL

6-1-7: 7 ^o SISTEMA DE CIERRE CON CANDADO. En figura 6-2, se muestra el dispensador abierto en vista delantera en diagonal.

En figura 6-3, se muestra el dispensador cerrado en vista trasera en diagonal en la disposición para ser unido / adosado a una pared.

Opcionalmente, el dispensador puede comprender un segundo sensor de cercanía, que permite administrar papel sin líquido desinfectante al usuario.

El sensor de cercanía (5-5), y/o el segundo sensor de cercanía opcional, puede ser un sensor ultrasónico, sensor infrarrojo, sensor de movimiento de corta distancia.

El líquido desinfectante para manos se rellena y almacena en depósito (5-10).

Dicho líquido desinfectante, se selecciona sin limitación de entre: gel antibacterial a base de alcohol, solución de clorhexidina, solución de povidona yodada, solución de peróxido de hidrógeno, solución de ácido hipocloroso, solución de cloruro de benzalconio, solución de cloruro de sodio hipertónico, solución de ácido acético, solución de ácido cítrico y solución de ácido láctico.

Cuando la mano del usuario se acerca al sensor (5-5), éste detecta su cercanía y envía una señal al microcontrolador (5-11), que activa los servomotores (5-14, 5-15). Estos servomotores dispensan una cantidad de papel higiénico y, al mismo tiempo, activan la minibomba (5-8) del dispensador de líquido desinfectante (5-9, 5-10), proporcionando al usuario papel higiénico humidificado con el líquido desinfectante en un solo paso. De esta manera, el usuario recibe papel higiénico y líquido desinfectante simultáneamente. El uso del sensor de cercanía permite accionar el dispensador sin necesidad de tocarlo directamente, lo que aumenta la higiene y reduce el riesgo de contagio de enfermedades infecciosas de transmisión por contacto.

VENTAJAS

La invención propuesta tiene varias ventajas significativas en comparación con los dispensadores de papel higiénico y dispensadores de líquidos desinfectantes convencionales.

En primer lugar, el dispensador combina dos funciones importantes en un solo dispositivo automatizado, lo que permite una limpieza y desinfección eficaces en un solo paso.

En segundo lugar, el dispensador es fácil de usar y puede ser instalado en cualquier inodoro, lo que lo hace accesible para cualquier usuario.

En tercer lugar, el dispensador es más higiénico que los dispensadores convencionales, ya que el usuario no tiene obligación de tocar el dispensador para obtener el papel higiénico o el líquido desinfectante, ya que puede activarlo por cercanía de mano al sensor, evitando así enfermedades de transmisión por contacto o enfermedades infecciosas de transmisión por contacto.

En resumen, la invención propuesta ofrece una solución innovadora y valiosa para el mercado, ya que combina dos funciones importantes en un solo dispositivo automatizado, lo que permite una limpieza y desinfección eficaces en un solo paso, lo que lo hace una opción atractiva para cualquier usuario.

Ejemplo de realización.

En Figuras 7, se muestra un ejemplo de realización concreto de la presente invención.

Figura 7-1 : Dispensador encendido, con sensor activo a la espera de señal del usuario,

Figura 7-2: Usuario acerca mano al sensor, accionando señal al microcontrolador que acciona los servo

Figura 7-3: Dispensador entrega papel higiénico humidificado, dosificado al usuario.

DESCRIPCIÓN DE FIGURAS

Figuras 1-:

PLANO DE FABRICACIÓN TAPA TRASERA PARTE 1

Todas las medidas se encuentran en milímetros

Material: Acero inoxidable AISI 304L

Figura 1_1_Detalle1 , Sistema de sujeción axial de la tapa trasera a la tapa frontal

Figura 1_2_Detalle2_V¡sta_lsométrica_1 , Tapa trasera que se adosa a la pared mediante pernos y sirve de contenedor del sistema eléctrico

Figura 1_3_Detalle_Guia_Tapa_Frontal, Pieza metálica alargada que sirve de guía para el encuentro y cierre de la tapa frontal

Figura 1_4_Porta_Candado, pletina doblada en 90 grados que se suelda a la tapa trasera que sirve de sistema de cierre para candado

Figura 1_5_SeccionA_A_Detalle1 , vista en corte transversal de la tapa trasera que indica la profundidad de la tapa

Figura 1_6_Vista_Frontal, tapa trasera del dispensador de forma oblonga que contiene el sistema eléctrico y la placa media

Figura 1_7_Vista_lsométrica_2, Tapa trasera que se adosa a la pared mediante pernos y que sirve de contenedor del sistema eléctrico Figura 1_8_Vista_Superior, vista superior de la tapa trasera que indica su profundidad

Figuras 2-:

PLANO DE FABRICACIÓN TAPA TRASERA PARTE 2:

Todas las medidas se encuentran en milímetros

Material: Acero inoxidable AISI 304L

Figura 2_1_ Ensamble 2, tapa trasera que tiene 4 pletinas (fig. 2.4) en forma de c que se sueldan a la tapa trasera y que sirve de soporte para apernar la placa media

Figura 2_2_ Guía de tapa frontal, Pieza metálica alargada que sirve de guía para el encuentro y cierre de la tapa frontal

Figura 2_3_PortaCandado, pletina doblada en 90 grados que se suelda a la tapa trasera que sirve de sistema de cierre para candado

Figura 2_4_Soporte Placa, 4 pletinas en forma de c que se sueldan a la tapa trasera y que sirve de soporte para apernar la placa media

Figura 2_5_Vista Isométrica, 4 pletinas en forma de c que se sueldan a la tapa trasera y que sirve de soporte para apernar la placa media

Figuras 3-:

PLANO DE FABRICACIÓN SOPORTE DE ROLLO

Todas las medidas se encuentran en milímetros

Material: Acero inoxidable AISI 304L

Figura 3_1_Armado Placa, La placa media esta apernada a las 4 pletinas en forma de c que se adosa a su vez la tapa trasera, esta placa media sirve de separación del sistema eléctrico y de la dispensación del papel, además esta placa tiene a su vez soldada el canasto del líquido desinfectante y el sistema de eje móvil automático del dispensador de papel

Figura 3_2_Canasto Vista 1 , soporte con forma de paralelepípedo que sirve para contener el líquido desinfectante y que está soldado a la placa media, la cota 102 indica su altura

Figura 3_3_Canasto Vista 2, contenedor de líquido desinfectante, las cotas 65 x 65 indica su anchura y largo respectivamente

Figura 3_4 Cañería Soporte Cono, eje fijo que está soldado a la placa media y que sirve para contener el rollo de papel, la cota diámetro de 75 está aproximadamente igual al tamaño del diámetro del tubo de cartón del rollo de papel

Figura 3_5 Cañería Vista Lateral Soporte Cono, eje fijo la cota 100 indica el largo del eje que contiene al rollo de papel Figura 3_6_Detalle 1 , eje fijo que se suelda a la placa media

Figura 3_7_Ensamble 2, placa media que se le suelda el eje fijo y eje móvil para contener dos rollos de papel y que a su vez sirve de soporte del canasto y dos guías de rollo que son pletinas que tienen forma curvada y que sirven para recibir el papel que se dispensa

Figura 3_8_Guia de Rollo, dos guías de rollo que son pletinas que tienen forma curvada y que sirven para recibir el papel que se dispensa

Figura 3_9_Placa, La placa media es la que sirve de separación del sistema eléctrico, del papel y líquido y que sirve de sujeción del eje fijo y del eje móvil y que a su vez contiene el canasto y las guías de rollo de papel

Figuras 4-:

PLANO DE FABRICACIÓN TAPA FRONTAL

Todas las medidas se encuentran en milímetros

Material: Acero inoxidable AISI 304L

Figura 4_1_Detalle 1 Sección A_A, Pletina que se suelda a la tapa trasera y que sirve de sistema de sujeción axial para la tapa frontal

Figura 4_2_Detalle 1 Placa Pivote, Pletina que se suelda a la tapa trasera y que sirve de sistema de sujeción axial para la tapa frontal

Figura 4_3_Vista Frontal, tapa frontal que tiene dos agujeros frontales con forma oblonga alargada verticalmente que sirve de visor para el rollo de papel

Figura 4_4_Vista Isométrica, tapa frontal en forma oblonga tiene en su parte inferior un agujero en forma de c para la apertura del papel cuando esta dosificado y en sus extremos tiene soldada dos pletinas que pivotan con la tapa trasera

Figura 4_5_Vista Isométrica 1 , tapa frontal que tiene dos agujeros frontales con forma oblonga alargada verticalmente que sirve de visor para el rollo de papel

Figura 4_6_Vista Superior. Tapa frontal cuya cota de 90 indica la profundidad de la tapa y es la que cobija a los rollos de papel y el líquido

Figura 5-:

PLANO ELECTRICO

Dimensiones en milímetros

5-1 : Diodo entrada; 10A 10 mic; encapsulado R-6; Imax: 10 A; Vmax:1000V

El diodo es un dispositivo semiconductor que permiten pasar la corriente eléctrica en un sentido y la bloquean en el sentido contrario

5-2: Switch de encendido tipo redondo, SPST; 10A, 250 VDC En virtud de eliminar el contacto del usuario con la máquina, para la operación del equipo se ha dispuesto un (par) de sensor(es) sin contacto, (los) el cual tiene como función definir si el usuario necesita papel seco o humectado con desinfectante. Ambos se alimentan con 12 volts DC y envían las señales directamente al microcontrolador Arduino Nano

5-3: Fusible rápido tipo T; 5A, 1000V, 5x20 mm

Un fusible es un componente eléctrico utilizado en aparatos electrónicos e instalaciones eléctricas para evitar problemas derivados de una sobrecarga de tensión. Los fusibles tienen un funcionamiento muy sencillo: consisten en una pequeña pieza que contiene un filamento o lámina conductores que dejan pasar la electricidad del sistema pero que tienen un punto de fusión más bajo que el resto de los componentes. Así, ante una sobrecarga de tensión, este componente se funde y evita que el resto de los aparatos se vean afectados

5-4: BMS 3S; Pack baterías; 11 ,1 volts; 2000 mAh; 3x 18650

El dispensador de papel se alimenta eléctricamente de 2 formas: de forma inalámbrica y utilizando un pack de baterías tipo 18650, conectadas en serie, de 2600 mAh cada una, que le dan una autonomía de 5 días (valor estimado según consumos eléctricos y tabla 1.0). La segunda forma es utilizarlo conectado a una red eléctrica de 12 Volts DC por un plug de carga trasero que posee; ésta última forma nos garantiza total disponibilidad del equipo en caso de cortes de energía eléctrica, pues la misma batería interna será cargada y utilizada con esta forma y podrá ser usado mientras dure el corte del suministro eléctrico externo. Cabe señalar que las baterías son del tipo LI-ION y están incorporadas en el gabinete del dispensador de papel.

5-5: Sensor de proximidad, modelo DI-901 , 12 VDC

5-6: Step down, LM2596; 12 to 5 VDC; 3000 Ma

Para la alimentación y correcta operación de los servomotores y del microcontrolador, se ha dispuesto de una tarjeta electrónica que transforma los 12 Volts DC (11 ,1 en caso de corte de energía y solo uso de baterías) y los regula en 5 Volts DC.

Esta tarjeta electrónica es llamada “step down”, y por medio de componentes electrónicos, semiconductores y bobinas de disparo, baja el nivel de tensión con una eficiencia del borde del 90%.

Es importante indicar que otra alternativa para disminuir el voltaje de 12 a 5 volts DC puede ser un regulador de tensión fijo, como el LM7805, pero este tipo de reguladores funcionan como cargas variables que generan pérdidas de energía por el mismo, la eficiencia de estos reguladores varía con la carga y es disipado en forma de calor.

Cabe señalar que los elementos indicados antes solamente pueden ser alimentados con 5 volts DC, un valor mayor de voltaje los dañará.

5-7: Relay SPDT modelo; PCB SRD-05VDC-SL-C; 10A; 250 VAC

Es un dispositivo electromagnético que, estimulado por una corriente eléctrica muy débil, abre o cierra un circuito en el cual se disipa una potencia mayor que en el circuito estimulador. En el presente caso el control del relé (corriente débil) lo realiza directamente el microcontrolador y la salida del relé (potencia mayor) controla la bomba de atomización de líquido desinfectante(5-8).

5-8: Mini bomba sumergible, modelo MEIDO-K92; Potencia: 6W, 0.7A; Tensión: 7 a 12 VDC; Flujos: 1300 ml/min

Para realizar la tarea de pulverizar el líquido desinfectante sobre el papel, se ha dispuesto una bomba eléctrica de impulsión, la cual opera con 12 volts DC, 6 Watts, su consumo de energía es de aproximadamente 500 mA (0,5 Amperes) y es capaz de dispensar hasta 1300 mi por minuto. Esta bomba es operada por el relé de control. Es importante mencionar que esta bomba puede operar con valores de tensión desde 7 a 12 Volts DC, por lo que las variaciones de tensión no la afectarán.

5-9: Boquillas de atomización

Para realizar la tarea de pulverizar el líquido desinfectante sobre el papel, se ha dispuesto una bomba eléctrica de impulsión, la cual opera con 12 volts DC, 6 Watts, su consumo de energía es de aproximadamente 500 mA (0,5 Amperes) y es capaz de dispensar hasta 1300 mi por minuto.

Esta bomba es operada por el relé de control mencionado en el punto 5-7.

Es importante mencionar que esta bomba puede operar con valores de tensión desde 7 a 12 Volts DC, por lo que las variaciones de tensión no la afectarán.

5-10: Depósito de líquido desinfectante 500 mi, es un contenedor desechable

5-11 : MicroControlador: Arduino Nano, 5.0 VDC, Este elemento electrónico es el cerebro del equipo y se encarga de recibir las señales de los sensores sin contacto, potenciómetros de ajustes de velocidad y tiempo. Acciona, según su programa, los elementos finales de control. Se alimenta con una tensión de 5 Volts DC que son suministrados por una fuente auxiliar que convierte 12 Volts DC en 5 Volts DC.

5-12: Uso: ajuste de velocidad de descarga de papel; potenciómetro 1/4 de vuelta, 1 kOhm. Idem 5-13

5-13: Uso: ajuste de tiempo de descarga de papel; potenciómetro 1/4 de vuelta, 1 kOhm

Se ha dispuesto en la parte interior y fuera del alcance del usuario, 2 potenciómetros, ambos de 10 KQ, para el ajuste del tiempo y velocidad de descarga de papel. Estos potenciómetros se conectan directamente a las entradas pin A0 y A1 del microcontrolador según plano eléctrico, Figura 5..

5-14: Uso desenrollado de papel, servomotor modelo, Mg996r, 5 VDC

Para realizar la descarga de papel higiénico, se ha dispuesto un motor tipo servomotor de giro 360°, modelo MG996R, de 5 Volts DC.

Este motor está directamente conectado con el microcontrolador(5-11), Arduino Nano (según plano Figura 5) y es el encargado directamente de desenrollar y descargar el papel por la escotilla al usuario.

5-15: Uso: corte de papel, servomotor modelo, Mg996r, 5 VDC. Idem 5-14

Figuras 6-:

PLANO DE DISEÑO Y PARTES

6-1_Detalle_componentes,

6-1-1 : PLACA INOX 304; 1 ,5 mm, placa media que está atornillada a la tapa trasera que sirve de separación del sistema eléctrico a los rollos de papel y líquido desinfectante

6-1-2: 2 ^o EJE FIJO EN LA BASE TECHNYL 2mm, eje fijo que se atornilla en la placa media y que sirve de soporte para el eje móvil

6-1-3: 3 ^o Se coloca el motor en posición (Detalle A), GOTEK CONTINUS ROTATION, GS-3360BBB, el motor es colocado en el eje fijo

6-1-4: 4 ^o Montar Rodamiento en el Eje, SKF 6009 2RS, el rodamiento se coloca en el eje fijo cuya función es transmitir el movimiento axial del motor hacia el eje móvil

6-1-5: 5 ^o Se coloca el eje móvil adosado al rodamiento: technyl, para transmitir el movimiento axial del motor y poder así girar el rollo de papel

6-1-6: 6 ^o Se coloca la tapa PLASTICO TECHNYL, la tapa tiene un encaje en forma de cruz que se adosa a las aspas del motor haciendo que el eje móvil gire

6-1-7: 7 ^o SISTEMA DE CIERRE CON CANDADO. Es una pletina doblada en 90 grados que se suelda a la tapa trasera y frontal para colocar candado como sistema de seguridad

6-2_Dispensador Abierto, este contiene la tapa trasera, la placa media y la tapa frontal que pivotea en la pletina con perforación de manera axial para la apertura y cierre de la tapa frontal

6-3_Montaje_de_Tapa_a_Pared

6-3-1 : 1 ^o Montar Dispensador a Pared, el sistema está completo y queda fijamente adosado y cerrado para ser usado

Figuras 7-:

Ejemplo de realización.

7-1_vista frontal 1 , Dispensador encendido, con sensor activo a la espera de señal del usuario

7-2_vista frontal 2, Usuario acerca la mano al sensor, accionando señal al microcontrolador que acciona los servomotores y mini bomba de líquido desinfectante

7-3_vista frontal 3, Dispensador entrega papel higiénico humidificado, dosificado al usuario