IT202100003533A1 - Apparecchiatura perfezionata per verniciatura elettrostatica a spruzzo - Google Patents

Description

?APPARECCHIATURA PERFEZIONATA PER VERNICIATURA ELETTROSTATICA A SPRUZZO?

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si inquadra nel settore tecnico relativo alla produzione di apparecchiature per la verniciatura elettrostatica industriale.

L'invenzione si riferisce ad un?apparecchiatura per verniciatura mediante spruzzatura elettrostatica.

Come noto, la cosiddetta verniciatura elettrostatica consiste nell?indirizzare un materiale di rivestimento, ad esempio vernice in polvere, dotato di carica elettrostatica verso la superficie di un pezzo da ricoprire, ovvero verniciare.

La vernice in polvere, miscelata a un getto d?aria, viene fornita in uscita da una corrispondente pistola verniciatrice, che provvede inoltre a caricare elettrostaticamente le particelle di polvere. Il pezzo ? convenientemente collegato a massa, per cui le particelle di vernice vengono elettricamente attratte dallo stesso e aderiscono in modo sostanzialmente omogeneo alla sua superficie. Una successiva fase di riscaldamento del pezzo provvede a sciogliere la vernice ed a fissarla definitivamente allo stesso.

ARTE NOTA

Le pistole attualmente impiegate possono essere di tipo automatico, atte ad essere montate su una staffa e ad essere azionate da un reciprocatore comandato da un idoneo organo di controllo, oppure di tipo manuale, che vengono cio? direttamente impugnate ed azionate da un operatore.

Una pistola per verniciatura elettrostatica possiede un condotto di alimentazione del materiale di rivestimento e dell?aria, che sfocia in un ugello posto in corrispondenza della parte anteriore della pistola.

Nel corpo della pistola ? altres? previsto un circuito generatore di alta tensione, atto a produrre una tensione continua di valore solitamente compreso fra i 30 e i 100 Kilovolt. L?alta tensione viene fornita a un elettrodo ad ago, che si trova in testa all?ugello dal quale fuoriesce il getto di polvere.

L'attivazione del getto di polvere viene effettuata dall'operatore azionando la leva di comando, ovvero il grilletto, della pistola, che apre e chiude una valvola posta sul circuito di alimentazione della polvere.

Mediante un comando posto sul retro della pistola ? possibile predisporre l'intensit? massima del getto.

Nell'operativit? normale di verniciatura il fatto che si possa erogare solo il flusso massimo impostato ? un inconveniente, soprattutto nelle operazioni di rifinitura e quando ? necessario dosare il quantitativo di vernice che si deposita in posizioni particolari del pezzo da verniciare.

SCOPO DELLA INVENZIONE

? scopo della presente invenzione superare gli inconvenienti predetti, mettendo a disposizione della tecnica un?apparecchiatura per la spruzzatura elettrostatica dotata di almeno una elettrovalvola proporzionale, ovvero ad apertura progressiva e proporzionale a valori di corrente o tensione e un rispettivo azionamento della elettrovalvola comandato da una scheda di controllo con circuito elettronico che prende l?informazione da un sensore a effetto Hall configurato per rilevare il campo magnetico prodotto da un magnete collegato alla leva di comando della pistola di spruzzatura.

Grazie a tale caratteristica, in funzione della posizione che assume la leva di comando, il magnete si sposta rispetto al sensore Hall e questo consente al circuito elettrico di riconoscere la posizione del grilletto e aprire per conseguenza la elettrovalvola proporzionale nella posizione corrispondente.

In aggiunta, tra gli scopi del trovato ? anche quello di operare nell?ambito di una soluzione semplice, razionale e dal costo piuttosto contenuto.

Tutto quanto sopra ? assicurato dall?apparecchiatura per verniciatura elettrostatica oggetto del trovato.

Le caratteristiche dell?invenzione in oggetto risulteranno evidenti dalla seguente descrizione di preferite forme di realizzazione in accordo con quanto proposto nelle rivendicazioni e con l?ausilio delle allegate tavole di disegno, in cui:

?? La figura 1 illustra una vista generale della apparecchiatura oggetto dell?invenzione, con dettaglio esploso della pistola di spruzzatura;

?? la figura 2 illustra uno schema a blocchi del circuito aria-vernice dell'apparecchiatura di figura 1.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Con riferimento alle sopra citate figure si indica globalmente con 1 un?apparecchiatura per verniciatura mediante spruzzatura elettrostatica che comprende un dispositivo erogatore, quale una pistola a spruzzo 2, un?unit? di comando 3, quale una centralina di comando e controllo dei parametri di alimentazione, collegata elettricamente con la predetta pistola 2, e un gruppo iniezione 20, in comunicazione di fluido con i sopra citati centralina di comando 3 e pistola a spruzzo 2.

In sostanza, il gruppo iniezione 20 comprende mezzi atomizzatori, consistenti in un noto iniettore a effetto Venturi IV, destinato ad accogliere in ingresso un primo flusso d'aria e ad aspirare, da un ulteriore ingresso, vernice in polvere da un serbatoio SP, per creare una miscela aria-polvere. Il gruppo iniezione 20 comprende anche un ulteriore ingresso per un secondo flusso d'aria, che viene iniettato a valle dell'iniettore a effetto Venturi IV per "fluidificare" la miscela, vale a dire per modulare la concentrazione di polvere in funzione delle esigenze di applicazione. Tale tecnica ? anch'essa nota e comunemente utilizzata.

La pistola a spruzzo 2 comprende, in modo noto, mezzi erogatori 4, costituiti in sostanza da un ugello opportunamente realizzato, atto a erogare un flusso di aria miscelata a un materiale di rivestimento, preferibilmente vernice in polvere, e mezzi non illustrati per applicare una carica elettrostatica alla polvere prima della sua applicazione ad un pezzo in lavorazione (non illustrato). La miscela di aria e polvere entra nella pistola 2 attraverso un condotto di alimentazione 15, provvisto di un idoneo connettore di ingresso 16.

Come illustrato schematicamente in figura 2, che riproduce i percorsi della polvere e dell'aria compressa nell'apparecchiatura 1, la polvere viene alimentata all'ugello 4 da un serbatoio SP tramite il sopra descritto gruppo iniezione 20 disposto a monte. In particolare, nell'iniettore Venturi IV di quest'ultimo si immette un flusso d'aria di miscelazione proveniente da una prima elettrovalvola proporzionale EV1, la cui apertura ? comandabile dalla centralina di comando 3; la polvere viene aspirata dall'aria di miscelazione in virt? della depressione che si viene a creare nell'iniettore Venturi IV, e la miscela aria-polvere cos? creata viene convogliata verso l'ugello 4.

Come gi? accennato, in una comune forma di realizzazione dell'apparecchiatura 1 ? prevista una seconda elettrovalvola proporzionale EV2 (vedasi fig. 2), la cui apertura ? anch'essa comandabile dalla centralina di comando 3, collegata tramite un relativo condotto in una posizione a valle del sopra citato condotto Venturi CV, nel sopra citato gruppo iniezione 20, e destinata a erogare un flusso di aria di fuidificazione, che fornisce la proporzione aria-polvere desiderata e contribuisce inoltre a fornire ulteriore spinta al flusso di miscela in uscita dall'ugello 4.

Nell'attuazione pratica, le due elettrovalvole prima EV1 e seconda EV2 risiedono all'interno dell?unit? di comando 3. In quest'ultima sono presenti un ingresso d'aria 31, collegato agli ingressi della prima elettrovalvola EV1 e della seconda elettrovalvola EV2, e due uscite d'aria, rispettivamente di miscelazione 32 e di fluidificazione 33, in uscita dalla prima elettrovalvola EV1 e dalla seconda elettrovalvola EV2.

Ancora, l?unit? di comando 3 comprende un dispositivo alimentatore, non illustrato, destinato a fornire la necessaria tensione di funzionamento ai mezzi per applicare la carica elettrica nel corpo pistola, secondo modalit? note.

Secondo l'invenzione, dalla figura 1 si osserva che la pistola a spruzzo 2 comprende una scheda elettronica di controllo 5 del flusso di spruzzatura, e una leva 6 di azionamento della pistola 2, nel seguito indicata anche con il termine di grilletto.

La scheda di controllo 5 del flusso ? destinata ad acquisire informazioni relativamente alla posizione attuale della leva di azionamento 6 ed a trasmetterla alla sopra citata centralina di comando 3.

Nella parte inferiore del corpo della pistola 2 ? posizionato un sensore 7 magnetoresistivo, montato su un'apposita scheda di circuito stampato, in particolare un circuito ad effetto Hall. Un corrispondente magnete 8 ? alloggiato in una rispettiva sede in prossimit? del sensore ad effetto Hall 7, ed ? reso solidale alla leva di azionamento 6 e libero di scorrere con essa.

Nella forma di realizzazione illustrata il magnete 8 ? un cilindretto magnetico libero di scorrere nella propria sede e lungo una direzione lineare, cos? da poter posizionarsi in modo variabile in relazione del sensore 7 sovrastante.

Il magnete 8 ? comandato in un verso dalla leva 6 di azionamento quando questa viene mossa in apertura, e in verso opposto da una molla 9 elastica di ritorno e ripristino della posizione.

In configurazioni operative, l?azionamento della leva 6 di comando provoca un rispettivo spostamento del magnete 8 ad essa associato, comprimendo al contempo la molla 9 elastica; di conseguenza, il sensore 7 ad effetto Hall, disposto in prossimit? alla sede del magnete 8, viene ad essere interessato da un flusso magnetico variabile il quale induce una differenza di tensione ai capi del sensore, generando cos? un segnale che ? funzione della posizione assunta dal magnete 8 e quindi dalla leva 6 di comando della pistola a spruzzo 2.

La scheda di controllo 5 ? in comunicazione di segnale con l?unit? di comando 3 la quale, elabora l?informazione circa la posizione del magnete/leva e coordina l'alimentazione di aria e polvere verso la pistola a spruzzo, in particolare andando a regolare l?apertura della prima elettrovalvola proporzionale EV1.

In tal modo ? possibile erogare in modo variabile, ossia in funzione all?intensit? del segnale ricevuto dalla scheda elettronica 5, e quindi della posizione della leva di azionamento 6, il flusso d'aria destinato all'iniettore Venturi IV, e quindi successivamente alla pistola 2 per la fase di spruzzatura.

La scheda di controllo del flusso di spruzzatura, come gi? accennato in precedenza, ? vantaggiosamente disposta all?interno del corpo pistola e in comunicazione di segnale con il circuito ad effetto Hall, ed ? configurata per

a. la connessione ad un associata interfaccia grafica 10, ovvero display, del corpo pistola;

b. la connessione ad una associata tastiera 11 che contiene i tasti di controllo del corpo pistola 2;

c. gestire la connessione ed il controllo del sensore 7 ad effetto Hall o magnetoresistivo;

d. consentire la visualizzazione dei parametri di carica elettrica, tensione e corrente, da applicare alla vernice in polvere, nonch? dei parametri pneumatici dell'apparecchiatura 1.

L?utente, attraverso la tastiera 11 collegata alla scheda di controllo, pu? modificare direttamente dalla pistola 2 uno o pi? dei parametri di spruzzatura che si possono avere sull?unit? di comando, quali la tensione, la corrente, la quantit? di polvere e la quantit? di aria. L?implementazione e memorizzazione dei parametri avviene grazie alla comunicazione seriale che la scheda 5 utilizza per collegarsi alla unit? 3. Tali funzioni esulano dall'invenzione in oggetto e non verranno ulteriormente dettagliate.

Vantaggiosamente, la scheda elettronica 5 provvede alla visualizzazione dei parametri scelti sul display grafico. Preferibilmente il display grafico 10 si trova disposto sul retro della pistola e sopra la tastiera 11.

Per effetto dell?invenzione il parametro di processo relativo al flusso della miscela di aria e polvere pu? essere variato dall'utilizzatore durante le fasi di lavoro, in maniera automatica, attraverso il rilevamento da parte della scheda di controllo 5 della posizione assunta dalla leva di comando 6 alla cui estremit? ? associato il magnete 8; la scheda di controllo 5, comunicante col sensore Hall 7, determina infatti la posizione attraverso la lettura delle variazioni del campo magnetico generato dal magnete 8, che aumenta o cala in base alla sua posizione e alla distanza dal medesimo sensore Hall 7.

Ne consegue che l?operatore pu? disporre di un sistema in grado di regolare selettivamente i parametri di alimentazione di spruzzatura in funzione del posizionamento della leva e di conseguenza del magnete rispetto al circuito ad effetto Hall o magnetoresistivo.

Forma oggetto dell?invenzione non solo l?apparecchiatura nel suo complesso ma anche l?innovativa pistola a spruzzo comprendente:

- mezzi per atomizzare ed emettere uno spruzzo di aria e vernice in polvere;

- mezzi per applicare una carica elettrostatica alla vernice in polvere;

- mezzi circuitali per convertire la bassa tensione fornita a detta pistola in alta tensione per caricare elettrostaticamente la vernice in polvere;

- mezzi per rilevare e generare un segnale elettrico in funzione del getto di miscela aria-vernice in polvere richiesto, comprendenti almeno una scheda di controllo 5 associata ad un circuito 7 ad effetto Hall o magnetoresistivo incorporato nel corpo pistola 2 e almeno un magnete 8 posto in prossimit? di detto circuito Hall 7; la posizione di detto magnete 8 essendo definita da quella della leva di comando 6 della pistola 2.

Si intende che quanto sopra ? stato descritto a titolo puramente esemplificativo e non limitativo. Pertanto, possibili modifiche e varianti dell'invenzione si considerano rientranti nell'ambito protettivo accordato alla presente soluzione tecnica, cos? come sopra descritta e nel seguito rivendicata.

Claims (6)

RIVENDICAZIONI

1. Apparecchiatura (1) di verniciatura mediante spruzzatura elettrostatica per rivestire pezzi da lavorare con materiale atomizzato caricato elettrostaticamente, in particolare vernice in polvere, detta apparecchiatura (1) comprendente una pistola a spruzzo (2) e una unit? di comando (3), in particolare una centralina per il controllo dei parametri di spruzzatura, collegabile a detta pistola a spruzzo (2), e comprendente inoltre:

a. mezzi atomizzatori (IV) atti ad emettere un flusso di spruzzatura costituito da una miscela di aria e vernice in polvere, l'uscita di detti mezzi atomizzatori (IV) essendo posto in comunicazione di fluido con un ugello (4) di detta pistola (2);

b. mezzi per applicare una carica elettrostatica alla predetta vernice in polvere prima della sua applicazione al pezzo in lavorazione, residenti nella citata pistola (2);

detta apparecchiatura (1) essendo caratterizzata dal fatto di comprendere:

o mezzi di regolazione del flusso di spruzzatura, disposti nella citata pistola (2) e comprendenti: una scheda di controllo (5); un sensore (7) ad effetto Hall o magnetoresistivo, incorporato nella medesima pistola (2); e un magnete (8) posizionabile in modo variabile, per il tramite di una leva di azionamento (6) di detta pistola (2) in prossimit? di detto sensore (7), per generare un campo magnetico variabile in funzione della posizione assunta in ogni istante dalla citata leva di azionamento (6), detto campo magnetico essendo convertito in un corrispondente segnale elettrico da detto sensore (7) e reso disponibile a detta unit? di comando (3) per mezzo di detta scheda di controllo (5);

o almeno una prima elettrovalvola (EV1) di tipo proporzionale, comandata da detta unit? di comando (3), configurata per erogare in modo variabile un flusso d'aria, destinato a generare la citata miscela aria-vernice in polvere, in funzione del citato segnale elettrico reso disponibile da detta scheda di controllo (5).

2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta scheda di controllo del flusso di spruzzatura (5) ? disposta all?interno della pistola e in comunicazione di segnale con il circuito ad effetto Hall (7), da un lato, e con detta unit? di comando (3) dall?altro.

3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere una seconda elettrovalvola (EV2), comandata da detta unit? di comando (3), destinata a produrre un flusso comandato di aria di fluidificazione.

4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta scheda di controllo (5) del flusso di spruzzatura ? configurata per:

a. la connessione ad un associata interfaccia grafica (10), disposta nella parte posteriore del corpo pistola (2);

b. la connessione ad una associata tastiera del corpo pistola (2), destinata all'inserimento di comandi di regolazione;

c. gestire la connessione ed il controllo del citato circuito (7) ad effetto Hall o magnetoresistivo;

d. effettuare l'impostazione e la lettura dei parametri di carica elettrica, tensione e corrente, da applicare alla citata vernice in polvere, nonch? dei parametri pneumatici.

5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto magnete (8) ? solidale alla leva di comando (6) della pistola a spruzzo (2) e pu? essere conseguentemente spostato in posizioni variabili e proporzionali al grado di apertura di detta leva di comando (6).

6. Una pistola elettrostatica per rivestire pezzi in lavorazione con un materiale di rivestimento, in particolare vernice in polvere, atomizzata e caricata elettrostaticamente dalla medesima citata pistola (2), caratterizzata dal fatto di comprendere:

a. mezzi (CV) per atomizzare un getto di aria e vernice in polvere e un erogatore (4) per erogare detto getto verso un pezzo da verniciare;

b. mezzi per applicare una carica elettrostatica alla citata vernice in polvere in fase di erogazione;

c. mezzi circuitali per convertire la bassa tensione fornita a detta pistola in una alta tensione per caricare elettrostaticamente detta vernice in polvere;

?? mezzi per rilevare e generare un segnale elettrico in funzione dell'intensit? del getto di aria-vernice in polvere desiderato, comprendenti almeno una scheda di controllo (5), associata ad un circuito (7) ad effetto Hall o magnetoresistivo incorporato nel corpo pistola (2) e almeno un magnete (8) posto in prossimit? a detto circuito magnetoresistivo; detto magnete (8) essendo associato a una leva di comando (6) della citata pistola a spruzzo (2).