BR102012001482A2

BR102012001482A2 - blasting treatment process and device

Info

Publication number: BR102012001482A2
Application number: BR102012001482A
Authority: BR
Inventors: Giovani Geremia; Aranda Mariela Haidee; Miguel Ignacio Serrano
Original assignee: Giovani Geremia; Aranda Mariela Haidee; Miguel Ignacio Serrano
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2013-09-24
Also published as: BR102012001482B1

Abstract

PROCESSO E DISPOSITIVO DE TRATAMENTO POR JATEAMENTO constituído de um manipulador robôtico para automatizar o processo de jateamento e pintura. O equipamento proposto corresponde a um veículo cuja característica principal é um sistema de esteiras (1) semelhantes a um tanque de guerra, munidas de um conjunto de ímãs (15) permanentes estrategicamente dispostos que permite ao veículo prender-se nas paredes de material ferromagnético. Com estas esteiras (1) o veículo tem a capacidade de se movimentar, em chapas, metálicas. Sobre a estrutura deste, montam-se os sistemas de pintura ou jateamento para realizar o procedimento.BLASTING TREATMENT PROCESS AND DEVICE consisting of a robotic manipulator to automate the blasting and painting process. The proposed equipment corresponds to a vehicle whose main characteristic is a battle tank-like belt system (1), fitted with a strategically arranged permanent magnet assembly (15) that allows the vehicle to lock onto the walls of ferromagnetic material. With these treadmills (1) the vehicle has the ability to move on sheet metal. On its structure, the painting or blasting systems are assembled to perform the procedure.

Description

PROCESSO E DISPOSITIVO DE TRATAMENTO POR JATEAMENTO Setor tecnológico da invençãoBLAST TREATMENT PROCESS AND DEVICE Technological sector of the invention

De uma maneira geral a presente invenção pertence ao setor tecnológico de equipamentos industriais e refere-se, mais especificamente, a um dipositivo e um processo de tratamento por jateamento em equipamentos de material ferromagnético.Generally the present invention belongs to the industrial equipment technology sector and relates more specifically to a device and a blasting treatment process in equipment of ferromagnetic material.

Estado da técnica conhecidoKnown prior art

É conhecido do estado da técnica equipamentos que têm o intuito de reparo de tais inconvenientes como remoção de pontos de falhas na pintura, aplainamento de costura de solda, remoção de camadas de concreto contaminadas ou de ferrugem, endurecimento, aplainamento ou revestimento de superfícies metálicas, entre outros, como pode ser visto em PI0206523-1 A2. O jateamento ainda pode ser feito com partículas de sal grosso, como é visto em Pl 9300664-0, assim como com partículas de gelo, como em PI9300136-3. Ainda como podemos ver no modelo CN101456005 (A), o jateamento é feito com areia, o que causa danos ambientais com a retirada de areia.Equipment known to repair such drawbacks as removal of paint failure points, weld seam planing, removal of contaminated or rusting concrete layers, hardening, planing or coating of metal surfaces is known from the prior art. among others, as can be seen in PI0206523-1 A2. The blasting can still be done with coarse salt particles as seen in Pl 9300664-0 as well as with ice particles as in PI9300136-3. Even as we can see in model CN101456005 (A), the blasting is made with sand, which causes environmental damage with the removal of sand.

Na indústria, equipamentos que devem passar por uma manutenção interna e externa completa para garantir a integridade e a confiabilidade destes, evitando possíveis vazamentos ou contaminação em processos que possam contaminar o meio ambiente. Atualmente o processo de manutenção é realizado de forma manual, por empresas que prestam serviços, envolvendo uma quantidade significativa de operários, técnicos e equipamentos que elevando os custos de manutenção, além de uma possível parada na planta e um tempo maior para a execução do processo.In industry, equipment that must undergo complete internal and external maintenance to ensure their integrity and reliability, avoiding possible leaks or contamination in processes that may contaminate the environment. Currently the maintenance process is performed manually by service companies, involving a significant amount of workers, technicians and equipment that raise maintenance costs, in addition to a possible plant downtime and a longer time to perform the process. .

Como exemplo, a manutenção de um Tanque Maracanã, até hoje osAs an example, the maintenance of a Maracanã Tank, until today the

maiores modelos no mercado, custa aproximadamente (segundo informação obtida pela Refinaria Alberto Pasqualini, no Rio Grande do Sul) em torno de R$ 40 milhões de reais, demorando a operação aproximadamente um ano.largest models on the market, costs approximately (according to information obtained by Alberto Pasqualini Refinery, in Rio Grande do Sul) around R $ 40 million, taking the operation approximately one year.

Novidades e objetivos da invençãoNovelties and objectives of the invention

Visando eliminar ao máximo de inconvenientes nos equipamentos jáAiming to eliminate the inconvenience of equipment

existentes, na tentativa de diminuir o tempo de parada de planta e o custo de operação alocado na mão de obra, foi desenvolvido um manipulador robótico para automatizar o processo de jateamento e pintura, o qual é controlado por um operador. O equipamento proposto corresponde a um veículo cuja característica principal é um sistema de esteiras semelhantes a um tanque de guerra, munidas de um conjunto de ímãs permanentes estrategicamente dispostos que permitem ao veículo prender-se nas paredes de material ferromagnético. Com estas esteiras, o veículo tem a capacidade de se movimentar nas chapas metálicas como de tanques de armazenamento e cascos de navios, por exemplo, seja na horizontal, na vertical e até em negativo ("cabeça para baixo"). Este veículo utiliza preferencialmente de propulsão elétrica para seus movimentos, sendo que as duas esteiras têm movimentos independentes. Assim, movendo as esteiras em sentidos diferentes ou em velocidades diferentes, é possível fazer manobras com o conjunto de forma a posicioná-lo da forma desejada. Sobre a estrutura deste, montam-se os Sistemas de pintura ou jateamento para realizar o procedimento com sua vazão e direção do jato preferencialmente de granalhas ou tinta controladas pelo micro-controlador do computador de bordo e pelo operador do equipamento, de forma a otimizar o consumo de matéria prima. A granalha ou a tinta, bem como a alimentação dos motores, dos controles e das válvulas embarcadas chegarão ao equipamento através de um cabo umbilical até o controle do operador. Um cabo de segurança pode ser fixado ao equipamento e ao topo da estrutura.In order to reduce plant downtime and the operating cost allocated to labor, a robotic manipulator was developed to automate the blasting and painting process, which is controlled by an operator. The proposed equipment corresponds to a vehicle whose main feature is a battle tank-like track system, fitted with a set of strategically arranged permanent magnets that allow the vehicle to lock onto the walls of ferromagnetic material. With these tracks, the vehicle has the ability to move on sheet metal such as storage tanks and ship hulls, for example, horizontally, vertically and even negatively ("upside down"). This vehicle preferably uses electric propulsion for its movements, and the two tracks have independent movements. Thus, by moving the tracks in different directions or at different speeds, it is possible to maneuver the assembly to position it as desired. Over its structure, the Painting or blasting systems are assembled to perform the procedure with its flow and jet direction, preferably of grit or ink controlled by the on-board computer microcontroller and the equipment operator, in order to optimize the consumption of raw material. The shot or ink, as well as the power to the engines, controls and embedded valves will reach the equipment via an umbilical cable to the operator control. A lifeline can be attached to the equipment and the top of the frame.

Com o desenvolvimento de um robô para o procedimento ocorre uma melhora substancial em relação ao custo de mão de obra, os quais poderiam ser reduzidos consideravelmente. Esses processos impactam de forma considerável nas economias das empresas, pois grande parte dos custos é representada pela mão de obra e infra-estrutura (andaimes, caldeiras para jateamento, compressores elétricos, máquinas lava jato, entre outras).With the development of a robot for the procedure there is a substantial improvement over labor cost, which could be reduced considerably. These processes have a considerable impact on companies' economies, as much of the costs are represented by labor and infrastructure (scaffolding, blasting boilers, electric compressors, jet washers, among others).

Além disso, esta tecnologia inovadora no mercado irá proporcionar aos usuários um significativo aumento na velocidade no processo de jateamento e pintura para manutenção em tanques de armazenamento e cascos de navios, assim como aos demais equipamentos que necessitem tal manutenção periódica. Ainda a invenção dispõe de uma substancial otimização do recurso granalha de aço e tinta, evitando desperdício dos mesmos e uma notável redução dos acidentes de trabalhos no processo de manutenção, uma vez que o dispositivo realiza todo o processo tornando dispensável o trabalho manual.In addition, this innovative technology in the market will provide users with a significant increase in speed in the blasting and painting process for maintenance on storage tanks and ship hulls, as well as other equipment requiring such periodic maintenance. Still the invention has a substantial optimization of the steel shot and paint resource, avoiding waste of them and a remarkable reduction of work accidents in the maintenance process, since the device performs the whole process making manual labor unnecessary.

Descrição dos desenhos anexosDescription of the attached drawings

A fim de que a presente invenção seja plenamente compreendida e levada à prática por qualquer técnico deste setor tecnológico, a mesma será descrita de forma clara, concisa e suficiente para permitir a sua reprodução, tendo como base os desenhos anexos, que a ilustram e subsidiam abaixo listados:In order for the present invention to be fully understood and practiced by any person skilled in the art, it will be described clearly, concisely and sufficiently to permit its reproduction on the basis of the accompanying drawings, which illustrate and subsidize it. listed below:

Figura 1 desenho do dispositivo robótico de jateamento e pintura em vista explodida.Figure 1 drawing of the robotic blasting and painting device in exploded view.

Figura 2 desenho em perspectiva do dispositivo robótico de jateamento eFigure 2 perspective drawing of the robotic blasting device and

pintura.painting.

Figura 3 desenho em vista lateral do dispositivo robótico de jateamento e pintura.Figure 3 side view drawing of the robotic blasting and painting device.

Figura 4 desenho em vista frontal do dispositivo robótico de jateamento e pintura.Figure 4 front view drawing of the robotic blasting and painting device.

Figura 5 desenho em vista superior do dispositivo robótico de jateamento e pintura.Figure 5 is a top view drawing of the robotic blasting and painting device.

Figura 6 desenho em vista explodida da esteira de movimentação.Figure 6 exploded view drawing of the conveyor belt.

Figura 7 desenho da montagem de um tubo magnético com três ímãs em vista superior.Figure 7 drawing of the assembly of a magnetic tube with three magnets in top view.

Figura 8 desenho da montagem de um tubo magnético com três ímãs em vista lateral.Figure 8 drawing of the assembly of a magnetic tube with three magnets in side view.

Descrição detalhada da invençãoDetailed Description of the Invention

Conforme pode ser inferido das figuras anexas o veículo de jateamento eAs can be inferred from the attached figures the blasting vehicle and

pintura é composto por cinco partes principais: As esteiras ou lagartas de movimentação (1) que são responsáveis pela movimentação do veículo, as quais são duas esteiras independentes montadas uma a cada lado do equipamento. Para tracioná-las, um conjunto de motores e redutores (2) é montado em uma das engrenagens de cada esteira. Os motores são os elementos que dão movimento ao conjunto, e podem ser elétricos, pneumáticos ou hidráulicos. Já os redutores são responsáveis por diminuir a rotação do eixo do motor e aumentar o torque passado deste à esteira, alem de que têm a função de freio ao veículo quando este estiver parado, através da característica auto-travante das suas engrenagens.The painting consists of five main parts: The moving tracks or tracks (1) that are responsible for moving the vehicle, which are two independent tracks mounted on either side of the equipment. To drive them, a set of motors and reducers (2) is mounted on one of the gears on each track. Motors are the elements that give movement to the assembly, and can be electric, pneumatic or hydraulic. Reducers are responsible for reducing the rotation of the motor shaft and increasing the torque passed from this to the belt, and have the function of braking the vehicle when it is stopped, through the self-locking feature of its gears.

Ao centro do veículo é inserido um sistema preferencialmente de motor, redutor, engrenagens e correntes, chamados de sistema de oscilação lateral (3), que é responsável pela movimentação controlada dos bocais de jateamento ou pintura montados sobre o veículo. Estes bocais são acoplados dentro da cuba de jateamento ou pintura (5), presa sobre trilhos na estrutura (6), e pode oscilar de um lado a outro quando conectado ao sistema de oscilação lateral (3). Combinando ao movimento das esteiras e do sistema de oscilação lateral, é preenchida uma área da superfície da chapa de metal que está sendo jateado ou pintado pelo veículo. O conjunto é controlado pela eletrônica de bordo (4) montada sobre o veículo e por uma base de controle que será monitorada pelo operador. Os cabos de controle, de energia, de alimentação e recolhimento do sistema de jateamento ou pintura descem por umbilical até o operador, pelas mangueiras presas a cuba de jateamento e pintura (5). Por fim, a estrutura (6) é o elemento estrutural que agrega a montagem de todas as peças num conjunto.At the center of the vehicle is preferably a system of motor, gearbox, gears and chains, called the lateral oscillation system (3), which is responsible for the controlled movement of the blasting or painting nozzles mounted on the vehicle. These nozzles are coupled within the blasting or painting bowl (5), secured to rails in the frame (6), and can swing from side to side when connected to the lateral oscillation system (3). In combination with the movement of the tracks and the lateral oscillation system, an area of the sheet metal surface being blasted or painted by the vehicle is filled. The assembly is controlled by on-board electronics (4) mounted on the vehicle and a control base that will be monitored by the operator. The control, power, supply and recovery cables of the blasting or painting system run down the umbilical to the operator through the hoses attached to the blasting and painting vessel (5). Finally, the frame 6 is the structural element that assembles the assembly of all parts into one assembly.

As esteiras (1) são compostas por duas placas estruturais laterais (7) e duas estruturas internas (9) que formam o corpo da esteira. Em cada extremidade, duas engrenagens, uma tracionada (10) e outra livre (11) compõem o conjunto de engrenagens e corrente para a movimentação do conjunto. A corrente (8) é o elemento móvel do conjunto, e sobre elas são aparafusados diversos tubos magnéticos que farão a fixação do veículo numa chapa ferro- magnética. Por fim, dois esticadores da corrente (12) eliminam possíveis folgas na montagem da corrente.The tracks (1) are composed of two lateral structural plates (7) and two internal structures (9) that form the belt body. At each end, two gears, one driven (10) and one free (11) make up the gear and chain assembly for moving the assembly. The chain (8) is the moving element of the assembly, and on them are screwed several magnetic tubes that will fix the vehicle on a ferromagnetic plate. Finally, two chain tensioners (12) eliminate possible slack in the chain assembly.

Os tubos magnéticos que fixam o veículo numa chapa ferro-magnética sãoThe magnetic tubes that secure the vehicle to a ferromagnetic plate are

compostos de um tubo preferencialmente quadrado ou retangular (13) agregado a um conjunto de ímãs (15) fixados sobre uma barra preferencialmente retangular de material ferro-magnético (14). O tubo deve ser fabricado de um material não- magnético, como alumínio ou aço inoxidável, por exemplo, e deve ter a parede o mais fina possível, permitindo a maior proximidade possível dos ímãs da chapa a ser fixado o veículo. Ainda pode ser vista a montagem de um tubo magnético com três ímãs, mas poderão ser utilizados nesta configuração de dois a mais ímãs (quantos forem necessários para se obter a força normal magnética necessária para o veículo). Os ímãs devem ser montados no conjunto preferencialmente conforme a disposição de pólos magnéticos indicados, sendo que pólos positivos (16) e negativos (17) devem ser montados sempre opostamente aos seus vizinhos. Por fim, a chapa de fechamento de campo magnético (14) é responsável pela montagem e fixação dos ímãs em suas posições determinadas, além de fechar os polos norte e sul na região oposta ao da fixação do veículo na chapa ferro- ío magnética, aumentando assim a capacidade magnética do conjunto.composed of a preferably square or rectangular tube (13) attached to a set of magnets (15) fixed on a preferably rectangular bar of ferromagnetic material (14). The pipe should be made of a non-magnetic material such as aluminum or stainless steel, for example, and should be as thin as possible, allowing as close proximity as possible to the plate magnets to be attached to the vehicle. The mounting of a three-magnet magnetic tube can still be seen, but two or more magnets can be used in this configuration (as many as needed to obtain the normal magnetic force required for the vehicle). The magnets should be mounted on the set preferably according to the arrangement of indicated magnetic poles, with positive (16) and negative (17) poles always being opposite to their neighbors. Finally, the magnetic field closure plate (14) is responsible for the mounting and fixing of the magnets in their determined positions, in addition to closing the north and south poles in the opposite region of the vehicle fixing on the magnetic iron plate, increasing thus the magnetic capacity of the assembly.

Todas as imagens e descrições técnicas das mesmas acima realizadas o foram com cunho exemplificativo de uma forma possível de concretização da invenção pleiteada, cumprindo com a exigência de suficiência descritiva, de modo que não devem ser interpretadas de forma restritiva quanto ao espectro de proteção da solução técnica proposta como um todo e suas partes individualizadas.All of the above images and technical descriptions thereof have been exemplary of a possible embodiment of the claimed invention, meeting the requirement of descriptive sufficiency, so that they should not be interpreted restrictively as to the protection spectrum of the solution. proposed technique as a whole and its individualized parts.

Tratou-se no presente relatório descritivo de um peculiar processo dispositivo para o tratamento por jateamento, capaz de aperfeiçoar substancialmente o processo em relação ao tempo e custo, dotado de novidade, atividade inventiva, suficiência descritiva e aplicação industrial e, conseqüentemente, revestido de todos os requisitos essenciais para a concessão do privilégio pleiteado.This descriptive report was a peculiar process for blasting treatment, capable of substantially improving the process in terms of time and cost, with novelty, inventive activity, descriptive sufficiency and industrial application and, consequently, covered all. the essential requirements for granting the claimed privilege.

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Claims

1 .- SANDLING TREATMENT DEVICE, characterized in that it consists of a robotic handling vehicle consisting basically of a moving track or track system (1), a set of motors and reducers (2), a lateral oscillation system (3), on-board electronics (4), a frame (6), blasting or painting nozzles, blasting and painting bowl (5), magnetic tubes.

2. Blasting treatment device as claimed in 1 and further characterized in that the tracks (1) consist of two lateral structural plates (7), two internal structures (9), two gears, one pulled (10) and one free ( 11), one chain (8) and two chain tensioners (12).

Blasting treatment device as claimed in 1 and 2 and further characterized in that the mats (1) are provided with a set of magnets (5), mounted on each side of the equipment and have independent movements.

4.- BLASTING TREATMENT DEVICE as claimed in 1 and further characterized in that the motor and gear unit (2) is mounted on one of the gears of each belt (1).

5.- BLAST TREATMENT DEVICE as claimed in 1 and further characterized in that the gear unit system has self-locking feature of its gears.

6. Blasting treatment device as claimed in 1 and further characterized in that the lateral oscillation system (3) preferably consists of motor, gearbox, gears and chains.

7.- Shot blasting device as claimed in 1 and 6 and further characterized in that the lateral oscillating system (3) is responsible for the controlled movement of the blasting or painting nozzles mounted on the vehicle.

Blasting treatment device as claimed in 1 and further characterized in that the structure (6) can swing from side to side in different directions or at different speeds when connected to the lateral oscillation system (3) combined with the movement of the treadmills (1).

9. Blasting treatment device as claimed in 1 and further characterized in that the assembly is controlled by on-board electronics (4) and a control base which is monitored by the operator.

Blasting treatment device as claimed in 1 and further characterized in that the on-board electronics (4) are mounted on the vehicle.

Blasting treatment device as claimed in 1 and further characterized in that the magnetic tubes are composed of a preferably square or rectangular tube (13) attached to a set of magnets (15) fixed on a preferably rectangular bar of ferromagnetic material. (14).

Blasting treatment device as claimed in 1 and 11 and further characterized in that the tube is made of a non-magnetic material and has the thinnest possible wall.

Blasting treatment device as claimed in 1 and further characterized in that a lifeline is attached to the equipment and to the top of the structure (6).

Blasting treatment device as claimed in 1 and further characterized in that the vehicle preferably uses electric propulsion for its movements.

Blasting treatment device as claimed in 1 and further characterized by painting or blasting systems being mounted on the vehicle frame (6).

16.STACKING TREATMENT PROCESS characterized in that the vehicle equipped with the blasting and painting systems perform the procedure when controlled by a control base that will be monitored by the operator.

17. BLASTING TREATMENT PROCESS As claimed in 16 and further characterized by the flow and direction of the jet preferably of shot or ink controlled by the on-board computer microcontroller and the equipment operator.

18. BLASTING TREATMENT PROCESS Blasting as claimed in 16 and further characterized in that the blasting or painting system control, power, feeding and retracting cables run down umbilically to the operator through the hoses attached to the blasting and painting tub. (5).