BR112016029999B1

BR112016029999B1 - Sistema de dispensação de lubrificante

Info

Publication number: BR112016029999B1
Application number: BR112016029999-0A
Authority: BR
Inventors: Thomas E. Ackerman; David C. Huffman; Glenn R. St. Peter
Original assignee: Spraying Systems Co.
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2021-03-23
Also published as: KR20170020856A; CA2952625C; JP2017519626A; US20170189921A1; PT3157682T; LT3157682T; ES2860690T3; CA2952625A1; PL3157682T3; BR112016029999A2; JP6659595B2; DK3157682T3; WO2015196110A1; EP3157682A1; KR102280550B1; EP3157682B1; HUE053527T2; MX2016016847A; US10507477B2; CN106457277B

Abstract

sistema de aspersão eletroestático. trata-se de um sistema de dispensação de lubrificante que em utilidade particular para aplicar uma linha fina controlada com firmeza de lubrificante em torno do perímetro das latas à medida que as mesmas são processadas. o sistema de dispensação de lubrificante inclui uma cabeça de aspersão eletroestática que tem um corpo de bocal que define uma câmara de recebimento de lubrificante para carregar eletricamente o lubrificante na mesma e um tubo capilar sustentado pelo corpo de bocal que tem uma extremidade de admissão em comunicação com a câmara de recebimento de lubrificante e uma saída que define um orifício de descarga da cabeça de aspersão eletroestática. 0 tubo capilar tem um diâmetro entre cerca de 0,5 e 0,7 centímetro (0,2 e 0,3 polegada) para direcionar o lubrificante eletrostaticamente carregado sobre o item a ser lubrificado em uma linha fina controlada que tem uma largura não maior do que 0,317 centímetro (0,125 polegada). o eletrodo é ajustavelmente posicionado em relação ao tubo capilar para controlar de modo seletivo a taxa de descarregamento de lubrificante, e o eletrodo é configurado para aperfeiçoar o carregamento eletroestático do lubrificante através do tubo capilar.

Description

SISTEMA DE DISPENSAÇÃO DE LUBRIFICANTE

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido de patente reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório sob n⍛ U.S. 62/015,113, depositado em 20 de junho de 2014, que é incorporado a título de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção refere-se, de modo geral, a sistemas de aspersão, e mais particularmente a um sistema de aspersão eletroestático para aplicar ceras de fusão a quente, óleos, graxas, ou outros lubrificantes sobre peças de metal ou similares. A invenção tem aplicação particular em sistemas para aplicar ceras de fusão a quente a latas em conificadoras de latas de bebida.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Nas conificadoras de latas de bebida, é necessário que um lubrificante como cera seja aplicado à borda grosseira superior de uma lata antes de a lata entrar na conificadora de latas a fim de lubrificar as matrizes de formação da máquina. A cera precisa ser aplicada em uma linha fina de cerca de não mais do que 0,317 centímetro (0,125 polegada) a partir do topo da lata e não deveria envolver o interior da lata. É conhecido o uso de dispositivos aplicadores de rolo para aplicar tal cera em torno dos perímetros de extremidade das latas. Nesses dispositivos, uma série de rolos de trabalho é parcialmente imersa em uma cuba de cera derretida sob a linha transportadora em movimento. Os rolos embebidos em cera aplicam cera às latas à medida que as mesmas são roladas em um transportador em passagem. Devido à disposição dessas aplicações de rolo, quaisquer pedaços soltos de óxido de alumínio das bordas grosseiras das latas sendo revestidas podem cair no interior da cuba misturando-se com a cera e acumulando-se nos rolos. Isso cria marcas escuras indesejadas sobre as bordas da lata. Tais dispositivos também não permitem ajustabilidade ou consistência confiável na aplicação de cera em operações de enlatamento de alta velocidade. A lubrificação insatisfatória ou desigual da lata causa a formação de ranhuras dentro das matrizes de formação da máquina. Uma vez que a matriz está com tais ranhuras, a mesma pode causar endentações, danos leves ou arranhadura nas latas subsequentemente processadas. A lubrificação em excesso, particularmente no interior das latas, pode resultar na contaminação do próprio produto de bebida. Visto que as conificadoras de latas operam em velocidades tão altas quanto 3.000 latas por minuto, quaisquer desses defeitos na aplicação de lata podem causar a rejeição e arranhadura de lotes grandes de latas.

OBJETIVOS E SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] É um objetivo da presente invenção fornecer um sistema de aspersão para aplicar ceras de fusão a quente, óleos ou outros lubrificantes de modo mais uniforme e eficaz a peças de metal ou similares.

[005] Outro objetivo é fornecer um sistema de aspersão eletrostático conforme distinguido acima, o qual é adaptado para aplicar de modo mais preciso linhas finas de lubrificante a peças de metal em operações de fabricação de alta velocidade.

[006] Um objetivo adicional é fornecer um sistema de aspersão eletrostático do tipo anterior que é adaptado para a operação ajustável para a aplicação de aspersão particular executada.

[007] Ainda outro objetivo é fornecer um sistema de aspersão eletrostático do tipo acima que tem aplicabilidade particular para uso em conificadoras de latas de bebida de alta velocidade.

[008] Ainda outro objetivo é fornecer tal sistema de aspersão eletrostático que é relativamente simples na construção e que se presta ao uso e fabricação econômica.

[009] Outros objetivos e vantagens da invenção se tornarão mais evidentes mediante a leitura da seguinte descrição detalhada e mediante referência aos desenhos, em que:

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[010] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um sistema de dispensação de lubrificante ilustrativo de acordo com a presente invenção mostrada para uso em uma operação de conificação de lata;

[011] A Figura 2 é um corte vertical ampliado da cabeça de dispensação de líquido eletrostático do sistema ilustrado;

[012] A Figura 3 é um corte ampliado de um detalhe circular designado como B na Figura 2;

[013] A Figura 4 é uma perspectiva fragmentária ampliada da cabeça de dispensação eletrostática que aplica uma linha fina de lubrificante aos perímetros de extremidade das latas, como durante o processamento em uma operação de conificação de lata; e

[014] A Figura 5 é um corte ampliado fragmentário que ilustra a montagem ajustável do eletrodo de carregamento dentro do corpo de bocal da cabeça de dispensação eletrostática ilustrada.

[015] Embora a invenção seja susceptível a várias modificações e construções alternativas, uma determinada modalidade ilustrativa da mesma foi mostrada nos desenhos e será descrita abaixo em detalhes. Deve ser compreendido, entretanto, que não há intenção de limitar a invenção à forma específica revelada, mas, pelo contrário, a invenção deve englobar todas as modificações, construções alternativas e equivalentes que estão abrangidos no espírito e escopo da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERENCIAL

[016] Referindo-se agora de modo mais particular aos desenhos, é mostrado um sistema de dispensação de lubrificante ilustrativo 10 de acordo com a invenção. O sistema de dispensação de lubrificante ilustrado 10 é mostrado para uso na aplicação de cerca fundida a quente aos perímetros de extremidade de latas de bebida 11, como durante o processamento através de uma conificadora de latas de alta velocidade. O sistema de dispensação de lubrificante 10 nesse caso inclui um tanque ou reservatório aquecido 12 com um sistema de bombeamento interno para conter uma quantidade de lubrificante como cera em um estado aquecido, uma cabeça de aspersão eletrostático 14 acoplada ao tanque 12 através dos condutos de suprimento e retorno 15, 16 respectivamente, e um controle 18 para controlar a potência para a cabeça de aspersão eletrostática 14. Como será compreendido por pessoas versadas na técnica, nas conificadoras de latas, as latas de bebida são giradas simultaneamente à medida que as mesmas são transportadas por uma estação de revestimento em que uma pequena quantidade de lubrificante é aplicada aos perímetros de extremidade das latas. Como será entendido por aqueles indivíduos versados na técnica, a presente invenção não é limitada a qualquer aplicação específica, porém é usada em qualquer aplicação que envolve o revestimento em linha fina dos componentes ou conjuntos, independentemente de se é produzido a partir de materiais eletricamente condutivos ou não eletricamente condutivos, como, por exemplo, componentes eletrônicos, estampagens de micro-metais e similares. Da mesma forma, a invenção é aplicável a sistemas de dispensação de lubrificante independentemente de se o lubrificante está aquecido ou não.

[017] A cabeça de aspersão ilustrada 14 inclui um corpo de bocal genericamente cilíndrico 20 que define uma câmara de recebimento de líquido interna 21 que nesse caso funciona como uma câmara de recirculação e suprimento de líquido 21. O corpo de bocal 20 nesse caso tem uma construção de duas peças que compreende uma seção de corpo cilíndrico superior 20a e uma seção de retenção de ponta de aspersão de fundo 20b. A seção de fundo 20b nesse caso tem uma parede cilíndrica ereta 22 com uma seção externamente rosqueada 24 para engate e retenção dentro de uma porção rosqueada inferior da seção de corpo superior 20a e define uma porção inferior da câmara de recirculação e suprimento de líquido 21. Um par de acoplamentos de conexão de mangueira 25, 26 nesse caso é sustentado de modo rosqueado dentro de um lado da seção de corpo superior 20a para habilitar a conexão e remoção fácil dos condutos de suprimento e retorno de lubrificante 15, 16 respectivamente. Um anel O anular de vedação 28 é interposto entre paredes que se estendem radialmente 29 da seção de corpo de fundo 20b e lado inferior da seção de corpo superior 20a. As seções de corpo 20a, 20b são, de preferência, produzidas a partir de material plástico não metálico, como aquele vendido sob a designação comercial Ultem®, que tem uma resistência dielétrica e ponto de fusão altos e está sujeito à fabricação por máquina econômica.

[018] A seção de corpo de bocal de fundo 20b nesse caso sustenta um tubo capilar 30 dentro de um membro de sustentação ereto que nesse caso é uma coluna cilíndrica 31 disposta centralmente com a câmara de recirculação ou suprimento de líquido 21. O tubo capilar 30 é, de preferência, produzido a partir de aço inoxidável e tem um diâmetro interno entre cerca de 0,050 e 0,081 centímetro (0,020 e 0,032 polegada). A seção de fundo de corpo de bocal 20b nesse caso é formada com uma extensão cônica dependente 32, através da qual o tubo capilar 30 se projeta por uma pequena distância "1" para definir um orifício de descarga de líquido 30a da cabeça de aspersão 14. Uma porção mais superior da coluna ereta 31 é formada com uma passagem de entrada de diâmetro ampliado 35 para comunicar líquido entre a câmara de recirculação e o suprimento de líquido 21 e o tubo capilar 30.

[019] Para carregar eletricamente o líquido conforme o mesmo é direcionado em torno da câmara de recirculação 21 e através da passagem de entrada 35 e tubo capilar 30, a cabeça de aspersão 14 tem um eletrodo de alta tensão alongado 40 sustentado dentro da seção de corpo de bocal superior 20a e que se estende de modo dependente para o interior da câmara de recirculação e suprimento de líquido 21. O eletrodo 40 pode ser produzido a partir de qualquer material eletricamente condutivo adequado e nesse caso é sustentado dentro de um colar interno ereto 41 da seção de corpo de bocal superior 20a. Para acoplar o eletrodo 40 a uma fonte elétrica de alta tensão, um conector de vela de ignição 42 de um tipo convencional é encaixado sobre a extremidade ereta do eletrodo 40 para conectar o eletrodo 40 ai cabo de carregamento de alta tensão 44 conectado ao controle 18. Será entendido que o conector 42 pode ser configurado para conexão com rápida desconexão e desconexão do eletrodo 40 ao cabo 44.

[020] Pode ser visto que o lubrificante introduzido no interior da câmara de recirculação e suprimento de líquido 21 pela linha de suprimento 15 não é somente carregado pelo eletrodo 40, mas direcionado em torno da câmara 21 para recirculação através da linha de retorno 16 ao reservatório aquecido 12 para propósitos de manutenção do corpo de bocal 20 e tubo capilar 30 dentro de uma faixa de temperatura limitada sem solidificar ou superaquecer o lubrificante, e enquanto mantém a carga eletrostática do líquido substancialmente isolado dentro da câmara.

[021] Para controlar a taxa de fluxo de líquido para e através do tubo capilar 30 para aperfeiçoar a carga elétrica do líquido e descarga de líquido por linha fina, a extremidade de terminal inferior do eletrodo 40 tem uma extremidade conicamente apontada inferior 40a que coopera com uma sede de válvula cônica 48 de ângulo semelhante na extremidade superior da coluna de corpo de bocal 31 e passagem de entrada 35 ao tubo capilar 30. O lado afunilado de modo semelhante da extremidade de eletrodo apontada 40a e a sede de válvula 48 da passagem de entrada de coluna 35 definem um vão relativamente pequeno ou passagem 50 através da qual o líquido pode passar em uma taxa de volume relativamente pequena controlada com precisão. A extremidade e eletrodo apontada 40a aperfeiçoa ainda a transferência de elétron para o líquido em passagem visto que a maior concentração de elétrons está na ponta da extremidade de terminal.

[022] Será visto que a carga eletrostática aplicada ao líquido enquanto está dentro do corpo de bocal 20 e passando através do tubo capilar 30 causa a repulsão de moléculas carregadas de modo semelhante à medida que as mesmas são descarregadas a partir do tubo capilar 30. Conforme a corrente de fluido deixa o tubo capilar 30, a repulsão faz com que o líquido quebre em uma atomização de única corrente com gotículas em relação alinhada uma à outra. Com as gotículas positivamente carregadas e as latas em passagem 11 no solo, as gotículas podem ser direcionadas com precisão em direção ao alvo, a saber, os perímetros mais superiores das latas 11 em um trajeto substancialmente direto. Isso habilita a cabeça de aspersão 14 para manter com precisão a descarga de líquido dentro de uma faixa bem controlada como cerca de 0,317 centímetro (0,125 polegada) ou menos para linha fina de revestimento 51 do lubrificante (Figura 4), conforme particularmente exigido no revestimento de latas em conificadoras de latas. Tal atomização e direção do lubrificante é ainda vantajoso visto que minimiza as quedas de pressão na direção de líquido e pode ser operada com precisão em taxas de fluxo baixas que evitam a chance de aplicação em excesso, desperdício de lubrificante e defeitos de produto.

[023] De acordo com um recurso adicional da modalidade ilustrada, o eletrodo 40 serve tanto para carregar o lubrificante conforme o mesmo é direcionado através da cabeça de aspersão 14, bem como para controlar e ajustar a taxa de fluxo do líquido. Conforme retratado nas Figuras 2 e 5, o eletrodo de carregamento 40 é sustentado de modo rosqueado dentro de uma seção rosqueada 54 do colar saliente 41 do corpo de bocal 20 e a extremidade protuberante superior do eletrodo é formada com um par de planos 55 que, mediante remoção do conector 42, pode ser engatado com facilidade por uma chave inglesa para girar o eletrodo 40 de modo que a extremidade inferior esteja posicionada com precisão em relação à sede de válvula nivelada 48 para a taxa de fluxo desejada. Por conseguinte, a taxa de fluxo de líquido pode ser ajustada de modo preciso para a aplicação particular da aspersão de linha fina. Um anel O 58 nesse caso é interposto entre o eletrodo 40 e o corpo de bocal 20 em uma localização para dentro da seção rosqueada 54 para impedir o possível vazamento.

[024] A partir do supracitado pode ser visto que um sistema de aspersão eletrostático é fornecido para aplicar de modo uniforme e eficaz ceras de fusão a quente, óleos e outros lubrificantes. Embora o sistema seja particularmente adaptado para aplicar linhas finas de lubrificante a peças de metal, como às áreas-alvo controladas com precisão em torno do perímetro de latas em conificadoras de latas de alta velocidade, o mesmo tem utilidade para várias outras aplicações de aspersão, independentemente de se envolve peças metálicas ou não metálicas. O sistema de dispensação é ainda adaptado para fácil ajustabilidade para a aplicação de aspersão particular, ao mesmo tempo em que é relativamente simples em construção.

Claims

Sistema de dispensação de lubrificante, que compreende:
um suprimento de lubrificante (12);
uma cabeça de aspersão eletroestática (14) para receber lubrificante a partir do dito suprimento de lubrificante (12);
a dita cabeça de aspersão (14) inclui um corpo de bocal (20) que define uma câmara de recebimento de lubrificante (21) ;
uma montagem de eletrodo que inclui um eletrodo (40) montado no dito corpo de bocal (20) e conectado a uma fonte de alta tensão para carregar de modo eletroestático lubrificante direcionado para o interior da dita câmara de recebimento de lubrificante (21);
um tubo capilar (30) sustentado pelo dito corpo de bocal (20);
o dito tubo capilar (30) tem uma extremidade de entrada em comunicação com a dita câmara de recebimento de lubrificante (21) e uma extremidade de saída que define um orifício de descarga (30a) da dita cabeça de aspersão eletroestática (14);
o dito tubo capilar (30) tem um diâmetro interno entre 0,051 e 0,081 centímetros (0,20 e 0,32 polegadas) para direcionar o lubrificante eletrostaticamente carregado a partir da dita cabeça de aspersão (14) na forma de uma única corrente de gotículas eletrostaticamente carregadas em relação alinhada para aplicação sobre um item (11) a ser lubrificado em uma linha controlada com firmeza (51) que tem uma largura não maior do que 0,3175 centímetros (0,125 polegada), caracterizado pelo fato de que:
o dito eletrodo (40) é montado para posicionamento ajustável em relação ao dito corpo de bocal (26), e o dito eletrodo (40) tem uma extremidade terminal (40a) que é posicionável no espaço predeterminado em relação à extremidade de admissão do dito tubo capilar (30) para controlar a taxa de fluxo de lubrificante através do dito tubo capilar (30) como um incidente para posicionamento ajustável do eletrodo (40).
Sistema de dispensação de lubrificante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito suprimento de lubrificante inclui um reservatório aquecido (12) para aquecer o lubrificante (20), uma linha de suprimento de lubrificante (15) em comunicação entre o dito reservatório aquecido (12) e o dito corpo de bocal (20) para direcionar lubrificante aquecido à dita câmara de recebimento de lubrificante (21), e uma linha de retorno de lubrificante (16) para recircular lubrificante a partir da câmara de recebimento de lubrificante (21) até o dito reservatório aquecido (12).
Sistema de dispensação de lubrificante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito tubo capilar (30) é sustentado dentro de um membro de sustentação (31) do corpo de bocal (20), o dito membro de sustentação (31) tem uma seção de passagem de entrada em formato cônico em comunicação com a dita extremidade de entrada do dito tube capilar (30), e o dito eletrodo (40) tem uma extremidade terminal (40a) em formato cônico em relação adjacente à seção de entrada em formato cônico do dito membro de sustentação capilar para controlar com precisão o fluxo de lubrificante para o dito tubo capilar (30) .
Sistema de dispensação de lubrificante (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a dita extremidade terminal (40a) do dito eletrodo (40) está apontada e posicionável dentro da seção de entrada (48) do dito membro de sustentação (31).
Sistema de dispensação de lubrificante (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito eletrodo (40) é sustentado de modo rosqueado dentro do dito corpo de bocal (20) e é posicionável de modo ajustável em resposta à rotação do eletrodo (40).
Sistema de dispensação de lubrificante (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito tubo capilar (30) é sustentado dentro de uma coluna de sustentação (31) ereta do dito corpo de bocal (20), a dita coluna de sustentação (31) define uma passagem de entrada (35) em comunicação entre a dita câmara de recebimento de lubrificante (21) e o dito tubo capilar (30), e dito eletrodo (40) que tem uma extremidade cônica (40a) a jusante posicionável de modo seletivo em relação à extremidade a montante da dita coluna de sustentação (31) para controlar a taxa de fluxo de lubrificante através do dito tubo capilar (30) em relação à posição ajustada do eletrodo (40).
Sistema de dispensação de lubrificante (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dito tubo capilar (30) é montado dentro da dita coluna de sustentação (31) com uma extremidade a montante em relação rebaixada à extremidade a montante da dita coluna de sustentação (31).
Sistema de dispensação de lubrificante (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma extremidade a montante da dita coluna de sustentação (31) define uma admissão de lubrificante frustocônica (48) afunilada completamente à extremidade a jusante cônica (40a) do eletrodo (40).
Sistema de dispensação de lubrificante (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a extremidade em formato cônico (40a) do dito eletrodo (40) tem uma extremidade apontada para aperfeiçoar a transferência de elétron da entrada de lubrificante para a dita passagem de entrada (35).