ES2244102T3 - Produccion de pinturas para automocion y otras pinturas. - Google Patents

Abstract

Proceso continuo y automático para fabricar pintura que incluye depósitos de materiales en bruto, para aditivar colofonia (A), concentrados (B), aditivos (C) y disolventes (D). Para fabricar pinturas, el proceso de mezcla equilibrada de materiales en bruto puede ser dividido en dos líneas de alimentación (F, G) que reciben la introducción de materiales en bruto dosificados automáticamente, por válvulas y bombas, en depósitos de mezclado (32a, 32b) con un tubo inferior de salida el cual dirige la mezcla hacia el mezclador principal (21). La pintura se toma de un depósito de almacenamiento (41), pasando una parte de la pintura a una celda de control, y siendo comparados los datos con los datos de la pintura estándar para ajustar el color, cubrición y viscosidad. Un sistema interno de limpieza utiliza nitrógeno para empujar la pintura fuera de los tubos cuando son limpiado con un disolvente bombeado.

Description

Producción de pinturas para automoción y otras pinturas.

La invención se refiere a un procedimiento continuo y automático para la producción de pinturas para automoción y otras pinturas que asegura la uniformidad del color, textura y viscosidad en la producción de pinturas especialmente destinadas a la pintura de objetos de metal, particularmente carrocerías de coches.

La producción de pinturas por el procedimiento convencional implica un procedimiento bastante complejo y se encuentra formado por las etapas siguientes: pesado de la materia prima, preparación, ajuste del color, poder de cubrición, ajuste de la viscosidad, control de calidad, enlatado y envasado. Las materias primas que resultan necesarias para producir un color determinado de pintura se pesan en las cantidades mencionadas en la fórmula, colocadas sobre una plataforma y transportadas, por medio de una carretilla elevadora, a la fábrica de pinturas. Las materias primas, sólidas o líquidas, se pesan en diferentes lugares, lejos de la línea de producción. La exactitud del peso de dichas cantidades pesadas depende de las balanzas utilizadas que deberían calibrarse continuamente de modo que se puedan alcanzar resultados exactos en las operaciones de pesaje. Algunas materias primas, que se añaden en grandes cantidades como resinas y solventes son transportadas a la zona de preparación de la fábrica.

Todas las materias primas que llegan a la zona de preparación son mantenidas en depósitos localizados en diques. Cada depósito presenta su propia bomba conectada a la válvula de alimentación respectiva para las materias primas y la cual se instala en el sistema de tubería que llega a la fábrica y en dicho sistema de tubería se dispone un caudalímetro único que controla las cantidades de las materias primas que van a añadirse en el depósito de mezclado.

Inicialmente, el operario conecta un extremo de una manguera a la tubería del producto que va a añadirse al tiempo que el otro extremo de la manguera se coloca contra la boca del depósito de mezclado, de modo que para descargar la materia prima el operario marca en el caudalímetro la cantidad en peso en kg del producto y abre la válvula de alimentación; dicha válvula envía una señal eléctrica a la bomba localizada en el dique poniéndola en marcha y transfiriendo el producto desde el depósito de almacenamiento externo al depósito de mezclado, localizado en la fábrica y, de manera que, tan pronto se ha alcanzado la cantidad marcada en el caudalímetro, la bomba ha parado automáticamente.

La fase de preparación consiste en la adición, una a una de las materias primas siguiendo un orden determinado y comenzando siempre con los productos de grandes cantidades, seguidos por los de cantidades pequeñas, resultando la resina el primer producto que se añadirá al depósito de mezclado, sin agitar. Se debería observar que si la resina se encuentra almacenada en bidones, el operario debería utilizar un volteador de bidones, que se mantiene en un lugar apropiado, ubicándolo junto al depósito de mezclado para proceder con la descarga de la resina y, si dicha resina se extrae directamente del sistema de tubería que existe en la fabrica, el procedimiento resulta prácticamente el mismo que para el pesaje o, si hay un sistema de tubería que alimenta la fabrica, el procedimiento de añadir se realiza a través del caudalímetro, según se menciona anteriormente.

Se añaden otros productos aditivos también a mano y agitando, utilizando paletas y latas.

Todo el trabajo de adición del material descrito anteriormente requiere aproximadamente 4 horas.

El procedimiento de ajuste del tinte o color se realiza por la adición manual, con la utilización de las paletas, de los aditivos de tintes, con el técnico de los colores pesando primero las paletas limpias en donde se colocan los tintes, y pesando las paletas de nuevo cuando se encuentran llenas, para identificar el volumen de los materiales concentrados que se han colocado en el depósito sometidos a agitación, hasta que alcancen el color apropiado, pesando las paletas una vez más para medir la cantidad exacta que se ha añadido.

Después se lleva una pequeña muestra de la pintura al laboratorio de control de calidad, en donde se pinta una pequeña placa en la cabina de pintura, secándose dicha placa en condiciones ambientales durante 5 a 30 minutos, y después en un horno de 60 a 180ºC durante 10 a 30 minutos, esperando a que la placa se enfríe y comparándola con la muestra estándar, visualmente o por medio de instrumentos. Si el color no se encuentra dentro de los estándares requeridos, el técnico del color realiza los ajustes necesarios y repite el procedimiento para ajustar el color hasta que la pintura se encuentre dentro de los estándares referidos. Normalmente, para ajustar el color, el técnico del color repite entre 3 y 4 veces el procedimiento antes mencionado e invierte en el mismo un promedio de 4 horas. Se debería observar que si el técnico del color añade el tinte equivocado o demasiada cantidad del mismo, resulta imposible ajustar el color y, por lo tanto, se pierde toda la carga.

Después del ajuste del color se toma una muestra y se envía al departamento de control de calidad para el ajuste de la viscosidad y ensayos. El ajuste de la viscosidad se realiza sobre la muestra y a través de la identificación del volumen del disolvente contenido en dicha muestra, cuando se ha computado el volumen total del disolvente que se va a añadir al depósito de mezclado.

En la mencionada etapa, el operario debería hacer que el disolvente se ajuste a la viscosidad, pesando el disolvente en las paletas, latas o bidones dependiendo de la cantidad de disolvente que se va a añadir vertiendo el mismo dentro del depósito de mezclado. Si es necesario utilizar bidones, se debería utilizar un equipo para volcar bidones, el cual se mantiene en un lugar apropiado, ubicándolo junto al depósito de mezclado para proceder con la descarga del disolvente.

Para lavar el depósito o cuba, el operario llena una lata con el disolvente para limpieza, tomado de la tubería de disolvente más cercana, lo vierte con la mano y limpia las paredes con un cepillo. Después del trabajo inicial, el operario vierte más disolvente para aclarar, y dicho disolvente sucio, el cual proviene del depósito o cuba, se drena a través de un tapón de drenaje dentro de un bidón, el cual se traslada a la plataforma de embarque de la fabrica para resultar retirado a la denominada "planta de recuperación de disolvente", la cual destila y recupera el disolvente, que retornará a la fabrica a través del sistema de tuberías, para resultar utilizado de nuevo.

Cuando la pintura se encuentra lista, se toma una muestra y se envía al departamento de control de calidad, donde se realizan los siguientes ensayos: color, poder de cubrición, sólidos, peso específico y viscosidad.

Actualmente, dichos ensayos se realizan de la siguiente forma:

Color: consiste en la determinación de las diferencias en el tono entre una película y su respectivo estándar, cuando se mira bajo la luz natural y en la cual se toma la muestra, se ajusta la viscosidad y se aplica la pintura sobre una placa de metal, se espera durante 15 minutos para que se evaporen los disolventes ligeros y, después de dicho periodo de tiempo, la muestra se coloca en el horno y se mantiene allí durante 30 minutos a 60ºC. El tiempo promedio para el ensayo resulta de 1 hora, aunque en el caso de esmalte sintético blanco, el técnico de los colores necesita 16 horas para el secado de la pintura en el medio ambiente y le puede tomar hasta 5 días para ajustar el color y para terminar los ensayos.

Peso específico: se utiliza para la determinación de la masa específica de las pinturas líquidas, disoluciones y dispersiones, cuyo resultado se expresa en g/cm^{3}, tradicionalmente denominada densidad; basándose el procedimiento en la relación entre la masa de una sustancia y su volumen. Según lo anterior, un recipiente, cuyo volumen es conocido, se llena con una muestra a 25ºC, se pesa el recipiente para obtener el peso específico. El tiempo promedio invertido para realizar el ensayo resulta aproximadamente 10 minutos.

Sólidos: consiste en el porcentaje de material sólido que existe en una pintura. El contenido de material no volátil en un producto no consiste en una cantidad absoluta, aunque depende de la temperatura y el tiempo de calentamiento que se ha utilizado; la temperatura recomendada y el tiempo es de 120ºC + 2ºC durante 1 hora en un horno, y, en dicho procedimiento se pesa una cantidad fija de producto, se extiende en un recipiente y se coloca en un horno durante 1 hora. Después de dicho periodo de tiempo, la muestra es secada en un horno de secado durante 30 minutos y después se pesa en una balanza de laboratorio para obtener el porcentaje de material sólido; el tiempo promedio para dichos ensayos toma 2 horas. Si el valor del porcentaje de sólidos se encuentra fuera de los estándares especificados, el ajuste se realiza con la adición de resina o tintes y si se utiliza para dicha adición una cantidad demasiado grande, se debe rechazar toda la carga.

Viscosidad: el procedimiento se basa en el tiempo de flujo de un caudal continuo de un líquido a 25ºC a través de un orificio de un diámetro dado denominado Ford 4 glass y si el disolvente se añade en cantidades demasiado grandes, también resulta imposible ajustar la viscosidad, perdiendo de ese modo toda la carga. Para realizar dicho ensayo se requiere aproximadamente 30 minutos.

Después de la aprobación por el Departamento de Control de Calidad, la pintura autorizada se coloca en latas y después se envasa a mano. El llenado de los envases se puede realizar en cualquier cantidad dependiendo de la máquina que se va a utilizar.

El promedio de tiempo requerido para alcanzar el análisis del color, viscosidad, sólidos y peso específico, considerando el tiempo total desde el momento en que se toma desde la zona de producción, tiempo de espera para los ensayos en el laboratorio, hasta el informe final del Laboratorio de Control de Calidad al departamento de producción resulta aproximadamente 4 horas.

Además se debería observar que si la adición de tintes, disolventes o resinas para el ajuste del color, viscosidad y sólidos se realiza en cantidades no apropiadas por el operario o técnico del color, es posible perder toda la carga, la cual se desechará totalmente.

Resulta una cuestión muy importante que los ensayos en el laboratorio se realicen por personas diferentes y, considerando que hay aspectos de formación, capacidad, interpretación de los resultados, el análisis también depende de la calibración de los instrumentos y calidad del equipo de laboratorio. Finalmente, existe un número de factores que pueden afectar de modo significativo los resultados, con implicaciones en la calidad y en los costes de producción.

Se conoce a partir del documento DE 36 32 461 A un procedimiento aditivo para la producción de agentes aglutinantes dentro de un procedimiento para la producción de materiales acústica o térmicamente aislantes, de modo que los agentes aglutinantes se puedan producir inmediatamente antes de la utilización, en lugar de encontrarse almacenados durante un periodo de tiempo antes de que se utilicen. El objetivo consiste en disponer de un procedimiento para producir cantidades de agentes aglutinantes limitados a los necesarios para cada procedimiento y para controlar el suministro de los agentes a un depósito de producción en donde se mezclan con otros ingredientes. Para alcanzar dicho objetivo se utiliza un depósito intermedio junto con una bomba de circulación, válvula de derivación y una tubería de retorno para permitir que el agente aglutinante circule nuevamente de regreso al depósito intermedio mientras que no se necesite y para dirigirse al depósito de producción vía la válvula de derivación cuando resulte necesario.

Se conoce a partir de la memoria de la patente US nº 5.558.435 un sistema de mezclado de líquido aditivo para preparar lotes de líquidos en una vasija de mezclado donde la cantidad de cada constituyente añadido a la vasija de mezclado se mide sobre la base del peso del líquido constituyente. El fin específico de dicho procedimiento consiste en evitar la utilización de un procedimiento de medición volumétrico.

La memoria de la patente US nº 4.403 866 da a conocer un procedimiento de adición para producir un lote de pintura estándar que presenta las requeridas propiedades especificadas. Los componentes individuales de la pintura se añaden primeramente a un depósito, mezclados por medio de un mezclador, y una muestra pequeña de la pintura resultante se recicla directamente al mezclador vía una celda de análisis de pintura para evitar la necesidad de desechar la muestra que se ha sometido a prueba. Las propiedades de la pintura mezclada se comparan con las propiedades requeridas especificadas de la pintura estándar y se calculan las cantidades de los componentes de la pintura individual que necesitan añadirse a la pintura mezclada en el depósito para que la pintura alcance la conformidad con la pintura estándar. Las cantidades requeridas de pintura se añaden después a la mezcla en el depósito para corregir el lote y se continua con el procedimiento de reciclado hasta que la pintura en el mezclador cumple con la especificación. Una vez que la pintura mezclada cumple con la especificación, el lote se dirige a una salida o tubo de salida. Una vez que se ha producido el lote, también se considera que los siguientes lotes no necesitan el control específico puesto que las cantidades requeridas ya han resultado especificadas. La idea detrás de dicho procedimiento consiste en corregir un lote de pintura añadiendo componentes a la mezcla en el mezclador.

El aparato descrito en la memoria de la patente US nº 3.830.473 suministra un ondulador con un adhesivo con base de almidón. El almidón se suministra desde un depósito de almacenamiento directamente a un mezclador donde se mezcla con los otros ingredientes para formar una pasta la cual se dirige entonces a través de un bucle de recirculación vía una derivación hidráulica que incluye un separador de esfuerzo cortante. Aquí se utiliza un bucle de recirculación para reducir la viscosidad de los ingredientes mezclados antes de resultar almacenados para su aplicación posterior.

Un objetivo de la presente invención según se define con sus realizaciones preferidas en las reivindicaciones adjuntas es proporcionar un procedimiento continuo para la producción de pinturas que satisfacen los requerimientos especificados con gran exactitud.

En la presente invención la pintura fluye continuamente a través de un mezclador y la mezcla se controla en intervalos y se realizan ajustes en la proporción de los componentes de la pintura añadidos al mezclador para mantener la pintura resultante dentro de las especificaciones requeridas. Para alcanzar dicho fin es necesario controlar muy exactamente el suministro de las materias primas al mezclador y en la presente invención se alcanza controlando la presión en las líneas de alimentación utilizando bucles sucesivos de reciclado junto con una bomba de dosificación para la medición volumétrica de las materias primas en el mezclador.

Es posible un cambio automático de color o tipo de pintura en aproximadamente 3 minutos. El envasado de la pintura puede realizarse con cualquier volumen, dependiendo de la máquina que va a utilizarse.

Para la producción de ciertos tipos de pinturas, la mezcla de materiales se realiza en uno de los dos depósitos de mezclado, mientras que un depósito de mezclado se carga y se efectúa el mezclado, la mezcla del otro depósito resulta continuamente bombeada al cabezal del mezclador, el cual utiliza agitación de alta velocidad. Otros materiales requeridos para los aditivos y tintes de la pintura definitiva se deberán bombear simultáneamente dentro del cabezal de mezclado para resultar mezclados con productos de diferentes depósitos de materia prima. Las materias primas consisten en las resinas, los concentrados, disolventes y aditivos los cuales se utilizan para la producción de pinturas.

La pintura producida pasa una prueba que determina el color y viscosidad y resulta entonces cargada en latas o bidones de 0,9, 1,0, 3,6 y 4,0 litros u otros volúmenes listos para entrega.

Todo el procedimiento de fabricación de la pintura se controla por un Controlador Lógico Programable PLC y el sistema se puede controlar por un supervisor de sistema a través de un software FIX-DMACS, en el cual toda la información necesaria se almacena y después se utiliza mientras que dicho sistema controla los parámetros siguientes: color, poder de cubrición, viscosidad, peso específico, presión, flujo, capacidad de secado del concentrado.

En resumen, dicho procedimiento presenta las características siguientes: produce automáticamente la pintura en el color especificado y realiza la limpieza automática en aproximadamente 3 minutos, en otras palabras, todas las tuberías, depósitos, válvulas y equipo resultan totalmente limpios en el corto periodo de tiempo y, con lo anteriormente mencionado, permite un cambio rápido de pintura cambiando el color y/o tipo de resina con respecto a los procedimientos convencionales utilizados hasta el momento, con gran flexibilidad en la producción de pinturas, es decir, es posible producir cualquier color de pintura en cualquier resina contenida en los depósitos de las materias primas, sin la menor posibilidad de contaminación de una pintura con la otra, con todo el color, poder de cubrición y control de viscosidad realizándose en la línea de producción.

Al resultar continuo el sistema, presenta la flexibilidad de producir una gama desde pequeñas cargas hasta las más grandes.

Realiza instantáneamente los ensayos de color, sólidos, viscosidad, peso específico a lo largo de todo el procedimiento de fabricación, resultando realizados los ensayos según se produce la pintura. El tiempo para la preparación del sistema para que produzca una nueva carga resulta extraordinariamente pequeño con respecto a los procedimientos convencionales, debido al hecho de que el sistema realiza la limpieza automática.

Con dicho sistema es posible alcanzar las reproducciones perfectas de las pinturas, es decir, el procedimiento siempre produce la misma pintura, según los estándares especificados en la formulación.

Considerando que dicho procedimiento se realiza de un modo continuo y automático, los ajustes se realizan con la adición en la proporción exacta, continuamente, eliminando por lo tanto la adición de cantidades mayores que las necesarias y también eliminando posibles problemas con la calidad de la pintura.

Debido al hecho de que el procedimiento resulta continuo y automático, no hay necesidad de obtener manualmente muestras para los ensayos de laboratorio, con todos los inconvenientes mencionados anteriormente.

Otra ventaja importante de consistir en un procedimiento continuo y automático consiste en que pueden utilizarse los medios disponibles de automatización, tales como alarmas, indicación de lectura instantánea, gráficos de los parámetros, informes, valores de las mediciones acumuladas sobre un largo periodo de tiempo, historial, tendencias, etc., con la capacidad de acelerar y optimizar el mantenimiento del sistema, etc.

Gran fiabilidad del sistema de medición, ya que dicho sistema resulta continuo y automático independiente de variables externas, como el tiempo de espera para realizar los ensayos, contaminación, etc.

Resulta posible controlar el sistema puesto que todas las etapas del procedimiento y todos los parámetros se conocen y controlan debidamente.

El sistema no requiere el mismo número de operarios para el mantenimiento ni la necesidad de mantener un laboratorio con equipo sofisticado debido a que el control se realiza en la línea de producción.

Se evitan las pérdidas de tiempo por el transporte de las materias primas que se añadirán a los productos, como se realiza en los procedimientos convencionales.

Debido al hecho de que el procedimiento resulta totalmente automático, el personal utilizado en la operación de la fábrica resulta más especializado y por lo tanto cualificado para realizar algún tipo de reparación en la fábrica.

Para una mejor comprensión de la invención se hace referencia a los dibujos siguientes, en los que:

la figura 1 muestra un diagrama de circulación simplificado del procedimiento de carga de los depósitos con las materias primas;

la figura 2 muestra un diagrama de circulación simplificado para el procedimiento de adición de resinas al tanque de mezclado identificado con "A";

la figura 3 muestra un diagrama de circulación simplificado del procedimiento de adición para aditivos en el depósito de mezclado, identificado con
"B";

la figura 4 muestra un diagrama de circulación simplificado del procedimiento de adición de tintes en el depósito de mezclado, identificado con "C";

la figura 5 muestra un diagrama de circulación simplificado del procedimiento de adición de disolventes en el depósito de mezclado, identificado con "D";

la figura 6 muestra un diagrama de circulación simplificado del procedimiento de adición de pequeñas cantidades de materias primas recogidas del depósito de mezclado, identificado con "E";

la figura 7 muestra un diagrama de circulación simplificado del sistema de control para añadir diversas materias primas en dos depósitos de mezclado, antes de colocarse en el mezclador, el sistema requerido para obtener ciertos tipos de pinturas;

la figura 8 muestra un diagrama de circulación simplificado del procedimiento de recepción para las materias primas en diversos depósitos del mezclador, para el mezclado, análisis de sus características y envío a la estación de envasado;

la figura 9 muestra un diagrama de circulación simplificado de todo el sistema, desde el mezclador hasta el almacenamiento posterior;

la figura 10 muestra un diagrama de circulación simplificado de la recepción de nitrógeno en el sistema de limpieza, que empuja hacia fuera la pintura presente dentro de las tuberías y en el mezclador;

la figura 11 muestra un diagrama de circulación simplificado para la recepción de disolvente limpio del sistema de limpieza; y

la figura 12 muestra un diagrama de circulación simplificado para descartar el disolvente sucio del sistema de limpieza.

El sistema para realizar el procedimiento de la invención se constituye por medio de diversas líneas de alimentación de materia prima, encontrándose dichas líneas básicamente formadas por unos depósitos 1 para la carga de materias primas que presentan el necesario motor agitador 2 para homogenizar dichas materias primas y el elevado nivel de control 3 el cual, cuando el depósito 1 alcanza el nivel de llenado requerido, controla un transmisor de alto nivel que desconecta automáticamente la bomba de alimentación controlada por software 4 para detener la transferencia de la materia prima a través de una tubería 5 a partir de la cuba del depósito u otro recipiente 6 y controla el bajo nivel 7 el cual, cuando el depósito se encuentra en su bajo nivel, dispara el transmisor para poner en marcha la bomba de alimentación 4, que transfiere a través de dicha tubería 5 la materia prima desde la cuba 6 del depósito al depósito 1. Se destaca que bajo condiciones normales de funcionamiento, todas las materias primas relacionadas con la producción de una determinada pintura se añaden simultáneamente y de manera automática.

En el procedimiento para la adición de resinas A, se comienza con la recirculación de la resina, es decir, la resina existente de uno de los depósitos 12a, Fig. 2, con un agitador 2a y a través de una tubería 8a pasa por una bomba de dosificación 9a que se pone en marcha automáticamente cuando el sistema alcanza una presión predeterminada, y por un conducto 10a para comunicar con un conducto 11a con una válvula de control 12a y que regresa al depósito 1a encontrándose controlada con la presión del primer bucle de recirculación a través de la abertura o cierre de dicha válvula de control 12a y, en dicha fase, comienza la recirculación de la resina en el segundo bucle de recirculación, el cual se encuentra formado por una tubería 13a, un filtro 14a, una bomba de dosificación 15a, un caudalímetro 16a, una válvula de derivación 17a la cual recircula la resina a través de una tubería 18a que se encuentra conectada a la tubería 11a y la válvula de control 12a y se encuentra conectada al depósito 1a o a través de la tubería 20a al mezclador 21; dicha bomba de dosificación 15a presenta una velocidad de giro variable permitiendo un flujo variable para asegurar la cantidad especificada de resina según las fórmulas respectivas de pinturas que van a añadirse al mezclador 21 encontrándose controlado por un caudalímetro 16a que controla la velocidad de giro de la bomba de dosificación 15a la cual, según se introduce la cantidad total de resina determinada para la producción de la carga dentro del sistema, detiene automáticamente las bombas de dosificación 9a y 15a del depósito de resina.

En el procedimiento para añadir los tintes B que se almacenan en otro depósito 1b, Fig. 3, con 20, 1000 y 2500 litros de capacidad y con un agitador 2b, después de retirarse de la cuba 6b por la bomba de alimentación 4b se recircula primero desde el depósito 1b, pasando una tubería 8b y una bomba de dosificación 9b que se pone en marcha automáticamente cuando el sistema alcanza una presión predefinida y por la tubería 10b a la tubería 11b con la válvula de control 12b para retornarla al depósito 1b, con la presión del primer bucle de recirculación resultando controlada a través de la abertura o cierre de la válvula de control 12b y, en dicha fase, comienza la recirculación del concentrado en el segundo bucle de recirculación el cual se forma por una tubería 13b, un filtro de cesta 14b, una bomba de dosificación 15b, un caudalímetro 16b, y una válvula de derivación 17b, que retorna el concentrado por el conducto 18b que se conecta con una tubería 11b y que a través de una válvula de control 12b lo retorna al depósito 1b o se dirige a través de una tubería 20 a un mezclador 21; dicha bomba de dosificación 15b presenta una velocidad de giro variable permitiendo un flujo variable para alcanzar la cantidad de concentrado especificada en las formulas respectivas de pinturas, con la cantidad de concentrado que se va a añadir en el mezclador 21 que resulta controlado por el caudalímetro 16b que controla la velocidad de giro de una bomba de dosificación 15b y la cantidad de concentrados que se introducirán dentro del sistema controlado por un bucle de control que lee el color en la línea de producción y realiza instantáneamente las correcciones por la adición de concentrados especificados por la formula respectiva y, según se introduce la cantidad total de concentrado determinada por la producción de la carga dentro del sistema, las bombas de dosificación 9b y 15b de los depósitos de tinte se detendrán automáticamente.

En el procedimiento para mezclar los aditivos (C) que se almacenan en otro depósito 1c, Fig. 4, de 20, 1000 y 2500 litros de capacidad y con el motor agitador 2c que, después de retirarlos de una cuba 6c que utiliza la bomba de alimentación 4c entra primero en un bucle de recirculación, o sea, sale del depósito 1c, pasa por la tubería 8c, por la bomba de dosificación 9c que se pone en marcha automáticamente cuando el sistema alcanza una presión predefinida y por una tubería 10c para conectar con la tubería 11c con la válvula de control 12c para retornarla al depósito 1c, con la presión del primer bucle de recirculación que resulta controlado a través de la abertura o cierre de la válvula de control 12c y, en dicha fase, comienza la recirculación del concentrado en el segundo anillo, que se forma por la tubería 13c, filtro de cesta 14c, bomba de dosificación 15c, caudalímetro 16c y válvula de derivación 17c, que retorna los aditivos por un conducto 18c conectado con una tubería 11c y a través de la válvula de control 12c regresa al depósito 1c o se dirige a través de la tubería 20 a un mezclador 21; dicha bomba de dosificación 15c presenta una velocidad variable permitiendo un flujo variable para alcanzar la cantidad de aditivos especificados en las formulas respectivas de pinturas, con la cantidad de aditivos que se van a añadir en el mezclador 21 resultando controladas por un caudalímetro 16c que controla la velocidad de la bomba de dosificación 15c y la cantidad de aditivos que se introducirán en el sistema controlado por un bucle de control que lee el color en la línea de producción y realiza instantáneamente las correcciones con la adición de aditivos especificados en la formula respectiva y, según se introduce toda la cantidad de aditivos determinados para la producción de la carga dentro del sistema, todas las bombas de dosificación 9c y 15c de los depósitos de tinte se apagarán automáticamente.

En el procedimiento para mezclar los aditivos (D) que se almacenan en otro deposito 1d, Fig. 5, que se cargan automáticamente por PLC con el disolvente suministrado por una tubería 8d se bombea por una bomba de dosificación centrífuga 9d, pasando a través del filtro de cesta 14d, por el caudalímetro 16d y válvula de control 19d, hasta que la presión alcance un valor establecido previamente, resultando dicha presión ajustada hasta que se alcanza un valor programado por la válvula 12d y después una válvula de derivación 17d que retorna el flujo a través de la tubería 18d por la válvula 12d de nuevo al depósito 1d y, al cambiar la posición de ac a ab y los disolventes comienzan a entrar al mezclador 21 y, en dicha etapa, se realizará un ajuste preciso del flujo con la cantidad de disolvente que va a resultar controlado por otro caudalímetro 22 que instantáneamente envía el valor de viscosidad del disolvente al programa controlador y envía una señal a la válvula de control 19d para abrir o cerrar y, de dicha manera, controlar la viscosidad especificada en la formulación, de modo que cuando las materias primas se introducen finalmente en dicho mezclador 21, toda la carga de pintura ya establecida se ha producido con el sistema automáticamente apagado.

Para la alimentación de pequeñas cantidades de materias primas (E), Fig. 6, y para los ajustes del mezclador 21, un depósito de dispersión 2e recibe, a través de la tubería 5e y la bomba 4e la materia prima retirada del bidón o cubeta 6e.

Opcionalmente, para la preparación de algunos tipos de pinturas, el procedimiento de la mezcla equilibrada de las materias primas puede dividirse en dos líneas de alimentación (F y G), Fig. 7, que recibe, alternativamente y de modo independiente, la introducción de las materias primas 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f,..., tratadas por las bombas controladas por el PLC, a través de las válvulas de regulación discontinua 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f,... y de la resina 24 a través de las válvulas 25a y 25b, que resultarán automáticamente dosificadas por el caudalímetro 26 que son autoadherentes y los drenajes de los que 27a, 27b, 28a y 28b sirven para calibrar dichos caudalímetros 26 y filtros 29a y 29b y a través de las tuberías 30a y 30b y válvulas de tres vías 31a y 31b que alimentan los depósitos de mezclado 32a y 32b, no asignados, cada uno con un motor agitador 2, con dichos depósitos que presentan una tubería de salida inferior a través de la bomba de engranajes 33a y 33b y los caudalímetros 34a y 34b y dos filtros de cesta ensamblados en paralelo 35a y 35b y conectados en una válvula de 3 vías 36a y 36b, que suministran la mezcla al mezclador principal 21 o que dirigen la mezcla a las válvulas de 3 vías 37a y 37b y a las válvulas de control de presión 38a y 38b y que dirigen la mezcla de nuevo a los depósitos de mezclado 32a y 32b o, cuando el procedimiento de limpieza, retira el disolvente de limpieza sucio a la salida 39.

Un sistema de carga parcial puede colocarse en las dos líneas de alimentación F y G de los depósitos de mezclado 32a y 32b, encontrándose formado dicho sistema por bidones, bombas de engranajes y filtros de cesta, en los que la cantidad de materias primas medidas manualmente a través del pesaje mediante una balanza añadiéndose con las materias primas en los depósitos de mezclado 32a y 32b, a través del bombeo o descarga manual a través del embudo instalado en la boca de los depósitos.

El mezclador 21 consiste en un equipo compacto y se encuentra dispuesto con diversas boquillas de entrada independientes a través de las cuales de introducen diversas materias primas a la cámara de mezclado interna, que presenta un volumen mínimo definido, necesario para una perfecta homogenización de las materias primas, formando por lo tanto la pintura, con la pintura producida suministrada desde la tubería 40 y que entra al depósito de almacenamiento 41 con parte de la pintura encontrándose formada en dicho mezclador 21 que alimenta a la pila testigo, compuesta por diversas válvulas 42 y 43, por un pequeño depósito 44, una bomba 45 y un colorímetro 46, en donde se analiza el color y poder de cubrición, con la pintura que retorna al depósito de almacenamiento 41 a través de la tubería 47 y los datos así obtenidos se envían a continuación al programa controlador que los compara con la pintura estándar para añadir las materias primas necesarias para adaptar el color y poder de cubrición, hasta que alcanza los estándares especificados, con dicho programa controlador que controla el caudalímetro 22 el cual lee la viscosidad y envía los datos al programa controlador que, a su vez, los compara con la viscosidad especificada y ordena la adición o restricción de la cantidad de disolvente para ajustar la viscosidad la cual, si se encuentra fuera de los estándares, retornará al depósito 41 o si presenta la viscosidad estándar y se encuentra lista para enlatarse, el contenido del depósito de almacenamiento 41 se descarga a través de las tuberías por medio de una bomba 48 y válvula 49 regresando al mezclador 21 y desde allí a través del caudalímetro 22 y, a través de las tuberías y la válvula 50 y la tubería de descarga 51 y las boquillas de descarga 52 y 53 se puede envasar en 0,9, 1,0, 3,6, 4,0, 200 litros o cualquier otro tipo de volumen; después de terminar con la producción de una pintura determinada, se limpia el sistema con disolvente y secado con nitrógeno automáticamente durante 3 minutos, con el sistema permaneciendo capaz de producir una nueva carga de pintura de cualquier color o con cualquier resina.

En el inicio del procedimiento, los materiales de todos los depósitos 32a, 32b, con todos los depósitos de resina 1a, todos los depósitos de tintes 1b, todos los depósitos de aditivos 1c y todos los depósitos de disolventes 1d se bombean y permanecen en recirculación en los sistemas de tuberías hasta que la presión alcance un valor estable, resultando, entonces, que el sistema de dosificación y sistema de alimentación utiliza el ajuste de la última carga producida; la primera pintura en el mezclador 21 se lleva a un depósito de almacenamiento 41 denominado también depósito pulmón y, cuando la pintura se estabiliza dentro de la especificación técnica, el flujo se abre hacia la descarga de la pintura terminada 52 y 53 en bidones o latas y, durante el procedimiento, el material del depósito de almacenamiento o depósito pulmón 41 se bombea gradualmente al cabezal del mezclador 21 hasta que el volumen de dicho depósito alcanza el nivel cero, antes de que termine el "ciclo de producción", totalmente controlado.

La alimentación de nuevos colores requiere una muestra de 20 litros de muestra del producto, la cual se envía a través del colorímetro 46 (analizadores) que utilizan un depósito pequeño 44 y una bomba 45 con el sistema que registra el nuevo color, resultando el producto producido después a través de la secuencia normal que utiliza el valor en porcentaje de la fórmula de entrada como un punto de carga y los registros de color y viscosidad que se pretenden alcanzar. Después que se ha completado la descarga, una parte del nitrógeno del depósito de almacenamiento y distribuido por las tuberías pasa a través de la válvula de derivación 54, es introducido a través de las válvulas individuales 55, 56, 57 y 58 en los puntos 59, 60, 61 y 62 del sistema para empujar el producto fuera de las tuberías en la salida del mezclador 21 y en las tuberías, se introduce entonces un disolvente limpio procedente del depósito de almacenamiento que pasa a través de una bomba 63, un filtro 64, y válvula de derivación 65 y se introduce a través de válvulas individuales 66, 67, 68 y 69 en los puntos 70, 71, 72, 73 y 74; el último pasando a través de la tubería con la válvula de derivación 75 y pasando a los depósitos de mezclado 32a y 32b, resultando descargado el disolvente sucio en los puntos 39 y 76 colocados dentro del depósito de almacenamiento 77 a través de una bomba 78 retirado para recuperación.

Periódicamente se realiza el ajuste de las bombas de dosificación 15a, 15b, 15c, 9d, 33a y 33b para compensar el desgaste natural a través de una desviación de las salidas, utilizando un cilindra hidráulico contra una presión simulada constante en el procedimiento normal; se mide el tiempo que el cilindro invierte en recorrer un determinado volumen y se actualiza la curva de giro x de flujo almacenada en el sistema de control y, si el flujo desciende por debajo de un valor determinado (desgaste máximo), el sistema informa al operario para que sustituya dichas bombas 15a, 15b, 15c, 9d, 33a y 33b.

Claims (8)

1. Procedimiento continuo y automático para la producción de pinturas para automoción y otras pinturas caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

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alimentar por lo menos dos materias primas al primero de los bucles de recirculación respectivos comprendiendo cada uno un depósito de carga (1), una bomba (9), para bombear materia prima desde una salida de un depósito de carga (1) a una entrada de retorno del depósito de carga (1), y una válvula de control (12) para controlar la presión dentro del respectivo primer bucle de recirculación;

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cuando las presiones dentro del primero de los bucles de recirculación alcanzan valores predeterminados respectivos, la alimentación de las materias primas desde el primero de los bucles de recirculación al segundo de los bucles de recirculación respectivo comprendiendo cada uno una bomba de dosificación giratoria variable (15) conectada aguas abajo de la bomba (9) al primer bucle de recirculación, para bombear materia prima dentro del segundo bucle de recirculación, un primer caudalímetro (16), para medir el flujo de la materia prima en el segundo bucle de recirculación y para controlar la bomba de dosificación (15) para controlar el flujo de la materia prima en el segundo bucle de recirculación, y una válvula de derivación (17) encontrándose conectada una de sus salidas al primer bucle de recirculación aguas arriba de la válvula de control (12) encontrándose conectada su otra salida a una tubería de salida, para dirigir la materia prima al primer bucle de recirculación respectivo o a la tubería de salida desde el segundo bucle de recirculación respectivo;

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cuando se requiere que las cantidades especificadas de las materias primas produzcan una pintura especificada, controlando las bombas de dosificación (15) y las válvulas de derivación (17) de los segundos bucles de recirculación, para dirigir cantidades especificadas de las materias primas desde los segundos bucles de recirculación a un mezclador (21) conectado a la tubería de salida conectada a la válvula de derivación (17);

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mezclar las cantidades especificadas de las materias primas en el mezclador (21) para formar una mezcla de pintura; y

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cuando la mezcla de pintura presenta las características requeridas de la pintura especificada, descargar una carga de la mezcla de pintura.

2. Procedimiento continuo y automático para la producción de pinturas para automoción y otras pinturas según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, antes de descargar la carga de la mezcla de pintura, las etapas siguientes:

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dirigir la mezcla de pintura desde el mezclador (21) a un bucle de control que comprende una bomba (45, 48), para bombear la mezcla de pintura a su alrededor, y una sonda (46, 22), para controlar los parámetros de la mezcla de pintura;

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analizar los parámetros controlados de la mezcla de pintura, para producir datos que representen los parámetros;

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comparar los datos con los de la pintura especificada; y

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controlar la cantidad de las materias primas dirigidas al mezclador (21) según se requiera para adaptar los parámetros de la mezcla de pintura a los de la pintura especificada.

3. Procedimiento continuo y automático para la producción de pinturas para automoción y otras pinturas según la reivindicación 2, caracterizado porque la etapa para analizar los parámetros controlados de la mezcla de pintura incluye analizar el color de la mezcla de pintura utilizando un colorímetro (46).

4. Procedimiento continuo y automático para la producción de pinturas para automoción y otras pinturas según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la etapa para analizar los parámetros controlados de la mezcla de pintura incluye analizar la cobertura de la mezcla de pintura utilizando un colorímetro (46).

5. Procedimiento continuo y automático para la producción de pinturas para automoción y otras pinturas según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque la etapa de analizar los parámetros controlados de la mezcla de pintura incluye la lectura de la viscosidad de la mezcla de pintura utilizando un segundo caudalímetro (22).

6. Procedimiento continuo y automático para la producción de pinturas para automoción y otras pinturas según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque comprende, antes de la descarga de la carga de la mezcla de pintura, las etapas siguientes:

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dirigir la mezcla de pintura a un depósito de almacenamiento (41), para almacenar mientras la mezcla de pintura no presente las características requeridas de la pintura especificada; y

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descargar la mezcla de pintura del depósito de almacenamiento (41), cuando la mezcla de pintura presente las características requeridas de la pintura especificada.

7. Procedimiento continuo y automático para la producción de pinturas para automoción y otras pinturas según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, después de descargar la carga de la mezcla de pintura, las etapas siguientes:

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pasar nitrógeno a través del mezclador (21), para empujar la mezcla de pintura hacia la salida del mismo; y

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bombear el disolvente a través del mezclador (21) para limpiarlo.

8. Procedimiento continuo y automático para la producción de pinturas para automoción y otras pinturas según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque comprende, después de descargar la carga de la mezcla de pintura, las etapas siguientes:

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pasar nitrógeno a través del bucle de control, para empujar la mezcla de pintura hacia el mezclador (21);

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pasar nitrógeno a través del mezclador (21), para empujar la mezcla de pintura hacia la salida del mismo; y

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bombear el disolvente a través del bucle de control y el mezclador (21) para limpiar el sistema.