ES2265410T3 - AUTOMATIC SPRAY GUN. - Google Patents
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Abstract
Sistema de pulverización automática que comprende un pistola de pulverización que tiene un cuerpo (1) con una boquilla de pulverización (2) y pasadizos (8, 12, 15, 17) para conectarse, a través de una base de adaptación y soporte (6), a tuberías de alimentación (9, 13, 23, 24) para suministrar aire comprimido y una sustancia a presión, a pulverizar, en la que transductores electrónicos de la presión (26, 27, 28, 29) están, de manera operativa, asociados a dichos pasadizos (8, 12, 15, 17), dichos transductores electrónicos de la presión (26, 27, 28, 29) estando conectados a una unidad de control electrónico (30), dichos transductores de la presión (26, 27, 28, 29) comprenden un primer transductor (26) asociado a un primer pasadizo (8) conectado a una tubería (9) que suministra aire comprimido a dicha boquilla de pulverización (2) por medio de una válvula de solenoide (10), un segundo transductor (27) asociado a un segundo pasadizo (12) conectado a una tubería (13) que, de manera periférica,suministra aire comprimido a dicha boquilla de pulverización (2) por medio de una segunda válvula de solenoide (14), un tercer transductor de la presión (29) asociado a un pasadizo de entrada (24) de la sustancia a pulverizar vía una bomba (20), un cuarto pasadizo (28) conectado a una tubería (23) de aire comprimido que controla la pistola a través de una tercera válvula de solenoide (16), dichas primera, segunda y tercera válvulas de solenoide (10, 14, 16) y dicha bomba (20) estando controladas por dicha unidad de control electrónico (30), caracterizado porque dicha unidad electrónica se dispone para, de manera automática, ajustar, de una manera programable, la presión del aire y/o la presión de la sustancia a pulverizar de acuerdo con los parámetros de optimización de la eficiencia de la transferencia y porque el sistema comprende también transductores electrónicos de descarga o del volumen del aire comprimido y de la sustancia a pulverizar, así como también transductores electrónicos para medir la temperatura del aire comprimido y de la sustancia a pulverizar conectados, de modo operativo, a dicha unidad de control electrónico (30).Automatic spray system comprising a spray gun having a body (1) with a spray nozzle (2) and passages (8, 12, 15, 17) to connect, through an adaptation and support base (6 ), to supply pipes (9, 13, 23, 24) to supply compressed air and a pressurized substance, to be sprayed, in which electronic pressure transducers (26, 27, 28, 29) are operatively , associated to said passages (8, 12, 15, 17), said electronic pressure transducers (26, 27, 28, 29) being connected to an electronic control unit (30), said pressure transducers (26, 27, 28, 29) comprise a first transducer (26) associated with a first passage (8) connected to a pipe (9) that supplies compressed air to said spray nozzle (2) by means of a solenoid valve (10) , a second transducer (27) associated with a second passage (12) connected to a pipe (13) qu e, peripherally, supplies compressed air to said spray nozzle (2) by means of a second solenoid valve (14), a third pressure transducer (29) associated with an inlet passage (24) of the substance to be sprayed via a pump (20), a fourth passageway (28) connected to a compressed air pipe (23) that controls the gun through a third solenoid valve (16), said first, second and third solenoid valves (10, 14, 16) and said pump (20) being controlled by said electronic control unit (30), characterized in that said electronic unit is arranged to automatically adjust, in a programmable manner, the air pressure and / or the pressure of the substance to be sprayed according to the optimization parameters of the transfer efficiency and because the system also includes electronic discharge transducers or the volume of compressed air and the substance to be sprayed, as well as electronic transducers for measuring the temperature of the compressed air and the substance to be sprayed operatively connected to said electronic control unit (30).
Description
Pistola de pulverización automática.Automatic spray gun.
Esta invención se refiere a pistolas para la aplicación de sustancias de recubrimiento, tales como pintura, sustancias químicas, polvos y similares, mediante pulverización.This invention relates to guns for application of coating substances, such as paint, chemical substances, powders and the like, by spraying.
Más en concreto, esta invención se refiere a una pistola de pulverización del tipo que comprende una boquilla de pulverización y pasadizos para conectar a tuberías de aire comprimido y una sustancia presionizada a pulverizar por medio de una base adaptadora y de soporte.More specifically, this invention relates to a spray gun of the type comprising a nozzle spray and passageways to connect to air pipes tablet and a pressed substance to be sprayed by means of an adapter and support base.
Las pistolas de este tipo se conocen muchísimo, por ejemplo, en la industria de la automoción para pintar el chasis de los vehículos a motor. En tales aplicaciones, se monta una serie de pistolas automáticos, por ejemplo en un robot que se puede mover en relación con los chasis. Estos aparatos están equipados con unidades de control provistas de manómetros que indican la presión del aire comprimido aplicado suministrado a las diversas pistolas de una manera análoga. La presión del aire comprimido se puede ajustar a mano por medio de válvulas peculiares según los parámetros operativos, tales como el tipo de pintura, espesor requerido del recubrimiento, velocidad del movimiento relativo entre los chasis y las pistolas, distancias recíprocas, etc.Pistols of this type are very well known, for example, in the automotive industry to paint the chassis of motor vehicles. In such applications, a series is mounted of automatic guns, for example in a robot that can move in relation to the chassis. These devices are equipped with control units equipped with pressure gauges that indicate pressure of the applied compressed air supplied to the various guns in an analogous way. The compressed air pressure can be adjust by hand by means of peculiar valves according to operational parameters, such as paint type, thickness coating required, relative movement speed between chassis and guns, reciprocal distances, etc.
La presión de la sustancia a pulverizar, en este caso pintura, se ajusta a mano por medio de pomos giratorios específicos, aplicados directamente a la pistola respectiva.The pressure of the substance to be sprayed, in this paint case, fits by hand by means of rotating knobs specific, applied directly to the respective gun.
Disposiciones similares se emplean para diferentes aplicaciones, tales como, por ejemplo, sustancias químicas pulverizadoras para curtir cuero, para polvos en la industria alimentaria, etc.Similar provisions are used to different applications, such as substances chemical sprayers for tanning leather, for powders in the food industry, etc.
Es evidente que los ajustes manuales arriba mencionados dependen de la destreza y experiencia de la persona, sin ofrecer garantías particulares según la repetibilidad. Esto no es solo un problema en relación a la uniformidad de los estándares de calidad del proceso de pintado, sino que también afecta a lo que se conoce como eficiencia de la transferencia. Esta expresión se usa para indicar la relación entre la masa de la sustancia aplicada con efectividad y la masa de la sustancia pulverizada desde la boquilla de pulverización de la pistola, expresada en forma de porcentaje. Esta es una medición crucial para la eficacia con respecto al coste del sistema de pulverización y también con relación al impacto ambiental que se deriva de la volatilidad de la sustancia pulverizada, la cual es algunas veces tóxica y, en cualquier caso irrespetuosa con el medio ambiente. A las más bien tradicionales altas presiones (5-7 bares), las pistolas automáticas de pulverización presentan una eficiencia de transferencia baja, siendo típico del orden del 30 al 40%. Esto acarrea un gran desperdicio de material y, por consiguiente, altas emisiones, en especial perjudiciales en el caso de pinturas diluidas con disolventes. Las normas recientes en esta materia indican presiones de pulverización mas bajas, por ejemplo, sin exceder de 1 a 2 bares, para bajar el nivel de emisiones perjudiciales. Las pistolas automáticas de pulverización, llamadas pistolas de "HVLP" (volumen alto a baja presión), al funcionar a estas bajas presiones pueden asegurar una eficiencia de transferencia de al menos el 65%, naturalmente siempre y cuando los ajustes se hagan con corrección. Con procedimientos de ajuste manual esto no se puede garantizar siempre, incluso cuando la conformación estructural y funcional de la pistola sean adecuadas para obtener tales valores de eficiencia de la transferencia.It is obvious that the manual settings above mentioned depend on the skill and experience of the person, without offering particular guarantees according to repeatability. This does not It is only a problem in relation to the uniformity of standards quality of the painting process, it also affects what It is known as transfer efficiency. This expression is use to indicate the relationship between the mass of the applied substance effectively and the mass of the substance sprayed from the gun spray nozzle, expressed in the form of percentage. This is a crucial measure for effectiveness with regarding the cost of the spray system and also with relation to the environmental impact that derives from the volatility of the pulverized substance, which is sometimes toxic and, in Any case disrespectful with the environment. At most Traditional high pressures (5-7 bars), the automatic spray guns have an efficiency of Low transfer, being typical of the order of 30 to 40%. This it carries a great waste of material and, therefore, high emissions, especially harmful in the case of diluted paints with solvents. Recent standards in this area indicate lower spray pressures, for example, not exceeding 1 to 2 bars, to lower the level of harmful emissions. The automatic spray guns, called guns "HVLP" (high volume at low pressure), when operating at these low pressures can ensure transfer efficiency of at least 65%, naturally as long as the adjustments are made with correction. With manual adjustment procedures this is not can always guarantee, even when conformation structural and functional of the gun are suitable to obtain such transfer efficiency values.
Por los documentos de los EE.UU: A-5645884 y A-4593360 se conocen sistemas de control informatizado para las pistolas automáticas de pulverización que corresponden al preámbulo de la reivindicación 1, las cuales no son, de manera inherente, idóneas para proporcionar los valores de eficiencia de la transferencia que se requieren.For the US documents: A-5645884 and A-4593360 are known computerized control systems for automatic guns spray corresponding to the preamble of claim 1, which are not inherently suitable to provide the transfer efficiency values that are required.
La finalidad objetivo de esta invención es solucionar el problema antes mencionado, y, más en concreto, aportar una pistola automática de pulverización del tipo arriba expuesto cuya funcionalidad no sea dependiente solo de la destreza y capacidad del operario en el ajuste, sino incluso que sea tal que garantice un grado de eficiencia de la transferencia más alto, de manera apreciable también con respecto a pistolas de pulverización conocidas controladas por ordenador.The objective purpose of this invention is solve the aforementioned problem, and, more specifically, contribute an automatic spray gun of the type set forth above whose functionality is not dependent only on the skill and operator's ability to adjust, but even to be such that guarantee a higher degree of transfer efficiency, of appreciable way also with respect to spray guns computer controlled acquaintances.
Según esta invención, estos fines se consiguen gracias a las características expuestas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1.According to this invention, these ends are achieved. thanks to the characteristics exposed in the characterizing part of claim 1.
Según se ha mencionado arriba, los parámetros de optimización de la eficiencia de la transferencia están relacionados de manera directa con el tipo de sustancia a pulverizar, con el espesor de recubrimiento que hay que obtener, con la posición de la pistola con respecto a la superficie a recubrir y con la velocidad del movimiento relativo, etc. Estos parámetros se clasifican y catalogan con facilidad y son idóneos para su entrada, por medio de sencillos algoritmos, en programas específicos de ordenador por medio de los cuales operará la unidad de control electrónico. De esta manera, además de garantizar el mantenimiento constante de los estándares de calidad a los niveles máximos de eficiencia de la transferencia, la adaptación de la pistola para aplicaciones diferentes se puede obtener enseguida y con seguridad, porque no dependerá de la destreza del operario.As mentioned above, the parameters of transfer efficiency optimization are related directly with the type of substance to be sprayed, with the coating thickness to be obtained, with the position of the gun with respect to the surface to be coated and with the speed of relative movement, etc. These parameters are classified and catalog easily and are suitable for entry, through simple algorithms, in specific computer programs by means of which the electronic control unit will operate. From This way, in addition to guaranteeing the constant maintenance of quality standards at the maximum efficiency levels of the transfer, adaptation of the gun for applications different can be obtained immediately and safely, because no It will depend on the skill of the operator.
La pistola automática de pulverización comprende, normalmente, un pasador amovible en sentido axial para ajustar el hueco a través de dicha boquilla de pulverización: en este caso, esta invención prevé que, operativamente, dicho pasador esté asociado a un actuador excitado conectado a dicha unidad de control electrónico. De esta manera, todos los posibles ajustes de la pistola automática de pulverización según esta invención, están automatizados.The automatic spray gun normally comprises an axially removable pin for adjust the gap through said spray nozzle: in this case, this invention provides that, operatively, said pin is associated with an excited actuator connected to said drive unit electronic control. In this way, all possible adjustments of the automatic spray gun according to this invention, are automated
Esta invención se explicará mejor por medio de la siguiente descripción detallada con referencia a las figuras adjuntas, en calidad de ejemplo no limitativo, considerando que:This invention will be better explained by The following detailed description with reference to the figures attached, as a non-limiting example, considering that:
- La figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una pistola automática de pulverización según esta invención, y- Figure 1 is a schematic view in perspective of an automatic spray gun according to this invention, and
- La figura 2 es una vista esquemática que muestra el sistema de ajuste de la pistola según esta invención.- Figure 2 is a schematic view that shows the gun adjustment system according to this invention.
Con referencia inicial a la figura 1, una
pistola automática de pulverización según esta invención comprende,
en esencia, un cuerpo 1 con una boquilla de pulverización 2 a la que
está asociado un pasador amovible en sentido axial, cuya extremidad
libre se indica con el número 3, para ajustar el hueco a través de
la boquilla 2. El número 4 indica dos elementos que se proyectan en
sentido axial desde piezas diametralmente opuestas de la boquilla
de pulverización 2 y,
a su vez, están equipadas con orificios
de descarga 5.With initial reference to Figure 1, an automatic spray gun according to this invention essentially comprises a body 1 with a spray nozzle 2 to which an axially removable pin is associated, the free end of which is indicated by the number 3, to adjust the gap through the nozzle 2. The number 4 indicates two elements that project axially from diametrically opposite parts of the spray nozzle 2 and,
in turn, they are equipped with discharge holes 5.
La boquilla de pulverización 2 y los orificios de descarga 5 se comunican de una manera conocida, con los correspondientes pasadizos del fluido en una base de adaptación y soporte 6 a la cual el cuerpo 1 está asegurado. La base 6 está dispuesta para encajar normalmente de una manera ajustable, sobre un soporte 7 que consiste en, por ejemplo, el brazo del robot de pintar.Spray nozzle 2 and holes Discharge 5 communicate in a known way, with corresponding passageways of the fluid in an adaptation base and support 6 to which body 1 is secured. The base 6 is arranged to fit normally in an adjustable way, on a support 7 consisting of, for example, the robot arm of paint.
Dichos pasadizos para el fluido se ilustran de manera esquemática en la figura 2 (sin la conexión al cuerpo 1, que, no obstante, es convencional). Los pasadizos comprenden un primer pasadizo 8, conectado a una tubería para el suministro de aire comprimido 9 desde una fuente de aire comprimido 11 por medio de una válvula de solenoide 10; un segundo pasadizo 12 conectado a una segunda tubería para el suministro de aire comprimido 13, también conectada a la fuente 11 a través de una válvula de solenoide 14; un tercer pasadizo para el suministro de aire comprimido 15, también conectado a la fuente 11 por medio de una tercera tubería 23 y una válvula de solenoide 16; un pasadizo 17 y un pasadizo 18 (opcional), respectivamente, para entrada y recirculación de una sustancia presionizada a pulverizar, por ejemplo, una mezcla de pintura y disolvente. El pasadizo 17 está conectado a una fuente de alimentación 19 de la sustancia a pulverizar por medio de una bomba hidráulica 20, más en concreto, una bomba de engranajes, y una tubería 24. El pasadizo 18 recircula la sustancia, pulverizada en exceso, a la bomba 20 por medio de una tubería 25.Such passages for the fluid are illustrated in schematic way in figure 2 (without connection to body 1, which, however, is conventional). The passages comprise a first passage 8, connected to a pipe for the supply of compressed air 9 from a source of compressed air 11 by means of a solenoid valve 10; a second passage 12 connected to a second pipe for the supply of compressed air 13, also connected to source 11 through a valve solenoid 14; a third passage for air supply tablet 15, also connected to source 11 by means of a third pipe 23 and a solenoid valve 16; a passage 17 and a passage 18 (optional), respectively, for entry and recirculation of a pressed substance to be sprayed, by example, a mixture of paint and solvent. The passage 17 is connected to a power source 19 of the substance a spray by means of a hydraulic pump 20, more specifically, a gear pump, and a pipe 24. The passage 18 recirculates the substance, sprayed in excess, to the pump 20 by means of a pipe 25.
El primer pasadizo de alimentación de aire 8 y el pasadizo de entrada 17 de la sustancia a pulverizar están conectados a la boquilla de pulverización 2. El segundo pasadizo de alimentación 12 está conectado a los orificios de descarga 5 para enviar un abanico periférico de aire a presión alrededor de la boquilla de pulverización 2. Por otro lado, el tercer pasadizo de alimentación 15 está conectado a un sistema de control, también conocido y que no se ilustra en los dibujos por motivos de sencillez, por medio del cual la corriente de aire y la sustancia a pulverizad por medio de la pistola se activan y desactivan respectivamente.The first air feed passage 8 and the inlet passage 17 of the substance to be sprayed is connected to the spray nozzle 2. The second passage of power 12 is connected to discharge holes 5 to send a peripheral fan of pressurized air around the spray nozzle 2. On the other hand, the third passage of power 15 is connected to a control system, also known and not illustrated in the drawings for reasons of simplicity, whereby the air flow and the substance to sprayed by means of the gun are activated and deactivated respectively.
El pasadizo de entrada 17 está también conectado a la boquilla de pulverización 2, mientras que el pasadizo 18 (opcional) se usa para recircular la sustancia que no se pulveriza en el bomba 20.The entrance passage 17 is also connected to spray nozzle 2, while passage 18 (optional) is used to recirculate the substance that is not sprayed in the pump 20.
Según esta invención hay un transductor electrónico de la presión, respectivamente, 26, 27, 28, 29 (y 32 si viene al caso), en cada uno de los pasadizos 8, 12, 15, 17 (y 18, si viene al caso) dentro de la base 16. Los transductores electrónicos de la presión 26-29 están miniaturizados y son, por ejemplo, del tipo cerámico de capacitancia que comercializa ENTEC GmbH. Las señales numéricas de salida de estos transductores indican la presión dentro de los respectivos pasadizos 8, 12, 15, 17 (y 18 si viene al caso), las cuales se envían a una unidad de control electrónico y tratamiento 30, que operativamente está conectada a las etapas de control de las válvulas de solenoide 10, 14 y 16, así como también a la bomba 20.According to this invention there is a transducer electronic pressure, respectively, 26, 27, 28, 29 (and 32 if this is the case), in each of the passages 8, 12, 15, 17 (and 18, if applicable) within base 16. The transducers 26-29 pressure electronics are miniaturized and are, for example, the ceramic type of capacitance sold by ENTEC GmbH. The numerical signals of output of these transducers indicate the pressure within the respective passages 8, 12, 15, 17 (and 18 if applicable), the which are sent to an electronic control and treatment unit 30, which is operatively connected to the control stages of solenoid valves 10, 14 and 16, as well as the pump twenty.
Las válvulas de solenoide 10 y 14 son normalmente del tipo proporcional, mientras que la válvula de solenoide 16 puede ser, sencillamente, una válvula de apertura y cierre.Solenoid valves 10 and 14 are normally of the proportional type, while the valve solenoid 16 can simply be an opening valve and closing.
La unidad de control electrónico 30 es programable por medio de algoritmos concretos con el fin de ajustar, de manera automática, durante el funcionamiento, la presión del aire que se envía a la boquilla de pulverización 2 y a los orificios de descarga 5 a través de la válvula de solenoide 10 y de la válvula de solenoide 4, respectivamente, así como también la presión de la sustancia a pulverizar enviada a la boquilla de pulverización 2, por medio de la bomba 20, de acuerdo con los parámetros de optimización de la eficiencia de la transferencia. La unida electrónica de control 30 también activa y desactiva la pistola por medio de la válvula de solenoide de control 16.The electronic control unit 30 is programmable by means of concrete algorithms in order to adjust, automatically, during operation, the pressure of the air sent to spray nozzle 2 and to discharge holes 5 through solenoid valve 10 and from solenoid valve 4, respectively, as well as the pressure of the substance to be sprayed sent to the nozzle of spraying 2, by means of the pump 20, according to the optimization parameters of transfer efficiency. The electronic control unit 30 also activates and deactivates the gun by means of the control solenoid valve 16.
Según un aspecto adicional de esta invención la unidad de control 30 también puede controlar, de manera automática, el ajuste axial del pasador amovible 3 para cambiar el hueco de la sustancia a pulverizar a través de la boquilla 2. Para este fin, el pasador 3 está operativamente asociado a un actuador excitado, siendo típico un motor eléctrico 31, conectado también a la unidad de control electrónico 30.According to a further aspect of this invention the control unit 30 can also control, automatically, the axial adjustment of the removable pin 3 to change the gap of the substance to be sprayed through the nozzle 2. For this purpose, the pin 3 is operatively associated with an excited actuator, an electric motor 31 being typical, also connected to the unit Electronic control 30.
El uso de una pistola automática de pulverización según esta invención es, en particular, ventajoso en combinación con pistolas automáticas idénticas para hacer, también, complejos sistemas de pulverización: en este caso, las diversas pistolas y los respectivos transductores electrónicos de la presión y los respectivos actuadores eléctricos se pueden regular de manera conjunta o independiente, el uno con respecto al otro, por medio de la misma unidad de control electrónico 30.The use of an automatic gun Spraying according to this invention is, in particular, advantageous in combination with identical automatic guns to do, too, complex spray systems: in this case, the various guns and the respective electronic pressure transducers and the respective electric actuators can be regulated so joint or independent, with respect to each other, through the same electronic control unit 30.
Es natural que se puedan realizar numerosos cambios en la construcción y en las formas de realización, de la invención aquí considerada, todas comprendidas dentro del concepto que caracteriza a esta invención, según definen las reivindicaciones que siguen. Por ejemplo, los transductores de la presión se pueden alojar, por completo o en parte, directamente dentro del cuerpo 1 de la pistola en lugar de en la base 6.It is natural that numerous can be done changes in construction and embodiments, of the invention considered here, all within the concept that characterizes this invention, as defined by the claims that follow. For example, the transducers of the pressure can be accommodated, in whole or in part, directly inside the gun body 1 instead of the base 6.
Aún más la unidad de control electrónico 30 se puede operativamente conectar, de manera adicional, a transductores de descarga o volumen del aire y/o de la sustancia a pulverizar alimentada a la pistola, así como también transductores electrónicos adicionales para medir la temperatura del aire y/o de la estancia a pulverizar. Las señales procedentes de estos transductores, no ilustradas en este documento al estar dentro del ámbito de conocimientos del los técnicos del sector, se concatenarán con las arriba descritas y se procesarán con la unidad de control electrónico 30 para, de manera adicional, optimizar la eficiencia de la transferencia durante el funcionamiento de la pistola.Even more the electronic control unit 30 is can operatively connect additionally to transducers discharge or volume of air and / or substance to be sprayed fed to the gun as well as transducers additional electronics to measure air temperature and / or The room to spray. The signals coming from these transducers, not illustrated in this document as they are within the field of knowledge of the technicians of the sector, it concatenate with those described above and process with the unit electronic control 30 to additionally optimize the transfer efficiency during operation of the gun.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
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