ES2301741T3 - Turbina de pulverizador rotativo. - Google Patents

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Frank Herre
Michael Baumann
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Abstract

Turbina de pulverizador rotativo para el accionamiento de un plato de campana, con una rueda de turbina (1), apoyada de manera giratoria, con múltiples álabes (4) por el lado del plato de campana y por lo menos con una marca (6-9; 10-15; 16-20), conectada con resistencia a la torsión con la rueda de turbina (1), para el control de un emisor de valor de giro para un registro de la velocidad de giro de la rueda de turbina (1), girando la marca (6-9; 10-15; 16-20) con la rueda de turbina (1) y reaccionando el emisor de valor de giro a la marca (6-9; 10-15; 16-20), caracterizada porque la marca (6-9; 10-15; 16-20) para el emisor de valor de giro contiene una información que depende de la dirección de giro o está previsto un emisor de valor de giro adicional para el reconocimiento de la dirección de giro.

Description

Turbina de pulverizador rotativo.
La presente invención se refiere a una turbina de pulverizador rotativo para el accionamiento de un plato de campana en un pulverizador rotativo para una instalación de revestimiento según el preámbulo de la reivindicación 1 así como a un pulverizador rotativo según la reivindicación 13 con una turbina de pulverizador rotativo de este tipo y a un procedimiento de funcionamiento para una turbina de pulverizador rotativo según la reivindicación 14.
En las instalaciones de barnizado modernas se utilizan, como es conocido, pulverizadores rotativos en los cuales es accionado con velocidades de rotación altas un denominado plato de campana por una turbina de aire a presión. El plato de campana tiene al mismo tiempo, por regla general, forma de cono truncado y se amplía en la dirección de pulverización, siendo acelerado en el plato de campana en forma de tronco de cono el medio de revestimiento que hay que aplicar, a causa de las fuerzas centrífugas, axialmente y en especial radialmente, de manera que en el canto de partida del plato de campana se forma un chorro de pulverización cónico.
La velocidad de rotación de la turbina de aire a presión está al mismo tiempo en el intervalo comprendido entre 15.000 y 80.000 r/min., de manera que el frenado del plato de campana hasta la parada requiere un cierto tiempo. Por este motivo, es además conocido soplar, para el frenado, contra la rueda de turbina de la turbina de aire a presión, en contra de la dirección de giro, con un llamado aire de frenado, con el fin de frenar el plato de campana lo más rápidamente posible hasta la parada. Durante el proceso de frenado hay que cuidar sin embargo de que el soplado con el aire de frenado se finalice a tiempo, para que no se invierta la dirección de giro del plato de campana.
Gracias al documento DE 43 06 800 C2 o el documento DE 300 22 06 se conoce además una turbina de pulverizador rotativo la cual permite un registro de la velocidad de rotación del plato de campana. Para ello, la rueda de turbina presenta, en su superficie frontal alejada del plato de campana, una marca óptica en forma de varios elementos marcadores reflectantes, los cuales han sido dispuestos de manera equidistante en la dirección de giro. Estas marcas ópticas son exploradas, durante el funcionamiento, a través de una guía de ondas, por parte de un sensor óptico, reproduciendo la cadencia de impulsos generada por el sensor óptico la velocidad de rotación de la rueda de turbina.
En los pulverizadores rotativos conocidos se finaliza el soplado con aire de frenado durante un proceso de frenado cuando la velocidad de rotación de la rueda de turbina registrada por el sensor óptico está por debajo de un valor límite predeterminado. De esta manera se impide que se invierta la dirección de giro de la rueda de turbina durante un proceso de frenado.
En este tipo de finalización del proceso de frenado es sin embargo desventajoso que la rueda de turbina es frenada, en la zona de velocidad de rotación inferior al valor límite predeterminado, únicamente mediante el rozamiento propio, de manera que la rueda de turbina no llega prácticamente a la parada.
Gracias a la solicitud de patente (WO 02/086515 A1) más antigua, publicada con posterioridad, se conoce un pulverizador rotativo el cual hace posible asimismo un reconocimiento de la dirección de giro. Esta solicitud de patente no contiene, sin embargo, ninguna indicación acerca de la disposición de los álabes en la rueda de turbina.
La invención se plantea por consiguiente, el problema de mejorar la turbina de aire a presión conocida, descrita anteriormente, con un registro óptico de la velocidad de rotación de la rueda de turbina, de manera que la rueda de turbina pueda ponerse, durante un proceso de frenado, lo más rápidamente posible en parada.
El problema se resuelve, partiendo de una turbina de pulverizador rotativo conocida según el preámbulo de la reivindicación 1, mediante las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1 y, con respecto a un pulverizador rotativo completo, mediante las características de las reivindicación 13. El problema se resuelve además mediante un procedimiento de funcionamiento para una turbina de pulverizador rotativo según la reivindicación 14.
La invención comprende la enseñanza técnica general de no registrar únicamente el valor absoluto de la velocidad de rotación de la rueda de turbina sino también su dirección de giro. El soplado con aire de frenado se puede finalizar entonces precisamente en el instante en el cual se invierte la dirección de giro de la rueda de turbina. Por lo tanto, ya no es necesario que el soplado con aire de frenado sea finalizado cuando la velocidad de rotación de la rueda de turbina esté por debajo de un valor límite predeterminado. De esta manera se puede llevar la rueda de turbina de manera esencialmente más rápida a la parada, dado que se puede utilizar el intervalo de velocidad de rotación total hasta la parada para el soplado con aire de frenado.
Sin embargo, frecuentemente basta con que el soplado contra la rueda de turbina con aire de frenado se finalice ya cuando la energía de rotación o la velocidad de giro del plato de campana haya disminuido suficientemente, con el fin de excluir una lesión del personal de servicio por parte del plato de campana en rotación. El reconocimiento de la dirección de giro según la invención es, sin embargo, ventajoso, en una desconexión temprana de este tipo del aire de frenado antes de una inversión de la dirección de giro de la rueda de turbina, para impedir controles erróneos, con lo cual se aumenta la seguridad de funcionamiento.
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La turbina de pulverizador rotativo según la invención presenta preferentemente una marca para el emisor de valor de giro, la cual contiene una información que depende de la dirección de giro, de manera que el emisor de valor de giro puede determinar la dirección de giro de la rueda de turbina. En este caso, no es necesario que la marca con la información que depende de la dirección de giro esté dispuesta directamente en la rueda de turbina. Más bien es también posible que la marca con la información que depende de la dirección de giro esté dispuesta en un disco de marca separado, el cual gira con la rueda de turbina. Sin embargo, la marca con la información que depende de la dirección de giro está dispuesta preferentemente en una superficie frontal de la rueda de turbina o de su superficie de recubrimiento.
Una solución alternativa prevé, por el contrario, que para el reconocimiento de la dirección de giro esté previsto un emisor de valor de giro adicional. Pueden estar previstos, por ejemplo, dos emisores de valor de giro, los cuales están dispuestos desplazados con respecto a la dirección de giro de la rueda de turbina y, como consecuencia de ello, suministran señales de salida desfasadas. A partir del desplazamiento de fase entre las dos señales de salida se puede determinar entonces la dirección de giro de la rueda de turbina.
En una forma de realización preferida la marca en la rueda de turbina comprende varios grupos de elementos marcadores, los cuales están distribuidos en la dirección de giro, aumentando el número de elementos marcadores en cada grupo en una dirección de giro y disminuyendo en la dirección de giro opuesta, con el fin de hacer posible un reconocimiento de la dirección de giro. Es posible, por ejemplo, que en el primer grupo esté dispuesto únicamente un elemento marcador, mientras que el grupo siguiente en la dirección de giro contenga dos elementos marcadores. El siguiente grupo en la dirección de giro puede contener entonces, por ejemplo, tres elementos marcadores. El emisor de valor de giro genera a continuación, dependiendo de la dirección de giro, o bien paquetes de señales con un número de impulsos creciente o con un número de impulsos menguante, a partir del cual se puede determinar la dirección de giro de la rueda de turbina.
En otra forma de realización de la invención, la marca en la rueda de turbina presenta, por el contrario, por lo menos dos elementos marcadores contiguos con una extensión angular diferente, con el fin de posibilitar un reconocimiento de la dirección de giro. El elemento marcador se puede extender, por ejemplo, sobre un ángulo de 45º, mientras que el otro elemento marcador se extiende sobre un ángulo de 90º. El emisor de valor de giro genera entonces en cada caso paquetes de impulsos los cuales constan de un impulso corto y uno largo, reproduciendo la sucesión de estos impulsos de longitud diferente la dirección de giro.
En una variante ventajosa de la invención, con una importancia propia merecedora de ser protegida, está prevista adicionalmente una marca en la rueda de turbina, la cual contiene una información adicional acerca del tipo de turbina de pulverizador rotativo, el número de serie de la turbina de pulverizador rotativo o una información adicional específica del cliente, la cual es leída por el emisor de valor de giro. El control electrónico del pulverizador rotativo puede reconocer a continuación, sobre la base de la información adicional dispuesta sobre la rueda de turbina, si la turbina de pulverizador rotativo montada es técnicamente compatible con el tipo de pulverizador rotativo. De esta manera se puede evitar que se monten piezas de repuesto de fabricantes no autorizados, las cuales no cumplen las especificaciones técnicas de los productos originales. La información adicional se puede codificar en la rueda de turbina de forma binaria, por ejemplo, mediante varios elementos marcadores. Un código binario "1001101" se puede codificar, por ejemplo, mediante una sucesión de elementos marcadores en posiciones predeterminadas sobre la rueda de turbina, siendo reproducido un "1" por un elemento marcador dispuesto en la rueda de turbina, mientras que un "0" es codificado por un elemento marcador que falta en la posición correspondiente.
La invención no está limitada a las marcas ópticas descritas con anterioridad. Es posible más bien además prever marcas magnéticas, las cuales son registradas por un sensor de campo magnético. Además, se puede utilizar también un sensor capacitivo, si la marca presenta propiedades dieléctricas. Además, se puede utilizar también un sensor mecánico como emisor de valor de giro, siendo la marca un elemento de acoplamiento el cual acopla la rueda de turbina mecánicamente con el sensor.
Además de la turbina de pulverizador rotativo descrita anteriormente, la invención comprende también un pulverizador rotativo completo con una turbina de pulverizador rotativo según la invención, así como un procedimiento de funcionamiento para la turbina de pulverizador rotativo según la invención.
En un procedimiento de funcionamiento según la invención se establece la dirección de giro de la rueda de turbina y el soplado contra la rueda de turbina con el aire de accionamiento y/o el aire de frenado se controla dependiendo de la dirección de giro establecida.
El concepto de control del soplado, utilizado en el marco de la invención, debe entenderse en general y no limitado en un sentido más restrictivo a una comprensión del concepto desde el punto de vista de la teoría de la regulación. La invención comprende también formas de realización en las cuales el soplado contra la rueda de turbina se regula en el marco de un bucle de retroacoplamiento.
En una forma de realización preferida del procedimiento de funcionamiento según la invención se finaliza el soplado con el aire de frenado, durante un proceso de frenado, cuando se invierte la dirección de giro de la rueda de turbina.
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Preferentemente, el soplado contra la rueda de turbina es controlado, sin embargo, dependiendo de la velocidad de giro y de la dirección de giro de la rueda de turbina. Por ejemplo, el soplado contra la rueda de turbina con el aire de frenado se puede finalizar cuando la velocidad de giro de la rueda de turbina está por debajo de un valor límite predeterminado o cuando se invierte la dirección de giro de la rueda de turbina.
Otros perfeccionamientos ventajosos de la invención están caracterizados en las reivindicaciones subordinadas o se explican a continuación con mayor detalle, a partir de las figuras, junto con la descripción del ejemplo de forma de realización preferido. En las figuras:
La Fig. 1 muestra una vista lateral de una rueda de turbina según la invención de una turbina de pulverizador rotativo,
la Fig. 2 muestra una marca, conocida por el estado de la técnica, para una rueda de turbina de una turbina de pulverizador rotativo,
las Figs. 3a-5a muestran unos diagramas de impulsos, generados por diferentes marcas según la invención, así como
las Figs. 3b-5b muestran unas vistas axiales sobre la rueda de turbina de la Fig. 1 con las marcas según las Figs. 3a-5a.
La vista lateral en la Figura 1 muestra una rueda de turbina 1, ampliamente convencional, la cual se puede insertar en una turbina de pulverizador rotativo como se conoce, por ejemplo, por el documento DE 43 06 800 C2. Con respecto a la estructuración constructiva de la turbina de pulverizador rotativo y del pulverizador rotativo completo se remite por ello, por simplificación, al documento DE 43 06 800 C2, cuyo contenido debe añadirse en toda su extensión a la presente descripción.
La rueda de turbina 1 según la invención presenta un árbol de plato de campana 2, pudiéndose montar un plato de campana en el lado del árbol de plato de campana 2, situado a la izquierda en la Figura 1. Además, la rueda de turbina 1 presenta un cursor 3 en forma de disco circular, estando distribuidos sobre la superficie frontal del lado del plato de campana del cursor 3 muchos álabes 4 a lo largo del perímetro. Durante el funcionamiento del pulverizador rotativo se sopla contra los álabes 4 mediante un denominado aire de accionamiento, lo que es suficientemente conocido.
En la superficie frontal 5 del cursor 3 alejada del plato de campana está dispuesta una marca óptica, la cual hace posible tanto una determinación de la velocidad de giro de la rueda de turbina 1 como también una determinación de la dirección de giro de la rueda de turbina 1.
Las Figuras 3b-5b muestran diferentes ejemplos de formas de realización de estas marcas, mostrando las Figuras 3a-5a los diagramas de impulsos correspondientes, los cuales son generados por el emisor de valor de giro y que hacen posible un reconocimiento de la dirección de giro y de la velocidad de giro.
En el ejemplo de forma de realización según la Figura 3b la marca óptica comprende unos elementos marcadores 6 a 9 reflectantes, los cuales están dispuestos sobre la superficie frontal 5, de lo contrario mate, del cursor 3 y que son explorados por un sensor óptico.
Los elementos marcadores 6 y 7 forman con ello un grupo, mientras que los elementos marcadores 8, 9 forman un segundo grupo. En este caso, es determinante que los elementos marcadores 6, 8 presenten una extensión angular mayor que los elementos marcadores 7, 9. Esto se pone de manifiesto en el diagrama de impulsos correspondientes según la Figura 3a porque un impulso más largo aparece junto con un impulso más corto, reproduciendo la secuencia de ambos impulsos la dirección de giro de la rueda de turbina 1.
El reconocimiento de la dirección de giro es posible, por lo tanto, gracias a que los elementos marcadores 6, 7 u 8, 9 individuales presentan una extensión angular diferente.
La Figura 4b muestra, por el contrario, un ejemplo de realización de una marca, la cual consta de tres grupos de elementos marcadores 10 a 15. El primer grupo comprende con ello únicamente un elemento marcador 10, mientras que el segundo grupo contiene, con los elementos marcadores 11, 12, dos elementos marcadores. El tercer grupo comprende, finalmente, los elementos marcadores 13 a 15 y contiene por consiguiente tres elementos marcadores.
Esto se pone de manifiesto en el diagrama de impulsos correspondiente según la Figura 4a porque el número de impulsos de cada grupo o bien aumenta o disminuye dependiendo de la dirección de giro, a partir de lo cual se puede determinar de manera sencilla la dirección de giro de la rueda de turbina 1.
Finalmente, la Figura 5a muestra otro ejemplo de forma de realización de una marca, la cual comprende varios elementos marcadores 16 a 20.
Los dos elementos marcadores 16 y 17 posibilitan al mismo tiempo un reconocimiento de la velocidad de giro y un reconocimiento de la dirección de giro, de la manera descrita anteriormente sobre la base de las Figuras 3a y 3b, dado que los dos elementos marcadores 16, 17 presentan una extensión angular diferente.
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Además la marca posibilita al mismo tiempo una codificación binaria de un elemento de datos de 6 Bit mediante las marcas 18, 19, 20 en relación con las marcas 21 a 23 que faltan, las cuales están representadas en la presente memoria mediante trazos. En el presente caso codificarían por lo tanto los elementos marcadores 18 a 23 el elemento de datos "100101" binario, el cual podría indicar, por ejemplo, el tipo de la turbina de pulverizador rotativo. Durante el funcionamiento un sensor óptico comprueba por lo tanto si en las posiciones angulares predeterminadas para elementos marcadores 18 a 23 existen o no elementos marcadores reflectantes, con el fin de establecer el valor binario "0" o "1" correspondiente.

Claims (17)

1. Turbina de pulverizador rotativo para el accionamiento de un plato de campana, con una rueda de turbina (1), apoyada de manera giratoria, con múltiples álabes (4) por el lado del plato de campana y por lo menos con una marca (6-9; 10-15; 16-20), conectada con resistencia a la torsión con la rueda de turbina (1), para el control de un emisor de valor de giro para un registro de la velocidad de giro de la rueda de turbina (1), girando la marca (6-9; 10-15; 16-20) con la rueda de turbina (1) y reaccionando el emisor de valor de giro a la marca (6-9; 10-15; 16-20), caracterizada porque la marca (6-9; 10-15; 16-20) para el emisor de valor de giro contiene una información que depende de la dirección de giro o está previsto un emisor de valor de giro adicional para el reconocimiento de la dirección de giro.
2. Turbina de pulverizador rotativo según la reivindicación 1, caracterizada porque la marca (6-9; 10-15; 16-20) en la rueda de turbina (1) comprende varios grupos de elementos marcadores (10-15), los cuales están distribuidos en la dirección de giro, aumentando el número de elementos marcadores en cada grupo en una dirección de giro y disminuyendo en la dirección de giro contraria, con el fin de posibilitar un reconocimiento de la dirección de giro.
3. Turbina de pulverizador rotativo según la reivindicación 1, caracterizada porque la marca (6-9; 10-15; 16-20) en la rueda de turbina (1) presenta por lo menos dos elementos marcadores (6, 7; 16, 17) contiguos con una extensión angular diferente, con el fin de posibilitar un reconocimiento de la dirección de giro.
4. Turbina de pulverizador rotativo según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la marca (6-9; 10-15; 16-20) en la rueda de turbina (1) contiene una información adicional acerca del tipo de turbina de pulverizador rotativo, el número de serie de la turbina de pulverizador rotativo o una información adicional específica del cliente, la cual puede ser leída por el emisor de valor de giro.
5. Turbina de pulverizador rotativo según la reivindicación 4, caracterizada porque la marca (6-9; 10-15; 16-20) con la información adicional está codificada de forma binaria mediante varios elementos marcadores (18-23).
6. Turbina de pulverizador rotativo según la reivindicación 5, caracterizada porque los elementos marcadores para la codificación binaria están dispuestos en la rueda de turbina (1) en posiciones angulares predeterminadas y de manera equidistante.
7. Turbina de pulverizador rotativo según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el emisor de valor de giro es un sensor óptico y la marca (6-9; 10-15; 16-20) es una marca (6-9; 10-15; 16-20) óptica.
8. Turbina de pulverizador rotativo según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el emisor de valor de giro es un sensor de campo magnético y la marca (6-9; 10-15; 16-20) es magnética.
9. Turbina de pulverizador rotativo según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el emisor de valor de giro es un sensor capacitivo y la marca (6-9; 10-15; 16-20) es dieléctrica.
10. Turbina de pulverizador rotativo según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el emisor de valor de giro es un sensor mecánico y la marca (6-9; 10-15; 16-20) es un elemento de acoplamiento, el cual acopla la rueda de turbina (1) mecánicamente con el sensor.
11. Turbina de pulverizador rotativo según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la marca (6-9; 10-15; 16-20) está dispuesta sobre una superficie frontal de la rueda de turbina (1).
12. Turbina de pulverizador rotativo según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la marca (6-9; 10-15; 16-20) está dispuesta sobre una superficie de recubrimiento de la rueda de turbina (1).
13. Pulverizador rotativo con una turbina de pulverizador rotativo según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores.
14. Procedimiento de funcionamiento para una turbina de pulverizador rotativo con una rueda de turbina (1) para el accionamiento de un plato de campana, estando dispuestos en la rueda de turbina (1), por el lado de la rueda de campana, numerosos álabes (4), con las etapas siguientes:
-
soplar contra la rueda de turbina (1) con un gas de accionamiento o soplado, en sentido contrario, contra la rueda de turbina (1) con un gas de frenado para frenar la rueda de turbina (1),
caracterizado porque comprende
-
establecer la dirección de giro de la rueda de turbina (1) y
-
controlar el soplado contra la rueda de turbina (1), con el gas de accionamiento y/o el gas de frenado, dependiendo de la dirección de giro establecida de la rueda de turbina (1).
15. Procedimiento de funcionamiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el soplado con el gas de frenado, durante el frenado de la rueda de turbina (1), se finaliza cuando varía la dirección de giro de la rueda de turbina (1).
16. Procedimiento de funcionamiento según la reivindicación 14 y/o la reivindicación 15, caracterizado porque se establece la velocidad de giro de la rueda de turbina (1) y el soplado con el gas de accionamiento y/o el gas de frenado se controla dependiendo tanto de la dirección de giro establecida como de la velocidad de giro establecida.
17. Procedimiento de funcionamiento según la reivindicación 16, caracterizado porque durante el frenado de la rueda de turbina (1) se finaliza el soplado con el gas de frenado, cuando varía la dirección de giro de la rueda de turbina (1) y/o cuando la velocidad de giro de la rueda de turbina (1) está por debajo de un valor límite predeterminado.
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DE10237128.8A DE10237128B4 (de) 2002-08-13 2002-08-13 Betriebsverfahren für eine Rotationszerstäuberturbine und entsprechende Anordnung
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AT (1) ATE388761T1 (es)
DE (3) DE10237128B4 (es)
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