ES2304020T3 - Dispositivo de precalentamiento de un fluido portador para pintura a pistola. - Google Patents
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Abstract
Un aparato para pintar a pistola que comprende una fuente de fluido portador, una pistola (27) por pulverización de una mezcla de pintura / fluido y un tubo (15) de conexión con una primera conexión (30) a dicha fuente de fluido portador presurizado y una segunda conexión (31) a dicha pistola (27) por pulverización de pintura, estando el tubo acondicionado con medios (16) de calentamiento situados a lo largo de al menos una parte de su longitud en contacto con el fluido portador, caracterizado porque comprende medios (14) para regular la temperatura del fluido de acuerdo con los valores de la temperatura del fluido a la salida del fluido de la pistola o aeropulverizador, con el fin de mantener el flujo del fluido portador a una temperatura requerida al menos en el momento de su mezcla con la pintura.
Description
Dispositivo de precalentamiento de un fluido
portador para pintura a pistola.
La presente invención se refiere al sector de la
producción de fluidos portadores en sistemas de pintura por
pulverización (incluso del tipo pulverizada), y en particular a la
producción de nitrógeno del aire usando membranas de separación de
fibra ahue-
cada.
cada.
Se sabe que en el sector de la pintura en
general y de la pintura por pulverización en particular, la pintura
se mezcla con un fluido portador que consta generalmente de aire
comprimido, y los tiempos de secado de las capas de pintura
aplicadas son demasiado prolongados debido en parte a la humedad
presente en el ambiente de pintura y a la absorbida por el fluido
portador y por los componentes a pintar.
Actualmente, los tiempos de secado son reducidos
tanto por el uso de aire seco caliente como por otras medidas tales
como el uso de disolventes volátiles.
En particular, la duración del tiempo necesario
para que se seque la pintura es un problema que afecta a los
sistemas de pintura basados en agua, usados crecientemente debido al
bajo impacto ambiental y a la mayor seguridad, pero al mismo
tiempo, el uso de agua como disolvente, exige tiempos de secado más
prolongados.
Del documento US 2 583 761 se conoce un aparato
de pintura por pulverización que comprende una manguera caliente
que se extiende desde una fuente de aire presurizado y una pistola
por pulverización.
Este aparato comprende también un termistor para
ajustar la temperatura del aire por debajo de un valor máximo de la
resistencia de la manguera.
Además, se descubrió que en sistemas de pintura
por pulverización aún no se ha resuelto el problema de mantener el
flujo del fluido portador a la temperatura requerida o de llevarlo a
dicha temperatura.
Por consiguiente, el sector necesita seriamente
un dispositivo capaz de suministrar el sistema de pintura por
pulverización casi instantáneamente (es decir, en varios segundos,
por ejemplo, 5 - 30 segundos después de la inyección del aire) con
un flujo de fluido portador presurizado (por ejemplo, aire o
nitrógeno seco) que pueda reducir drásticamente los tiempos de
secado de la pintura aplicada.
Por consiguiente, otro objetivo de la invención
es ofrecer un sistema de pintura en el que la temperatura del
fluido portador se mantenga o se lleve a la temperatura requerida al
menos en el momento de la mezcla.
Consecuentemente, se proporcionan un
dispositivo, un aparato y un procedimiento de pintura por
pulverización como los descritos en las reivindicaciones 1 a 5.
Una primera ventaja del sistema revelado es la
reducción del tiempo de secado desde el actual de 15 - 40 minutos
hasta tiempos que pueden variar entre un minuto y 5 minutos,
especialmente en la pintura por pulverización con pinturas basadas
en agua.
Otra ventaja es el uso de nitrógeno caliente,
que se puede producir con membranas de fibra ahuecada
(preferiblemente) o con sistemas de PSA (Absorción por Filtrado a
Presión) y que aporta una fluidificación mejorada de la pintura, lo
que permite una reducción del número de pasadas necesarias y la
posible eliminación del agua o disolventes de la pintura.
Otra ventaja más es la posibilidad de pasar un
chorro de nitrógeno caliente solamente sobre la superficie a pintar
antes de aplicar la pintura, para eliminar el polvo y la humedad, y
después de pintar, para impulsar un secado casi instantáneo del
recubrimiento de pintura.
Una ventaja del procedimiento de pintura
revelado es que el nitrógeno tiene un "punto de rocío"
extremadamente bajo (alrededor de -50ºC), lo que significa que el
uso de nitrógeno elimina todas las trazas de humedad y acelera el
secado de la pintura o de la superficie afectada por el flujo.
Otra ventaja es que el fluido caliente que fluye
hacia fuera de la pistola pulverizadora, normalmente hecha de
aluminio que, a su vez, transmite el calor a la pintura, que la
calienta y mejora su comportamiento.
En las reivindicaciones dependientes se
describen otros aspectos ventajosos de la invención que consisten
en sencillez geométrica, dimensiones compactas y construcción
sencilla, que pueden ser adecuadas para el uso modular.
Las características técnicas de la presente
invención, de acuerdo con los objetivos antes mencionados, se
exponen en las reivindicaciones adjuntas y las ventajas se ilustra
más claramente en las descripción detallada que sigue, con
referencia a los dibujos que se acompañan, que ilustran una
realización preferente de la invención sin limitar el ámbito
conceptual de la invención, y en los que:
La figura 1 es una vista de un dispositivo de
producción de nitrógeno, con algunas partes omitidas para ilustrar
mejor los detalles internos;
La figura 2 es una vista de un tubo de
suministro de fluido portador de acuerdo con la presente invención
para sistemas de pintura por pulverización.
La figura 2 ilustra un tubo 15 de suministro de
nitrógeno conectado en un primer extremo 30 al contenedor 1 y en un
segundo extremo 31 a una pistola 27 de pintura por pulverización, en
el caso de aplicación de la máquina en un sistema de pintura por
pulverización.
Provechosamente, concretamente en la pintura con
pinturas basadas en agua, el uso de nitrógeno caliente acorta los
tiempos de secado de la pintura.
Además, el flujo de nitrógeno caliente solo
también puede ser dirigido directamente a la superficie a pintar,
para deshumedecerla totalmente y, una vez pintada, se puede dirigir
sobre el recubrimiento de pintura inmediatamente después de
aplicada, para acelerar más su secado antes de que pase un segundo,
si fuera necesario.
De acuerdo con la invención, el tubo 15 también
puede estar acondicionado con un elemento 16 de calentamiento
situado sobre al menos parte de su longitud, para mantener la
temperatura del nitrógeno hasta el momento de la pulverización, que
en algunos casos puede ocurrir a muchos metros de la máquina.
Preferiblemente, el elemento 16 consta de un
resistor situado en el interior del tubo 15, en contacto directo
con el flujo de nitrógeno, y conectado a un termorregulador 14 por
contactos 32, que controlan el calentamiento de la bobina con los
valores de la temperatura alcanzada y detectada por un termopar
situado a la salida de la pistola o pulverizador del fluido.
Ventajosamente, se puede usar la misma señal
para habilitar o deshabilitar la dispensación del fluido portador
presurizado.
Sin embargo, se debe entender que se podrían
usar diferentes elementos de calentamiento situados dentro o fuera
del tubo 15.
Además, es importante destacar que el uso del
tubo 15 caliente, aunque es especialmente útil en combinación con
un sistema de pintura con nitrógeno caliente, se puede aplicar
ventajosamente en sistemas de pintura por pulverización
convencionales que usen aire comprimido como portador de la pintura
(tratado diferentemente para calentamiento y/o secado), con el fin
de calentar el fluido portador y, por consiguiente, mejorar el
secado de la pintura.
Con referencia a los dibujos adjuntos, se
describe un contenedor 1 en forma de caja que, en la realización
descrita es del tipo "independiente", pero que también se puede
montar horizontalmente o en una pared o sobre compresores de
aire.
El contenedor 1 delimita una cámara 17 caliente
que contiene elementos de calentamiento, por ejemplo, uno o más
resistores 2a planos dispuestos lateralmente o uno encima de
otro.
Se puede insertar una membrana 18 de separación
en la cámara 17 para producir nitrógeno (o aire modificado rico en
nitrógeno), que comunica con el exterior del contenedor a través de
una entrada 19 de aire y una salida 11 del nitrógeno producido.
El tubo 20 que lleva el aire desde la entrada 19
a la membrana 18 está preferiblemente acondicionado con filtros 12
combinados para eliminar todas las impurezas del aire tales como
aceite, partículas y otros elementos.
Con referencia a la figura 1, el tubo de
inyección de aire continúa por dentro de la cámara 17 en una espiral
o bobina 3a alrededor de la membrana 18, hasta que se conecta en el
punto 23 en el que el aire entra en la membrana 18.
En la realización descrita, la bobina 3a consta
de un tubo de cobre, aunque puede ser de aluminio o de otro
material adecuado para transmitir calor al aire introducido en su
interior.
Desde el punto de entrada, el aire comprimido
pasa a través de la membrana, que está separada dentro de un
componente rico en nitrógeno que llega a una salida 25 de la
membrana, y filtra un gas que se puede eliminar a través de un
orificio 26 purgador del contenedor, directamente o después de ser
recibido en la cámara 17 otra vez.
Desde la salida 25 de la membrana el nitrógeno,
preferiblemente después de pasar a través de un regulador de flujo,
por ejemplo, del tipo BPR (Regulador de Contrapresión), pasa a
través de una segunda bobina 3b, también arrollada alrededor de la
membrana 18, que lleva el nitrógeno a la salida 11 para uso del
dispositivo usuario.
El dispositivo comprende también un conjunto de
sensores y de controles conectados al panel 21 que puede estar
instalado directamente sobre el contenedor 1.
En la realización descrita, el conjunto de
sensores conectados al panel 21 comprende: un conmutador 5 de
encendido y apagado, un manómetro 6 para medir la presión
inyectada, un manómetro 7 para medir la presión de salida del
nitrógeno, un termorregulador o termostato 8 de la temperatura de la
cámara 17, un regulador 9 de presión del nitrógeno de salida
destinado a pintura, un manómetro 10 para el nitrógeno extraído para
operaciones de pintura, un regulador 13 de la presión del aire
inyectado, preferiblemente entre los valores de 3 y 15 barias.
En operación, cuando se conecta la máquina
necesita solo unos segundos para que los resistores 2a lleven la
cámara 17 caliente, y también la membrana 18 y las bobinas 3a, 3b, a
una temperatura de operación, que puede ser mantenida por el
termostato 8 un valor comprendido entre 20ºC y 100ºC,
preferiblemente 50ºC.
Seguidamente, el aire comprimido, desde la
entrada 19, pasa a través de la bobina 3a, que calienta el aire, y
llega al punto 23 donde entra en la membrana a una temperatura
óptima para el proceso de separación.
Además, al mismo tiempo, la cámara 17 calienta
la membrana 18, optimizando su rendimiento.
De acuerdo con la invención, el nitrógeno
producido de esta manera, ya adecuado para muchas aplicaciones, se
puede calentar más pasándolo a través de la bobina 3b para compensar
la caída térmica que se produce durante el proceso de separación en
la membrana.
Por consiguiente, en la salida 11, el nitrógeno
caliente está disponible con una calidad y a una temperatura
predeterminadas, preferiblemente con una velocidad de producción
instantánea de entre 1 Nm^{3}/h y 1000 Nm^{3}/h.
Si es necesario producir más nitrógeno o no se
usa totalmente la bobina 3b, se puede usar un calentador que está
separado del dispositivo y es capaz de calentar el nitrógeno a las
temperaturas de operación requeridas en cada caso (que puede ser
diferente de la temperatura de la cámara 17 caliente) y más
adecuadas para las condiciones concretas de la pintura.
De la descripción anterior es evidente que el
dispositivo revelado presenta la ventaja de que tanto la membrana
como la bobina 3a de calentamiento del aire y, si está presente, la
bobina 3b de calentamiento del nitrógeno se calientan en un solo
medio ambiente en la cámara 17 caliente. De esta manera, sin
insertar más calentadores, esto tiene la triple ventaja de calentar
tanto la membrana como el aire a separar (que promueve
inmediatamente una mayor eficacia de la membrana a la temperatura,
presión y valores de pureza preestablecidos) y calentar el
nitrógeno producido para su uso, por ejemplo, como fluido portador
para pintar a pistola.
La invención puede tener aplicaciones
industriales evidentes. Se puede someter a modificaciones y
variaciones sin salir del ámbito conceptual de la invención y todos
los detalles de la invención pueden ser sustituidos por elementos
técnicos equivalentes como se define en las reivindicaciones.
Claims (5)
1. Un aparato para pintar a pistola que
comprende una fuente de fluido portador, una pistola (27) por
pulverización de una mezcla de pintura / fluido y un tubo (15) de
conexión con una primera conexión (30) a dicha fuente de fluido
portador presurizado y un asegunda conexión (31) a dicha pistola
(27) por pulverización de pintura, estando el tubo acondicionado
con medios (16) de calentamiento situados a lo largo de al menos una
parte de su longitud en contacto con el fluido portador,
caracterizado porque comprende medios (14) para regular la
temperatura del fluido de acuerdo con los valores de la temperatura
del fluido a la salida del fluido de la pistola o aeropulverizador,
con el fin de mantener el flujo del fluido portador a una
temperatura requerida al menos en el momento de su mezcla con la
pintura.
2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
1, en el que dichos medios (14) de regulación de la temperatura del
fluido comprenden un termopar situado a la salida del fluido de la
pistola o aeropulverizador.
3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la detección de los valores de la
temperatura del fluido se usa para habilitar o
deshabilitar la fuente de fluido portador presurizado.
deshabilitar la fuente de fluido portador presurizado.
4. Un procedimiento de pintura por pulverización
que comprende las etapas de: provisión de un aparato de pintura por
pulverización, comprendiendo el aparato una fuente de fluido
portador, una pistola (27) pulverizadora de una mezcla de pintura /
fluido y un tubo (15) de conexión con una primera conexión (30) a
dicha fuente de fluido portador presurizado y una segunda conexión
(31) a dicha pistola (27) de pintura por pulverización), estando el
tubo acondicionado con medios (16) de calentamiento situados a lo
largo de al menos parte de su longitud en contacto con el fluido
portador, comprendiendo además el aparato medios (14) para regular
la temperatura del fluido, caracterizado porque comprende
además la etapa de pulverización de una mezcla de un flujo de fluido
portador caliente y pintura sobre una superficie a pintar, en el
que la temperatura del flujo de fluido portador se ajusta en
respuesta a una temperatura requerida a mantener al menos en el
momento de su mezcla con la pintura.
5. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, en el que el fluido portador es nitrógeno o aire
modificado rico en nitrógeno con una pureza de entre el 78% y el
99,99%.
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