ES2310767T3 - Conducto de escape de un proyector rotativo con turbina neumatica. - Google Patents

Abstract

Proyector rotativo de producto de revestimiento, que comprende una turbina neumática apropiada para arrastrar en rotación un órgano rotativo de pulverización, estando dicha turbina unida a un conducto de alimentación de gas a presión para su arrastre, y a por lo menos un conducto de escape del gas de arrastre, caracterizado porque dicho conducto de escape comprende por lo menos dos paredes, estando situada una primera pared (13) globalmente en el interior de una segunda pared (2), y que define el volumen (V 13) de flujo del gas de escape en el interior de dicho conducto (12), mientras que por lo menos un espacio (E) de espesor (e) no nulo está practicado entre la superficie externa (13a) de la primera pared y la superficie interna (12a) de la segunda pared.

Description

Conducto de escape de un proyector rotativo con turbina neumática.

La presente invención se refiere a un proyector rotativo de producto de revestimiento, así como a una instalación de proyección de producto de revestimiento que comprende dicho proyector.

En el campo de la proyección de producto de revestimiento líquido o pulverulento, se conoce el uso de una turbina de aire para arrastrar en rotación un órgano rotativo de pulverización a menudo denominado "cubeta" o "cazoleta". El arrastre de la turbina se realiza mediante la circulación de un gas a presión, lo más frecuente aire, que, al descomprimirse a nivel de los álabes del rotor de una turbina, arrastra este rotor en rotación, así como el órgano de pulverización que soporta. Después de haber arrastrado el rotor, el aire de arrastre es evacuado hacia el exterior del proyector a un conducto de escape orientado generalmente hacia la parte posterior del proyector, con el fin de no interferir con la nube de producto de revestimiento que se está proyectando.

Ahora bien, debido a la descompresión que sufre, la temperatura del aire de arrastre desciende para alcanzar unos valores relativamente bajos, en particular comprendida entre 10ºC y -15ºC, lo que es sustancialmente inferior al punto de rocío del aire que se encuentra habitualmente en las cabinas de proyección de producto de revestimiento, siendo este punto de rocío próximo a 12ºC, para un índice de humedad de aproximadamente 65%, y una temperatura de aproximadamente 22ºC. Como resultado, se crean unos riesgos de condensación del aire ambiente en la proximidad del conducto de escape. Esto es el caso en particular cuando el conducto de escape atraviesa un cuerpo másico, pero también cuando el conducto está constituido por un tubo situado en el interior de una envolvente de espesor relativamente delgado.

En todos los casos, la condensación del aire ambiente en la proximidad del conducto de escape puede conducir a la formación de gotitas sobre la superficie externa del proyector, en la proximidad del conducto de escape, dando lugar por otro lado esta acumulación de gotitas a un fenómeno de aumento brusco de la velocidad puesto que la parte del proyector sobre la que se forman las gotitas atrae más fácilmente nuevas gotitas. De ello se desprende un riesgo de acumulación de gotitas de agua y/o de producto sobre el cuerpo del proyector, lo que puede conducir a unos flujos que pueden alcanzar los objetos que están siendo revestidos, en particular en el caso de proyectores montados sobre unos robots, de tipo multi-ejes, máquina para el techo o reciprocador. Este fenómeno de acumulación localizada de gotitas puede inducir además una ruptura aleatoria del aislamiento del proyector, muy particularmente en caso de variación a lo largo del tiempo de la alta tensión de carga electrostática en el caso de un proyector de tipo elec-
trostático.

Para paliar estos inconvenientes, es conocido calentar el aire de arrastre del rotor de una turbina de proyector rotativo mediante un calentador cuyo coste es elevado y que en la práctica resulta poco eficaz si se instala relativamente lejos de la turbina, mientras que debe responder a unas normas de seguridad estrictas si se instala en la proximidad de la turbina en la medida en la que se sitúa entonces en una zona con atmósfera explosiva. Además, dicho calentador de aire consume energía, lo que aumenta todavía más los costes de explotación de una instalación que incorpora dicho proyector.

Son estos inconvenientes los que pretende remediar más particularmente la invención, proponiendo un nuevo proyector rotativo de producto de revestimiento en el que los riesgos de condensación en la proximidad del conducto de escape del gas de arrastre disminuyen en gran medida, incluso se suprimen.

En este espíritu, la invención se refiere a un proyector rotativo de producto de revestimiento que comprende una turbina neumática apropiada para arrastrar en rotación un órgano rotativo de pulverización, estando esta turbina unida a un conducto de alimentación de gas a presión para su arrastre, y a por lo menos un conducto de escape del gas de arrastre. Un proyector que comprende estas características se conoce a partir del documento EP 780 159. En el proyector de la invención, el conducto de escape comprende por lo menos dos paredes, estando una primera pared situada globalmente en el interior de una segunda pared, y que define el volumen de flujo del gas de escape en el interior de este conducto, mientras que por lo menos un espacio de espesor no nulo está practicado entre la superficie externa de la primera pared y la superficie interna de la segunda pared.

Gracias a la invención, una lámina de gas está practicada entre las dos paredes del conducto, lo que permite aislar térmicamente el volumen en el interior del cual circula el gas de escape, del exterior del conducto de escape, evitando así los riesgos de condensación en la proximidad de este conducto.

Según unos aspectos ventajosos pero no obligatorios, un proyector rotativo puede incorporar una u otra de las características siguientes consideradas según cualquier combinación técnicamente admisible:

-

La primera pared está constituida por un manguito que se extiende sustancialmente sobre la totalidad de la longitud del conducto, en el interior de éste.

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El espacio citado anteriormente está aislado del exterior y llenado con una cantidad de gas que constituye una capa de aislamiento térmico entre el manguito y el material que define el conducto.

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El espacio citado anteriormente se alimenta con gas y se une a una salida de gas, de tal manera que una circulación de gas puede tener lugar en este espacio. En este caso, este espacio se puede alimentar con una presión superior a la del gas de escape, mientras que por lo menos un canal une este espacio al volumen de flujo de gas de escape definido por la primera pared. Esto permite crear una circulación de aire del espacio en cuestión hacia el volumen de circulación del gas de escape que induce un mezclado del gas que circula en este espacio y del gas de escape, y la obtención de una mezcla cuya temperatura puede ser superior a la del gas de escape solo, lo cual limita asimismo los riesgos de condensación en la proximidad del conducto de escape. De manera ventajosa, el canal citado anteriormente se realiza en una parte corriente arriba de la primera pared. Según una variante de la invención, el espacio citado anteriormente se puede aislar fluídicamente con relación al volumen de flujo del gas de escape.

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El gas de alimentación del espacio citado anteriormente se puede seleccionar de entre el gas de arrastre, el gas de cojinete de la turbina o el gas de alimentación de un dispositivo de medición de la velocidad de rotación de la turbina, en particular de un dispositivo de medición con micrófono.

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La primera pared se realiza en un material débilmente conductor en el plano térmico y/o eléctrico, en particular un material sintético, preferentemente un material de color claro que limita las transferencias térmicas por radiación.

La invención se refiere asimismo a una instalación de proyección de producto de revestimiento que comprende por lo menos un proyector tal como se ha descrito anteriormente. Dicha instalación es más fácil de instalar y más económica de hacer funcionar que las instalaciones conocidas.

La invención se comprenderá mejor y otras ventajas se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción siguiente de dos modos de realización de un proyector de acuerdo con su principio, proporcionada únicamente a título de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una sección parcial de principio de un proyector de acuerdo con un primer modo de realización de la invención;

- la figura 1A es una vista a mayor escala del detalle A en la figura 1;

la figura 2 es una vista superior a menor escala del proyector de la figura 1 que permite visualizar su plano de colocación sobre la muñeca de un robot multi-ejes, estando el plano de corte de la figura 1 representado mediante la línea I-I;

- la figura 3 es una sección longitudinal a mayor escala del manguito de aislamiento usado en el proyector de las figuras 1 y 2; y

- la figura 4 es una sección análoga a la figura 1, pero a menor escala, de un proyector de acuerdo con un segundo modo de realización de la invención.

El proyector 1 representado en las figuras 1 y 2 comprende un cuerpo 2 realizado en material plástico aislante y en el que está practicado un depósito 3 de producto de revestimiento. El cuerpo 2 está destinado a ser montado sobre la muñeca de un robot multi-ejes no representado, de acuerdo con las enseñanzas técnicas del documento EP-A-0 274 322.

Como variante, el cuerpo 2 podría estar previsto para ser montado sobre una viga de máquina de techo, sobre un reciprocador o sobre cualquier tipo de robot que permita desplazarlo con respecto a los objetos a revestir.

Sobre el cuerpo 2, y en la parte opuesta de su plano de colocación 4, está montada una turbina de aire 5 representada únicamente en vista exterior y que está prevista para arrastrar en rotación alrededor de un eje X-X' una cubeta 6 de proyección de producto de revestimiento líquido que procede del depósito 3.

Un conducto 11 atraviesa el cuerpo 2 de parte a parte, es decir, del plano de colocación 4 hasta el nivel de la turbina 5, y permite encaminar en ésta el aire de arrastre usado para poner en rotación su rotor no representado. Las flechas F_{11} en la figura 1 representan el flujo del aire de arrastre en dirección a la turbina 5.

Un segundo conducto 12 está previsto para el aire de escape de la turbina y se extiende desde la proximidad de ésta hasta el plano de colocación 4, representando las flechas F_{12} el flujo del aire de escape en el conducto 12.

El conducto 12 está equipado de un manguito o de un revestimiento 13 visible más particularmente en la figura 3, y que está realizado en material plástico débilmente conductor, incluso aislante, en el plano térmico y en el plano eléctrico. En el ejemplo representado, se trata de polietileno tereftalato de color blanco. Este manguito 13 se extiende sobre la parte esencial de la longitud del conducto 12, y está provisto, en la proximidad de cada uno de sus extremos, de un sobreespesor 131, respectivamente 132, en el que está practicada una garganta 133, respectivamente 134, de recepción de una junta tórica 135, respectivamente 136. Esta junta está destinada a apoyarse contra la superficie 12a que define el conducto 12 en el cuerpo 1.

Teniendo en cuenta la altura h de los sobreespesores 131 y 132, éstos mantienen la parte intermedia 137 del manguito 13 a distancia de la superficie 12a. Precisamente, debido a la existencia de los sobreespesores 131 y 132, un espacio anular E de espesor e, no nulo y sustancialmente igual a la altura h, se crea entre la superficie radial externa 13a del manguito 13 y la superficie 12a.

Así, el conducto 12 es de doble pared o de doble carcasa; el manguito 13 constituye su pared o carcasa interna, mientras que la superficie 12a y el material del cuerpo 2 constituyen su pared o carcasa externa.

Una derivación 14 está practicada en el cuerpo 2 y une el conducto 11 con el espacio E.

Por otro lado, una perforación 138 está practicada en el sobreespesor 132 que está destinado a estar dispuesto en la parte del conducto 12 más cercana a la turbina 5, es decir, en la parte corriente arriba de este conducto.

Teniendo en cuenta la descompresión que se produce en el interior de la turbina 5, la presión relativa P_{12} en el conducto 12 es del orden de algunas centenas de milibares. Por otro lado, la presión relativa de alimentación P_{11} que reina en el conducto 11 es del orden de 5 a 6 bares.

Debido a esta diferencia de presión, una parte del aire de arrastre de la turbina fluye a través de la derivación 14, tal como se ha representado mediante las flechas F_{14} hasta el interior del espacio anular E. Desde allí, el aire fluye en el espacio E, tal como se ha representado mediante las flechas F_{E}, y después a través de la perforación 138, tal como se ha representado mediante la flecha F_{138}, hasta el interior del volumen interno V_{13} del manguito 13 en el que fluye el aire de escape.

El caudal de aire en el espacio E es, en la práctica, despreciable con relación al caudal en el conducto 11. Así, la creación de la lámina de aire en el espacio E no es perjudicial para el buen funcionamiento de la turbina 5.

En otros términos, se crea una lámina de circulación de aire en el espacio E, lo que permite aislar térmicamente el volumen V_{13} del material del cuerpo 2 que constituye la segunda pared del conducto 12. Esto permite asimismo elevar la temperatura del manguito 13 con relación a la del gas de escape en la medida en que el flujo en el espacio E aporta unas calorías al material que constituye este manguito.

Así, incluso si el aire de escape está a temperatura relativamente baja, la superficie 12a del conducto 12 no alcanza una temperatura demasiado baja, de manera que no existe ningún riesgo de condensación del aire ambiente sobre la superficie externa 15 del cuerpo 1 en la proximidad del conducto 12.

Según una variante no representada de la invención, se pueden prever varias perforaciones del tipo de la perforación 138 en la parte corriente arriba del manguito 13, incluso repartidos sobre la longitud de éste.

Según unas variantes no representadas de la invención, se pueden usar, en lugar del aire de arrastre en rotación de la turbina, el aire de cojinete cuando esta turbina está equipada de un cojinete de aire. Es posible asimismo usar el aire de alimentación de un dispositivo de medición de la velocidad de rotación de la turbina mediante micrófono.

En el segundo modo de realización de la invención, representado en la figura 4, los elementos análogos a los del primer modo de realización están designados por unas referencias numéricas idénticas. Únicamente se describen las diferencias con relación al primer modo de realización. Este modo de realización difiere del anterior esencialmente porque el volumen interno V_{13} del manguito 13 está aislado del espacio anular E definido entre el manguito 13 y la superficie 12a del conducto 12. Más precisamente, el aire que transita en el espacio E y que procede del conducto 11 de alimentación de la turbina penetra en el espacio E por una derivación de llegada 16 y sale por una derivación de salida 17 que llega al conducto 11, lo cual permite usar el aire que ha transitado en el espacio E para alimentar la turbina.

Este modo de realización es más económico que el anterior, en la medida en que el aire usado para formar la lámina de aislamiento entre las superficies enfrentadas 13a y 12a del manguito 13 y del conducto 12 no se pierde, sino que se puede volver a utilizar. Este modo de realización es, sin embargo, menos eficaz que el anterior en cuanto a la acción sobre la temperatura de los gases de escape en la medida en que, en el primer modo de realización, el aire que procede del espacio E y que se mezcla con el gas de escape tiene una temperatura más elevada que el gas que sale de la turbina, lo cual permite una subida relativa de la temperatura de la mezcla de gas que transita en el volumen V_{13}. Por otro lado, es posible incluir en el conducto 11 una válvula regulable, por ejemplo mediante una válvula de aguja, de manera que se regula el caudal de flujo de aire en el conducto 11 y, por consiguiente, en la derivación 16 y en el espacio E. Esto permite adaptar el flujo en el espacio E a las condiciones de explotación. El caudal en el conducto 11 se puede regular a un valor nulo.

Según una variante no representada de la invención, cualquier flujo de aire de arrastre pasa por el espacio E. En otras palabras, el conducto 11 está suprimido entre las derivaciones 16 y 17. Esta variante asegura un flujo importante en el volumen E independientemente de las pérdidas de cargas en estos conductos de alimentación y de evacua-
ción.

Según otra variante no representada de la invención, el espacio E definido entre el manguito 13 y la superficie 12a se puede aislar del exterior, es decir, no estar alimentado con aire que procede de un conducto unido a la turbina, lo cual presenta la ventaja de una gran simplicidad. Sin embargo, el efecto de aislamiento obtenido es menos eficaz que en los dos primeros modos de realización representados.

La invención se puede aplicar asimismo al caso en el que las paredes que definen el espacio E no son de secciones circulares y paralelas, en cuyo caso este espacio no es anular. En la práctica, este espacio puede presentar cualquier forma adaptada a su función. El espacio E se puede dividir además según su longitud o según su sección, en varias partes unidas fluídicamente o independientes.

Sea cual sea el modo de realización considerado, el espacio E definido entre el manguito 13 y la superficie interna 12a del conducto permite la creación de una lámina de aire de aislamiento compatible con un gradiente de temperatura entre el volumen interno V_{13} del manguito y el material que constituye el conducto 12.

La invención no está limitada a los proyectores equipados de una turbina con cojinete de gas, sino que se aplica asimismo a los proyectores equipados de turbinas con cojinete de bolas o de rodillos.

La invención se ha representado con un conducto de escape realizado en un cuerpo 1 macizo. Sin embargo, se aplica a un conducto de escape constituido por un tubo dispuesto en el interior de una envolvente de pared delgada. En este caso, este tubo puede ser revestido por el interior, por el exterior o por el interior y el exterior al mismo tiempo, en cuyo caso se crean dos volúmenes sustancialmente concéntricos de tipo del volumen E, pudiendo cada uno de éstos estar alimentado con gas para constituir una lámina aislante. La alimentación de estos volúmenes puede ser común o independiente.

La invención se ha representado con el espacio anular E alimentado con aire. Sin embargo, es aplicable a un espacio E alimentado con otro gas, en particular en el caso en el que dicho otro gas se use para alimentar la turbina.

La invención se puede aplicar a los proyectores electrostáticos y a los proyectores denominados neumáticos, es decir, en los que no se utilizan los fenómenos electrostáticos para facilitar el transporte de gotitas de producto de revestimiento hacia el objeto a revestir.

Claims (10)

1. Proyector rotativo de producto de revestimiento, que comprende una turbina neumática apropiada para arrastrar en rotación un órgano rotativo de pulverización, estando dicha turbina unida a un conducto de alimentación de gas a presión para su arrastre, y a por lo menos un conducto de escape del gas de arrastre, caracterizado porque dicho conducto de escape comprende por lo menos dos paredes, estando situada una primera pared (13) globalmente en el interior de una segunda pared (2), y que define el volumen (V_{13}) de flujo del gas de escape en el interior de dicho conducto (12), mientras que por lo menos un espacio (E) de espesor (e) no nulo está practicado entre la superficie externa (13a) de la primera pared y la superficie interna (12a) de la segunda pared.

2. Proyector según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha primera pared está constituida por un manguito (13) que se extiende sustancialmente sobre la totalidad de la longitud de dicho conducto (12), en el interior de éste.

3. Proyector según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho espacio (E) está aislado del exterior y se llena con una cantidad de gas que constituye una capa de aislamiento térmico entre dicho manguito y el material que define dicho conducto.

4. Proyector según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dicho espacio (E) está alimentado (14; 16) con gas (F_{14}) y unido a una salida de gas (138; 17) de tal manera que una circulación (F_{E}) de gas puede tener lugar en dicho espacio.

5. Proyector según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho espacio (E) se alimenta con gas a presión (F_{14}) con una presión (P_{11}) superior a la presión (P_{12}) del gas de escape, y porque por lo menos un canal (138) une dicho espacio al volumen (V_{13}) de flujo de gas de escape definido por la primera pared (13).

6. Proyector según la reivindicación 5, caracterizado porque dicho canal (138) está practicado en una parte corriente arriba (132) de la primera pared (13).

7. Proyector según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho espacio (E) está aislado fluídicamente con relación a dicho volumen (V_{13}) de flujo de gas de escape.

8. Proyector según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque el gas de alimentación de dicho espacio anular se selecciona de entre el gas de arrastre, el gas de cojinete de la turbina (5) o el gas de alimentación de un dispositivo de medición de la velocidad de rotación de la turbina.

9. Proyector según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha primera pared (13) está realizada en un material débilmente conductor en el plano térmico y/o eléctrico, en particular un material sintético.

10. Instalación de proyección de producto de revestimiento, caracterizada porque comprende por lo menos un proyector (1) según una de las reivindicaciones anteriores.