IT201800007446A1 - Impianto di verniciatura con sistema di abbattimento dell’overspray, metodo e dispositivo di abbattimento - Google Patents

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo “Impianto di verniciatura con sistema di abbattimento dell’overspray, metodo e dispositivo di abbattimento”

La presente invenzione si riferisce ad un impianto di verniciatura dotato di un innovativo sistema di abbattimento dell’overspray. L’invenzione si riferisce anche ad un metodo e ad un dispositivo di abbattimento dell’overspray.

Nella tecnica della verniciatura a spruzzo è ben noto il problema del cosiddetto “overspray”, vale a dire particelle di vernice in eccesso che non si depositano sull’oggetto da verniciare e che devono perciò essere rimosse dalla cabina di verniciatura. La rimozione dell’overspray avviene solitamente per mezzo di un opportuno flusso d’aria che attraversa la cabina.

Il flusso di aria evacuato dalla cabina risulta perciò inquinato dalle particelle di vernice e deve essere depurato prima che sia possibile rilasciarlo nell’ambiente o reimmetterlo nella cabina.

A tale scopo sono stati proposti vari sistemi di rimozione, ad esempio di tipo elettrostatico o con filtri integrati adatti al filtraggio delle particelle liquide. Tali sistemi sono in genere complessi e richiedono elevata manutenzione a causa della forte adesività della vernice.

Sono noti sistemi di abbattimento dell’overspray nei quali viene utilizzata una corrente d’acqua in continuo ricircolo per catturare le particelle di vernice presenti nel flusso d’aria.

L’acqua a sua volta inquinata dalle particelle di vernice deve essere depurata prima che sia possibile metterla nuovamente in circolo nella cabina di verniciatura o smaltita.

Questo sistema di rimozione dell’overspray seppur ampiamente apprezzato non è esente da inconvenienti in quanto richiede mano d’opera specializzata per la depurazione dell’acqua; inoltre, la gestione di una cabina con il ricircolo dell’aria, dove l’aria attraversa una corrente d’acqua e quindi modifica le sue condizioni di temperatura e umidità, risulta dal punto di vista energetico particolarmente oneroso in quanto è necessario un ricondizionamento dell’aria prima di una nuova immissione in cabina.

Sono stati proposti anche sistemi di abbattimento dell’overspray con inertizzazione a polvere, nei quali il flusso d’aria viene condotto attraverso un sistema di filtraggio composto da una camera nella quale è soffiato un opportuno prodotto inertizzante in polvere (ad esempio, carbonato di calcio) che assorbe le particelle di vernice e che è poi intercettato da normali filtri per polveri.

Questo sistema ha il vantaggio di non modificare le condizioni di temperatura e umidità dell’aria e quindi di rendere economicamente vantaggioso il ricircolo dell’aria nella cabina.

Tale sistema richiede però un quantitativo di polvere relativamente alto che deve essere successivamente smaltita affrontando elevati costi di smaltimento. Anche l’approvvigionamento di polveri non è sempre agevole e può implicare ulteriori costi.

Inoltre, sono necessarie tecniche abbastanza complesse per movimentare l’elevata quantità di polvere, soffiarla in modo uniforme nella camera, intercettarla ed evacuarla efficacemente dal flusso d’aria dopo l’assorbimento della vernice.

I filtri stessi sono costosi e necessitano di una manutenzione alquanto frequente per evitarne il completo intasamento.

Inoltre, la distribuzione sostanzialmente casuale della polvere nella camera può non essere sufficiente per inertizzare completamente l’overspray al fine di evitare l’adesione della vernice sulle pareti della camera.

Sono anche noti altri sistemi di abbattimento dell’overspray in cui il flusso d’aria è costretto a repentini cambi di traiettoria così che le particelle di vernice (che con la loro massa maggiore tendono a non modificare la loro traiettoria) finiscono per colpire filtri di carta che incontrano sul loro percorso aderendo ad essi.

Sono però necessari molti filtri in successione per eliminare tutte le particelle di vernice presenti nel flusso d’aria. Inoltre, questo sistema richiede una verifica continua dello stato dei filtri, una manutenzione e uno smaltimento onerosi degli stessi.

Scopo generale della presente invenzione è fornire una cabina di verniciatura con un sistema di abbattimento dell’overspray e un metodo di abbattimento dell’overspray che permettano di superare gli svantaggi sopra evidenziati con riferimento alla tecnica nota.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di ottenere un efficace abbattimento dell’overspray (o particelle di vernice).

Ulteriori scopi sono di avere una manutenzione ridotta, minori costi di gestione e di funzionamento, ed infine minori problemi di smaltimento rispetto ai sistemi noti. In vista di tali scopi si è pensato di realizzare secondo l’invenzione, un impianto di verniciatura con vernice liquida, comprendente: una cabina di verniciatura nella quale viene spruzzata la vernice liquida; dispositivi di estrazione di un flusso di aria dalla cabina verso un gruppo di filtraggio per l’abbattimento di overspray dal flusso d’aria; caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi a microonde che interessano il flusso di aria estratto dalla cabina.

Si è anche pensato di realizzare un metodo per l’abbattimento dell’overspray nel flusso di aria in uscita da una cabina in un impianto di verniciatura a spruzzo con vernice liquida, comprendente le fasi di trattare il flusso d’aria con microonde; efiltrare successivamente il flusso d’aria con un gruppo di filtraggio dell’ overspray nel flusso d’aria.

Inoltre si è pensato di realizzare un dispositivo per l’abbattimento di overspray di vernice liquida da un flusso di aria, caratterizzato dal fatto di comprendere un percorso del flusso di aria con overspray lungo il quale è presente un emettitore di microonde per l’almeno parziale essiccazione dell’overspray.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione e i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l’aiuto dei disegni allegati, realizzazioni esemplificative applicanti tali principi. Nei disegni:

- figura 1 rappresenta una vista schematica frontale di una prima forma di realizzazione di una cabina di verniciatura applicante i principi dell’invenzione; - figura 2 rappresenta una vista schematica frontale di una seconda forma di realizzazione di una cabina di verniciatura applicante i principi dell’invenzione; - figura 3 rappresenta una vista schematica frontale di una terza forma di realizzazione di una cabina di verniciatura applicante i principi dell’invenzione. Con riferimento alle figure, in figura 1 è mostrata una prima forma di realizzazione di un impianto di verniciatura, indicato genericamente con 10, realizzato secondo l’invenzione.

L’impianto 10 comprende una cabina 11 di verniciatura di oggetti 12 (ad esempio, scocche di autoveicoli). Gli oggetti 12 da verniciare sono vantaggiosamente trasportati nella cabina di verniciatura 11 per mezzo di un noto nastro trasportatore 13, ad esempio una linea di trasporto ad intermittenza o continua.

Nella cabina 11 sono presenti dispositivi di verniciatura 14 automatici o manuali che a comando spruzzano vernice liquida sulle superfici dell’oggetto da verniciare. Vantaggiosamente, i dispositivi di verniciatura 14 possono essere realizzati mediante bracci robotizzati di tipo noto terminanti con pistole o coppe di spruzzatura.

Un flusso di aria è fatto passare attraverso la cabina 11 per evacuare da essa l’overspray grazie a dispositivi di estrazione del flusso di aria (ad esempio indicati con 18 in figura). Tali dispositivi (ad esempio comprendenti ventilatori o aspiratori) possono essere realizzati in vario modo, come è in sé facilmente immaginabile dal tecnico esperto.

Vantaggiosamente, l’estrazione è ottenuta attraverso un pavimento 15 della cabina 11 composto da griglie attraverso le quali l’aria della cabina viene aspirata per evacuare l’overspray della cabina stessa.

Nel soffitto della cabina 11 sono vantaggiosamente presenti corrispondenti ingressi d’aria 16, anch’essi vantaggiosamente realizzati con griglie e filtri, così da avere un flusso d’aria continuo che attraversa verticalmente la cabina dall’alto verso il basso durante le operazioni di verniciatura.

Il flusso d’aria in uscita dalla cabina 11 contiene overspray sotto forma di particelle di vernice in eccesso e viene convogliato ad un dispositivo di abbattimento che può comprendere un gruppo 17 di filtraggio.

Adatti aspiratori o ventole 18, presenti lungo il percorso dell’aria, possono formare od esser compresi nei dispositivi di estrazione per movimentare opportunamente il flusso dell’aria verso il gruppo di filtraggio 17 dal quale l’aria ripulita esce per essere evacuata all’esterno attraverso un condotto 19 e/o inviata nuovamente al soffitto della camera attraverso un condotto 20.

Un sistema 21 di alimentazione di aria, eventualmente con propri noti sistemi di condizionamento, è previsto con la possibilità di ricircolo o di ricambio totale dell’aria.

L’impianto secondo l’invenzione comprende un dispositivo di abbattimento dell’overspray che impiega anche microonde.

In particolare, lungo il percorso di convogliamento tra la cabina 11 e il gruppo di filtraggio 17, il flusso d’aria è soggetto all’azione di mezzi a microonde 22, in modo tale da almeno ridurre l’adesività delle particelle.

In particolare, i mezzi a microonde 22 preferiti comprendono almeno un emettitore a microonde 221 in grado di irraggiare opportunamente il flusso d’aria e per un certo intervallo temporale d’esposizione sufficiente per asciugare almeno in parte le particelle di overspray.

Vantaggiosamente, l’intervallo temporale d’esposizione del flusso d’aria comprendente le particelle di overspray ai fini della presente invenzione può variare tra 0.5 e 4 secondi.

I generatori o emettitori di microonde sono in sé ben conosciuto dal tecnico e non saranno perciò qui ulteriormente descritti o mostrati.

L’almeno un emettitore di microonde 221 può essere scelto tra dispositivi noti di produzione di microonde, quali ad esempio dispositivi a stato solido o tubi a vuoto. L’almeno un emettitore a microonde 221 è preferibilmente scelto tale che emetta una radiazione elettromagnetica in un range di 2450 MHz /- 50 MHz.

La potenza di emissione dell’emettitore a microonde 221 sarà in funzione anche della quantità di aria da trattare nell’unità di tempo.

Vantaggiosamente per gli scopi dell’invenzione, l’almeno un emettitore a microonde 221 può emettere onde elettromagnetiche con intensità compresa tra 2 e 5 mW/cmq.

Vantaggiosamente, l’impianto 10 può anche essere predisposto con una pluralità di emettitori a microonde 221 in successione lungo il percorso di convogliamento del flusso d’aria dalla cabina 11 al gruppo di filtraggio 17. Ad esempio, come si può vedere in figura 1, una pluralità di emettitori 221 possono essere disposti lungo uno sviluppo verticale dell’impianto10 a valle della cabina di verniciatura 11, ad esempio in una camera 24 di convogliamento del flusso di aria dal pavimento della cabina di verniciatura 11 ad un condotto 26 verso il gruppo di filtraggio 17.

L’impianto 10 può anche essere predisposto con una pluralità di emettitori a microonde 221 disposti in parallelo trasversalmente al percorso di convogliamento del flusso d’aria dal pavimento 15 al gruppo di filtraggio 17. Ad esempio, come si può vedere nelle figure 1 e 2, emettitori a microonde 221 possono essere disposti ad entrambi i lati del flusso d’aria e/o tra loro intervallati per meglio irraggiare il flusso d’aria.

Secondo i principi dell’invenzione, tutto il flusso d’aria che trasporta l’overspray può essere irraggiato con microonde e, conseguentemente, le particelle di vernice possono essere seccate almeno superficialmente prima che queste tocchino e si appiccichino all’interno dell’impianto 10 (ad esempio, su pareti della camera di convogliamento 24) mentre vengono convogliate verso il gruppo di filtraggio 17. Il gruppo di filtraggio 17, in accordo con la presente invenzione, deve quindi trattare un flusso d’aria entro il quale sono disperse particelle di vernice non più adesive o con adesività ridotta.

Il gruppo di filtraggio 17 può ad esempio comprendere uno o più filtri 171 convenzionali per particelle solide (a seconda del grado di filtrazione richiesto) quali ad esempio filtri a manica, a cartuccia, a piastre o a membrana rigida in funzione dell’efficienza di separazione richiesto dal sistema.

Secondo una configurazione preferita, come si vede in figura 1, il gruppo di filtraggio 17 ha filtri 171 che sono attraversati dal flusso d’aria in direzione verticale.

Una tramoggia 172 può quindi essere vantaggiosamente posizionata al di sotto di detti filtri 171 in modo tale che le particelle di vernice essiccata cadano attraverso la tramoggia 172 in un recipiente di accumulo 23.

Una pulizia dei filtri ad aria compressa in controcorrente può essere ciclicamente eseguita per facilitare la caduta delle particelle intercettate dai filtri 171.

Nel caso le particelle di overspray siano ancora parzialmente adesive dopo il trattamento con microonde, un sistema di abbattimento dell’overspray a polvere può ancora essere impiegato, immettendo ad esempio la polvere nel flusso d’aria in arrivo al gruppo di filtraggio 17.

Grazie alla ridotta adesività dell’overspray trattato con le microonde, l’impiego di polvere sarà comunque ridotto rispetto alla tecnica nota.

Secondo i principi dell’invenzione, il flusso d’aria deve essere comunque separato da una minore quantità di particelle, pertanto, la quantità di prodotto di scarto dell’impianto 10 è minore. Vantaggiosamente, poi, detto prodotto di scarto potrà essere direttamente riutilizzato in altre applicazioni (ad esempio, come materiale riempitivo).

Vari sistemi di convogliamento possono essere predisposti per convogliare il flusso d’aria contaminato con particelle di vernice dalla cabina 11 al gruppo di filtraggio 17.

Tale sistema di convogliamento può comprendere almeno ad esempio un convogliatore 25 che raccorda l’area sotto il pavimento grigliato 15 e un condotto di scarico 26 in collegamento con il gruppo di filtraggio 17 del flusso d’aria.

Vantaggiosamente, l’almeno un convogliatore 25 ha forma a priamide rovesciata. Inoltre, le pareti interne dell’almeno un convogliatore 25 possono essere ricoperte da noti materiali antiaderenti.

Ad esempio, come mostrato in figura 1, l’impianto 10 può essere predisposto con un solo convogliatore 25 che interessa tutto il pavimento grigliato 15 della cabina di verniciatura 11.

In figura 2, invece, è mostrata una forma di realizzazione alternativa con una pluralità di convogliatori 25 sotto il pavimento grigliato 15. Per chiarezza, elementi similari nelle varie realizzazioni verranno indicati con stessa numerazione.

Vantaggiosamente, l’almeno un emettitore di microonde 221 è predisposto in corrispondenza dell’almeno un convogliatore 25.

L’impianto 10 può essere dotato anche di una schermatura per onde elettromagnetiche (gabbia di Farady), non mostrata nelle figure, per impedire la fuoriuscita di microonde dall’impianto stesso.

Vantaggiosamente, l’almeno un emettitore di microonde 221 è opportunamente schermato con una gabbia di Faraday.

Come mostrato a tratteggio in figura 1, l’emettitore 221 può anche essere posto lungo un restringimento o condotto di passaggio del flusso d’aria diretto al gruppo di filtraggio 17, oppure anche direttamente nel dispositivo di filtraggio 17 stesso. In figura 3 è mostrata una ulteriore possibile variante di un impianto 10 secondo l’invenzione. In tale variante il flusso d’aria con overspray che attraversa il pavimento grigliato 15 dalla cabina di verniciatura 11, viene indirizzato nella camera di convogliamento 24 dove setti convogliatori 25 lo portano ad attraversare i mezzi a microonde 22. Tali mezzi a microonde 22 comprendono con camera 223 che è vantaggiosamente integrata nella camera sotto la cabina di verniciatura 11 ed entro la quale agiscono le microonde per mezzo di generatori di microonde 221. Generatori 221 sono vantaggiosamente posti su pareti laterali opposte della camera per investire il flusso d’aria con microonde trasversalmente al flusso di aria.

La camera 223 ha un ingresso e una uscita del flusso di aria con l’overspray vantaggiosamente su lati opposti della camera. Tali lati opposti sono vantaggiosamente delimitati da schermature 224, 225 di tipo in sé noto (ad esempio opportune griglie metalliche) che permettono il passaggio dell’aria con overspray ma impediscono la fuoriuscita delle microonde con intensità pericolosa.

Una volta attraversata la camera 223, il flusso di aria con l’overspray seccato almeno parzialmente dalle microonde è inviato al condotto 26 per giungere al gruppo di filtraggio 17.

I restanti componenti dell’impianto possono essere simili a quelli già sopra descritti. La struttura di figura 3 è particolarmente compatta ed efficiente.

A questo punto è chiaro come siano ottenuti gli scopi prefissati.

L’impianto ottenuto secondo la presente invenzione permette l’implementazione di un metodo efficace per l’abbattimento dell’overspray pur limitando la complessità del sistema di abbattimento.

Il sistema secondo l’invenzione permette di avere un impianto con fermi macchina di manutenzione ridotti.

Inoltre, sono ridotti anche gli interventi di pulizia necessari in quanto le particelle di overspray dopo il trattamento a microonde hanno meno probabilità di rimanere adese all’interno dell’impianto. Questo implica anche un miglior stato di conservazione del tempo di componenti dell’impianto, quali ad esempio i convogliatori che non dovranno quindi essere puliti con prodotti abrasivi.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi Il prodotto di scarto sarà asciutto e in quantità minima e può anche essere riciclato fornendo un valore aggiunto anziché essere un costo di smaltimento.

innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell’ambito di provativa qui rivendicato.

Ad esempio, il convogliatore può essere in comunicazione diretta con il gruppo di filtraggio o ulteriori sistemi di raccordo possono essere previsti.

Il dispositivo per l’abbattimento dell’overspray di vernice liquida da un flusso di aria secondo l’invenzione, impiegante almeno un emettitore di microonde ed un eventuale successivo dispositivo di filtraggio, può essere naturalmente inserito in un impianto di verniciatura differente da quello qui mostrato a titolo di esempio.

Claims (15)

1. Rivendicazioni 1. Impianto (10) di verniciatura con vernice liquida, comprendente: - una cabina di verniciatura (11) nella quale viene spruzzata la vernice liquida; -dispositivi (18) di estrazione di un flusso di aria dalla cabina (11) verso un gruppo di filtraggio (17) per l’abbattimento di overspray dal flusso d’aria, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi a microonde (22) che interessano il flusso di aria estratto dalla cabina (11).
2. 2. Impianto (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi a microonde (22) comprendono almeno un emettitore a microonde (221).
3. 3. Impianto (10) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi a microonde (22) comprendono emettitori di microonde (221) disposti in successione lungo un percorso di convogliamento del flusso d’aria dalla cabina (11) al gruppo di filtraggio (17).
4. 4 Impianto (10) secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che i mezzi a microonde (22) comprendono emettitori di microonde (221) disposti in parallelo trasversalmente al percorso di convogliamento del flusso dalla cabina (11) al gruppo di filtraggio (17).
5. 5. Impianto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-4, caratterizzato dal fatto che i mezzi a microonde (22) emettono radiazioni elettromagnetiche in un range di 2450 MHz /- 50 MHz.
6. 6. Impianto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-5, caratterizzato dal fatto che i mezzi a microonde (22) emettono radiazioni elettromagnetiche con un’intensità compresa tra 2 e 5 mW/cmq.
7. 7. Impianto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-6, caratterizzato dal fatto di essere predisposto con una schermatura atta ad impedire la fuoriuscita delle microonde.
8. 8. Impianto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la cabina (11) comprende un pavimento grigliato (15) di uscita del flusso d’aria verso il gruppo di filtraggio (17) e almeno un convogliatore (25) con imboccatura prossima e al di sotto del pavimento grigliato (15).
9. 9. Impianto (10) secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che in corrispondenza dell’almeno un convogliatore (25) sono posizionati i mezzi a microonde (22).
10. 10. Metodo per l’abbattimento dell’overspray nel flusso di aria in uscita da una cabina in un impianto di verniciatura a spruzzo con vernice liquida, comprendente le fasi di: - trattare il flusso d’aria con microonde; e - filtrare successivamente il flusso d’aria con un gruppo (17) di filtraggio dell’overspray nel flusso d’aria.
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la frequenza delle microonde è compresa in un range di 2450 MHz /- 50 MHz.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che l’intensità delle micoonde è compresa tra 2 e 5 mW/cmq
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che dopo il trattamento a microonde il flusso di aria attraversa un sistema a polvere di abbattimento dell’overspray.
14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il trattamento con microonde è eseguito fino all’essiccamento almeno superficiale di particelle dell’overspray.
15. 15. Dispositivo (17,22) per l’abbattimento dell’overspray di vernice liquida da un flusso di aria, caratterizzato dal fatto di comprendere un percorso del flusso di aria con overspray lungo il quale è presente almeno un emettitore di microonde (221) per l’almeno parziale essiccazione dell’overspray.