IT201900018962A1 - Stazione di verniciatura a polveri con impianto automatico di pulizia. - Google Patents

Description

"Stazione di verniciatura a polveri con impianto automatico di pulizia"

La presente invenzione si riferisce ad una stazione di verniciatura di manufatti, ad esempio profilati metallici o non metallici, mediante vernici in polvere.

Nella tecnica nota sono normalmente utilizzate stazioni di verniciatura disposte all'interno di una cabina di verniciatura, o comunque protette da idonee pareti di copertura atte ad impedire la dispersione nell'ambiente esterno delle polveri di verniciatura in eccesso rispetto a quelle realmente utilizzate per ricoprire la superficie dei manufatti da verniciare.

Le polveri in eccesso, infatti, vengono solitamente recuperate per essere poi riutilizzate in ulteriori fasi di verniciatura con il medesimo colore.

Questi tipi di stazioni di verniciatura con cabina o altre strutture di protezione sono naturalmente complesse e costose e, in ogni caso, non consentono un rapido e agevole cambio di colore, dal momento che vari componenti della stazione rimangono in parte ricoperti con la polvere del colore fino a quel momento utilizzato e necessitano quindi di essere puliti (in genere manualmente) prima della sostituzione con il nuovo colore da applicare.

Sono state proposte varie soluzioni intese a limitare la dispersione delle polveri e a facilitare il loro recupero.

Ad esempio, sono state proposte cabine dotate di sistema di pulizia mediante spugne umide, montate su un telaio avente il medesimo profilo della cabina e fatto traslare da un lato all'altro, cabine cilindriche rotanti assialmente e provviste di racle di pulizia, cabine cilindriche ad asse verticale dotate di ugelli ad aria compressa per la pulizia del loro fondo, cabine con fondo vibrante per favorire l'allontanamento delle polveri in eccesso depositate, cabine con nastro mobile aspirante, ecc.

Tuttavia questi impianti, come detto, sono complessi, costosi e ingombranti. Inoltre, essi in genere necessitano sempre di operazioni manuali di pulizia per eliminare completamente le tracce del colore utilizzato. Ne risulta che il tempo mediamente richiesto per effettuare un cambio di colore nella stazione di verniciatura è difficilmente inferiore a 10-20 minuti, con conseguente rallentamento complessivo dei cicli produttivi.

Inoltre, deve essere considerato che le normative riguardanti la salute e l'igiene ambientale sono sempre più restrittive e mirano ad evitare operazioni manuali di pulizia in presenza di polveri e prodotti chimici. Scopo generale della presente invenzione è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo una stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere, che non necessiti di una cabina di verniciatura con la relativa struttura che è generalmente complessa, costosa e ingombrante e che richiede inoltre appropriate soluzioni progettuali per evitare la fuoriuscita delle polveri in corrispondenza dei passaggi di ingresso e di uscita dei pezzi in lavorazione.

Ulteriore scopo della presente invenzione è evitare in modo pressoché totale la necessità di operazioni manuali di pulizia della stazione di verniciatura dalla vernice in polvere precedentemente utilizzata, quando è richiesto un cambio di colore.

Ulteriore scopo della presente invenzione è evitare dispersioni delle vernici in polvere nell'ambiente, che normalmente avvengono durante le operazioni di pulizia. Ulteriore scopo della presente invenzione è consentire una drastica riduzione del tempo necessario per effettuare il cambio del colore nell'impianto.

Ulteriore scopo della presente invenzione è ottenere una notevole semplificazione costruttiva della stazione di verniciatura, minimizzandone anche gli oneri di manutenzione.

In vista di tali scopi si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, una stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere, comprendente una linea di trasporto per il convogliamento dei manufatti, un'apparecchiatura per l'applicazione della vernice in polvere ai manufatti, disposta da un lato rispetto alla linea di trasporto e dotata di una o più pistole per l'erogazione della vernice in polvere lungo una direzione di spruzzatura verso i manufatti presenti sulla linea di trasporto, ed un sistema di aspirazione della vernice in polvere in eccesso, disposta dall'altro lato rispetto alla linea di trasporto, caratterizzata dal fatto che il sistema di aspirazione della vernice in polvere in eccesso comprende una coppia di rulli cilindrici controrotanti ad asse verticale, disposti in prossimità della linea di trasporto e reciprocamente distanziati in una direzione trasversale rispetto a detta direzione di spruzzatura per individuare fra di essi un passaggio per un flusso di vernice in polvere che ha oltrepassato la linea di trasporto, una camera di aspirazione disposta a valle dei rulli rispetto a detta direzione di spruzzatura, estesa verticalmente e avente una parete laterale dotata di un'apertura verticale di ingresso affacciata verso il suddetto passaggio fra i rulli, ed una coppia di pareti di raccordo disposte rispettivamente sui due lati di detto passaggio fra quest'ultimo e detta apertura di ingresso per realizzare continuità e chiusura del passaggio fino alla camera di aspirazione, dette pareti di raccordo essendo dotate di un'estremità libera che appoggia contro la superficie esterna dei rulli.

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, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni:

La Fig.1 rappresenta una vista schematica, in pianta, di una stazione di verniciatura secondo l'invenzione. La Fig.2 rappresenta una vista in alzata della stazione di verniciatura, presa lungo la sezione II-II di Fig.1. La Fig.3 rappresenta una vista in sezione di uno dei cilindri rotanti della stazione di verniciatura.

Con riferimento alle figure, in Fig.1 è illustrata schematicamente, in pianta, una stazione di verniciatura 10 atta ad essere utilizzata per verniciare, mediante vernici in polvere, manufatti 11 che vengono convogliati alla stazione di verniciatura 10 lungo una linea di trasporto 12 in avanzamento nella direzione della freccia 13. Ad esempio, la linea di trasporto 12 può essere costituita da un trasportatore aereo con opportuni ganci per l'appendimento dei manufatti da verniciare.

I manufatti da verniciare possono essere tipicamente profilati metallici o non metallici, il cui utilizzo è ben noto al tecnico, per esempio nel settore dell'edilizia, e che pertanto non sono qui ulteriormente descritti nel dettaglio.

Vantaggiosamente, i manufatti 11 possono essere trasportati lungo la linea di trasporto 12 opportunamente supportati in posizione verticale, come schematizzato in Fig.1. Naturalmente, con opportuni adattamenti facilmente immaginabili dal tecnico, può essere prevista anche una configurazione di trasporto in posizione orizzontale, restando comunque sempre nell'ambito della presente invenzione.

Da una parte rispetto alla linea di trasporto 12 è disposta un'apparecchiatura 14 per l'applicazione della vernice in polvere, caricata elettrostaticamente, ai manufatti 11. Tale apparecchiatura può essere naturalmente scelta del tipo più idoneo in funzione delle caratteristiche e delle dimensioni dei pezzi da verniciare, nonché delle modalità di verniciatura previste, come facilmente immaginabile dal tecnico.

Comunque, sostanzialmente, l'apparecchiatura 14 comprende una o più pistole 15 per l'erogazione della vernice in polvere verso i manufatti 11, con le pistole 15 vantaggiosamente montate su una struttura 16 mobile verticalmente lungo l'estensione verticale dei manufatti 11, così da ottenere la massima copertura dei pezzi da verniciare. Se il caso, le pistole di erogazione della vernice 15 possono anche avere una mobilità rotazionale, per dirigere la vernice in polvere secondo direzioni inclinate rispetto alla linea di trasporto 12. Dall'altra parte rispetto alla linea di trasporto 12 è presente un sistema 17 di aspirazione della vernice in polvere in eccesso, ossia la vernice che ha oltrepassato il piano verticale individuato dalla linea di trasporto 12 senza depositarsi sulla superficie dei manufatti 11.

In questo contesto, può essere opportuno definire come "direzione di spruzzatura della vernice" una generica direzione che, partendo da detta una o più pistole di erogazione 15, attraversa il piano verticale individuato dalla linea di trasporto 12 dei manufatti da verniciare, proseguendo verso il sistema 17 di aspirazione della vernice.

Il sistema di aspirazione 17 comprende una coppia di rulli cilindrici controrotanti 18, 18' ad asse verticale, disposti in prossimità della linea di trasporto 12 e reciprocamente distanziati in una direzione trasversale rispetto alla suddetta direzione di spruzzatura della vernice per individuare fra di essi un passaggio 19 per il flusso di vernice in polvere che ha oltrepassato il piano verticale individuato dalla linea di trasporto 12.

Preferibilmente, i rulli 18, 18' si estendono verticalmente per un'altezza sostanzialmente pari all'estensione verticale dei manufatti 11.

Il sistema di aspirazione 17 comprende inoltre una camera di aspirazione 20 disposta a valle dei rulli 18, 18' rispetto alla direzione di spruzzatura della vernice. Vantaggiosamente, detta camera di aspirazione 20 si estende, con una propria parete laterale 21, verticalmente per un'altezza sostanzialmente pari all'estensione verticale dei rulli 18, 18' ed è dotata, in detta parete laterale 21, di un'apertura verticale di ingresso 22 affacciata verso il suddetto passaggio 19 fra i rulli 18, 18' ed estendentesi per l'intera altezza della camera stessa.

Fra il passaggio 19 individuato dai rulli 18, 18' e l'apertura di ingresso 22 della camera di aspirazione 20 sono disposte, sui due lati del passaggio stesso e lungo l'intera sua altezza, rispettive pareti di raccordo 23, 23' atte ad assicurare chiusura e continuità del passaggio 19 fino alla suddetta apertura di ingresso 22 della camera di aspirazione 20.

Si è trovato particolarmente vantaggioso, ai fini del raggiungimento degli scopi prefissati, che le pareti di raccordo 23, 23' siano vincolate con una loro prima estremità 24, 24' alla parete laterale 21 della camera di aspirazione 20, in corrispondenza dei bordi dell'apertura di ingresso 22, mentre la seconda estremità libera 25, 25' di dette pareti di raccordo 23, 23' appoggia contro la superficie esterna dei rulli 18, 18'.

Preferibilmente, le pareti di raccordo 23, 23' sono realizzate in materiale elastomerico o in materiale plastico flessibile e almeno le loro porzioni prossime all'estremità libera 25, 25' sono precaricate nella direzione del rispettivo rullo 18, 18', così da mantenere una predeterminata pressione contro la superficie esterna dei rulli stessi.

In questo modo, alla rotazione dei rulli durante il funzionamento dell'impianto (che avviene secondo la direzione delle frecce 26, 26' rappresentate in Fig.1), le suddette estremità libere 25, 25' delle pareti di raccordo 23, 23' agiscono come racle di pulizia, rimuovendo dalla superficie dei rulli la vernice in polvere in eccesso che si è depositata su di essi a seguito della verniciatura dei manufatti lungo la linea di trasporto 12 e convogliandola all'interno della camera di aspirazione 20, nella direzione della freccia 27.

La camera di aspirazione 20 è a sua volta connessa ad uno o più condotti di aspirazione 28 collegati ad una pompa di aspirazione, disposta in posizione opportuna più a valle (nella direzione della freccia 29 in Fig.1) e pertanto non visibile nei disegni allegati.

Come il tecnico può facilmente immaginare, la scelta del numero e della posizione dei condotti di aspirazione 28 lungo la camera di aspirazione 20 può essere fatta in funzione della quantità d'aria da aspirare, della sua velocità e, in particolare, in modo da mantenere più uniforme possibile la velocità del flusso d'aria lungo l'intera altezza dell'apertura 22. A titolo di esempio, può essere pensato di mantenere, in prossimità del passaggio fra le pareti di raccordo 23, 23', una velocità del flusso d'aria nell'ordine dei 20 m/s, con una portata di circa 1.000 m<3>/h.

In Fig.2 sono raffigurati, esemplificativamente, tre condotti di aspirazione 28 distribuiti lungo l'altezza della camera di aspirazione 20.

E' evidente dalla descrizione qui fatta che il sistema di aspirazione 17 consente di incanalare tutta la vernice in polvere in eccesso (ossia la vernice che ha oltrepassato il piano verticale individuato dalla linea di trasporto 12 senza depositarsi sulla superficie dei manufatti 11), e in particolare sia quella che si è depositata sulla superficie esterna dei rulli 18, 18', sia quella eventualmente rimasta in sospensione nell'interspazio 19 fra i rulli, verso il passaggio fra le pareti di raccordo 23, 23' e poi all'interno della camera di aspirazione 20, attraverso l'apertura di ingresso 22, per essere allontanata lungo i condotti di aspirazione 28 e successivamente recuperata e/o smaltita. Tutto ciò può essere effettuato senza la necessità di una cabina di verniciatura o di altre strutture di separazione fra la stazione di verniciatura e l'ambiente esterno.

Si è trovato comunque particolarmente vantaggioso, in termini di efficacia di pulizia, fare in modo che la maggior parte possibile della vernice in polvere in eccesso sia portata ad aderire alle superfici esterne dei due rulli cilindrici controrotanti 18, 18', così da venire facilmente ed efficacemente rimossa dalle racle di pulizia costituite dalle estremità libere 25, 25' delle pareti di raccordo 23, 23' e convogliate nella camera di aspirazione 20.

Per realizzare una adeguata adesione della vernice in polvere alla superficie esterna dei rulli 18, 18', questi ultimi (che, dal punto di vista strutturale e dimensionale, possono essere considerati sostanzialmente identici tra loro) sono preferibilmente realizzati cavi internamente, con una parete laterale 30 in plastica supportata da una struttura metallica 31 messa a terra in modo da evitare la possibile generazione di scariche elettrostatiche.

Come meglio visibile in Fig.3, secondo una forma di realizzazione preferita la struttura portante dei rulli 18, 18' può comprendere centralmente un tubo metallico 32 coassiale all'asse di rotazione del rullo ed una coppia di pareti 33, 34 di chiusura superiore ed inferiore provviste centralmente di rispettive boccole 35, 36 atte a permettere la rotazione del rullo stesso rispetto ad un telaio esterno di supporto, dietro azionamento da parte di un motore 37 e di una trasmissione 38 vantaggiosamente disposti al di sotto di un basamento 39 come schematicamente illustrato in Fig.2.

Per migliorare ulteriormente l'adesione della vernice in polvere alla superficie esterna dei rulli 18, 18', può inoltre essere previsto un sistema 40 di umidificazione della superficie interna della parete 30 del rullo, così da rendere sufficientemente conduttiva la parete stessa e favorire l'adesione ad essa della vernice in polvere. L'umidificazione può vantaggiosamente essere ottenuta mediante spruzzatura o nebulizzazione di acqua o altro liquido avente similari caratteristiche di conducibilità elettrica.

Secondo una forma di realizzazione preferita, la spruzzatura del liquido verso la superficie interna del rullo in rotazione può avvenire, come schematicamente raffigurato in Fig.3, attraverso appositi ugelli di spruzzatura 41 presenti nella parete del tubo metallico centrale 32, all'interno del quale il liquido stesso è addotto da un apposito serbatoio 42.

E' chiaro a questo punto come una stazione di verniciatura secondo l'invenzione possa consentire di superare gli inconvenienti degli impianti di tecnica nota e raggiungere quindi gli scopi prefissati.

In particolare, può essere ottenuta una grande semplificazione della stazione di verniciatura, senza necessità di una apposita cabina o di altre strutture di protezione dell'ambiente esterno.

Inoltre, è possibile realizzare in modo semplice e veloce, senza necessità di interventi manuali, la pulizia della stazione stessa dalla vernice in polvere precedentemente utilizzata, quando è richiesto un cambio di colore.

Verrà qui brevemente descritto, a titolo di esempio, un possibile ciclo di pulizia della stazione dalla vernice in polvere precedentemente utilizzata.

La pulizia, naturalmente, deve essere effettuata in assenza di manufatti 11 lungo la linea di trasporto 12. Dal cosiddetto "Centro Polveri", ossia la stazione di gestione delle varie vernici in polvere da utilizzare di volta in volta nell'impianto di verniciatura, viene inviata aria pulita all'interno dei condotti di adduzione alle pistole 15, così da pulire internamente l'apparecchiatura di erogazione spingendo i residui della vernice in polvere precedentemente utilizzata verso il sistema di aspirazione 17, che ovviamente deve essere appositamente attivato nelle stesse modalità operative previste durante la fase di verniciatura.

Per eliminare completamente i residui della precedente vernice in polvere dall'area di spruzzatura, può essere eventualmente attivato un dispositivo di pulizia meccanica (costituito, ad esempio, da un cannotto scorrevole) della zona esterna degli ugelli delle pistole di erogazione 15.

A questo punto, l'impianto è pronto per il caricamento, nel "Centro Polveri", della nuova vernice in polvere da utilizzare sui nuovi manufatti in arrivo.

Grazie ad una stazione di verniciatura secondo l'invenzione, la durata del ciclo di pulizia richiesto per effettuare un cambio di colore può essere ridotta anche a soli 3-5 minuti.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Ad esempio, se ritenuto operativamente preferibile, le pistole di erogazione della vernice 15 potrebbero essere supportate da un robot multi-asse in grado di ottimizzare il posizionamento degli erogatori e la direzione di spruzzatura della vernice rispetto ai manufatti 11.

Infine, varie soluzioni progettuali facilmente immaginabili dal tecnico possono essere previste per effettuare una completa verniciatura dei manufatti su entrambe le loro facce.

Può, ad esempio, essere scelto di posizionare due stazioni di verniciatura contrapposte, disposte in serie lungo la linea di trasporto 12 (ciascuna con una propria apparecchiatura 14 per l'applicazione della vernice in polvere e un proprio sistema di aspirazione 17, ma orientate in maniera opposta rispetto alla linea di trasporto 12), oppure può essere scelto di predisporre la linea di trasporto 12 con agganci ruotabili per i manufatti, così da ruotare questi ultimi (mantenendoli in posizione nella zona di verniciatura, oppure effettuando due passaggi in direzioni opposte dopo averli ruotati a valle della zona di verniciatura).

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere, comprendente una linea di trasporto (12) per il convogliamento dei manufatti (11), un'apparecchiatura (14) per l'applicazione della vernice in polvere ai manufatti (11), disposta da un lato rispetto alla linea di trasporto (12) e dotata di una o più pistole (15) per l'erogazione della vernice in polvere lungo una direzione di spruzzatura verso i manufatti (11) presenti sulla linea di trasporto (12), ed un sistema (17) di aspirazione della vernice in polvere in eccesso, disposta dall'altro lato rispetto alla linea di trasporto (12), caratterizzata dal fatto che il sistema (17) di aspirazione della vernice in polvere in eccesso comprende una coppia di rulli cilindrici controrotanti (18, 18') ad asse verticale, disposti in prossimità della linea di trasporto (12) e reciprocamente distanziati in una direzione trasversale rispetto a detta direzione di spruzzatura per individuare fra di essi un passaggio (19) per un flusso di vernice in polvere che ha oltrepassato la linea di trasporto (12), una camera di aspirazione (20) disposta a valle dei rulli (18, 18') rispetto a detta direzione di spruzzatura, estesa verticalmente e avente una parete laterale (21) dotata di un'apertura verticale di ingresso (22) affacciata verso il suddetto passaggio (19) fra i rulli (18, 18'), ed una coppia di pareti di raccordo (23, 23') disposte rispettivamente sui due lati di detto passaggio (19) fra quest'ultimo e detta apertura di ingresso (22) per realizzare continuità e chiusura del passaggio (19) fino alla camera di aspirazione (20), dette pareti di raccordo (23, 23') essendo dotate di un'estremità libera (25, 25') che appoggia contro la superficie esterna dei rulli (18, 18').
2. 2. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l'altra estremità (24, 24') di dette pareti di raccordo (23, 23') è vincolata alla parete laterale (21) della camera di aspirazione (20), in corrispondenza dei bordi dell'apertura di ingresso (22).
3. 3. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le pareti di raccordo (23, 23') sono realizzate in materiale elastomerico o in materiale plastico flessibile e almeno le loro porzioni prossime all'estremità libera (25, 25') sono precaricate nella direzione del rispettivo rullo (18, 18'), così da mantenere una predeterminata pressione contro la superficie esterna dei rulli stessi.
4. 4. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che dette estremità libere (25, 25') delle pareti di raccordo (23, 23') agiscono, durante la rotazione dei rulli (18, 18'), come racle di pulizia per la rimozione della vernice in polvere depositata sulla superficie dei rulli.
5. 5. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i rulli (18, 18') si estendono verticalmente per un'altezza sostanzialmente pari all'estensione verticale dei manufatti (11), la camera di aspirazione (20) si estende, con la propria parete laterale (21), verticalmente per un'altezza sostanzialmente pari all'estensione verticale dei rulli (18, 18') e l'apertura di ingresso (22) della camera di aspirazione (20) si estende per l'intera altezza della camera stessa.
6. 6. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la camera di aspirazione (20) è connessa ad uno o più condotti di aspirazione (28).
7. 7. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i rulli (18, 18') sono cavi internamente, con una parete laterale (30) in plastica supportata da una struttura metallica (31).
8. 8. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che la struttura portante dei rulli (18, 18') comprende centralmente un tubo metallico (32) coassiale all'asse di rotazione del rullo.
9. 9. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che la struttura portante dei rulli (18, 18') comprende inoltre una coppia di pareti (33, 34) di chiusura superiore ed inferiore, provviste centralmente di rispettive boccole (35, 36) atte a permettere la rotazione del rullo.
10. 10. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che i rulli (18, 18') comprendono un sistema (40) di umidificazione della superficie interna della loro parete laterale (30).
11. 11. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo le rivendicazioni 8 e 10, caratterizzata dal fatto che detto sistema di umidificazione (40) comprende ugelli di spruzzatura (41) presenti nella parete del tubo metallico centrale (32) per la spruzzatura di liquido dall'interno del tubo stesso verso la superficie interna della parete laterale (30) del rullo.
12. 12. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta una o più pistole (15) per l'erogazione della vernice in polvere è montata su una struttura (16) mobile verticalmente lungo l'estensione verticale dei manufatti (11).
13. 13. Stazione di verniciatura di manufatti mediante vernice in polvere secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i manufatti (11) sono supportati sulla linea di trasporto (12) in posizione verticale.