ITBO20090292A1 - METHOD AND EQUIPMENT FOR FLAME SPRAYING OF THERMOPLASTIC POWDERS - Google Patents
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Description
METODO E APPARECCHIATURA PER LA SPRUZZATURA A FIAMMA DI FLAME SPRAYING METHOD AND EQUIPMENT OF
POLVERI TERMOPLASTICHE THERMOPLASTIC POWDERS
Campo tecnico Technical field
La presente invenzione ha per oggetto un metodo e una apparecchiatura per la spruzzatura a fiamma di polveri termoplastiche. The present invention relates to a method and an apparatus for flame spraying of thermoplastic powders.
Arte nota Known art
È nota da tempo la tecnica della verniciatura mediante spruzzatura a fiamma di polveri termoplastiche applicate per fusione. Tale tecnica trova impiego ad esempio per la realizzazione di rivestimenti anticorrosivi su manufatti di diversa natura. The technique of painting by flame spraying of thermoplastic powders applied by fusion has been known for some time. This technique is used for example for the realization of anticorrosive coatings on manufactured articles of different nature.
Secondo un metodo noto, le polveri termoplastiche vengono spruzzate sul manufatto da rivestire mediante una pistola applicatrice alimentata con aria compressa e con un idoneo gas di petrolio liquefatto. La fiamma a gas prodotta dalla pistola applicatrice trasferisce le particelle fuse delle polveri sul manufatto da rivestire. According to a known method, the thermoplastic powders are sprayed onto the article to be coated by means of an application gun fed with compressed air and with a suitable liquefied petroleum gas. The gas flame produced by the applicator gun transfers the molten particles of the powders onto the product to be coated.
Il metodo di verniciatura mediante spruzzatura a fiamma risulta di impiego rapido ed economico e si presta alla verniciatura di materiali diversi. Le apparecchiature attualmente utilizzate per realizzare tale verniciatura presentano tuttavia taluni inconvenienti che limitano le loro prestazioni e rendono quindi meno efficace l'impiego del metodo suddetto. The flame spraying painting method is quick and economical to use and is suitable for painting different materials. The apparatuses currently used to carry out this painting, however, have some drawbacks which limit their performance and therefore make the use of the above method less effective.
In particolare viene sovente lamentato il fatto che la pistola applicatrice à ̈ soggetta a surriscaldamento durante l'uso. Ciò può fra l'altro alterare le caratteristiche fisiche delle polveri da applicare. In particular, it is often complained that the applicator gun is subject to overheating during use. Among other things, this can alter the physical characteristics of the powders to be applied.
Presentazione dell’invenzione Presentation of the invention
Il compito della presente invenzione à ̈ quello di risolvere il problema citato, escogitando un metodo che consenta di operare in maniera ottimale la spruzzatura a fiamma di polveri termoplastiche, assicurando in particolare il mantenimento delle caratteristiche fisiche delle polveri da applicare. The task of the present invention is to solve the aforementioned problem, devising a method which allows to operate in an optimal manner the flame spraying of thermoplastic powders, ensuring in particular the maintenance of the physical characteristics of the powders to be applied.
Nell'ambito di tale compito, à ̈ ulteriore scopo della presente invenzione quello di fornire un'apparecchiatura per realizzare il suddetto metodo di spruzzatura a fiamma che non determini in uso il surriscaldamento della pistola applicatrice. Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire una apparecchiatura per la spruzzatura a fiamma di polveri termoplastiche di semplice concezione costruttiva e funzionale, dotata di funzionamento sicuramente affidabile, di impiego versatile, nonché di costo relativamente economico. Within this aim, a further object of the present invention is to provide an apparatus for carrying out the aforementioned flame spraying method which does not cause the applicator gun to overheat in use. Another object of the invention is to provide an apparatus for the flame spraying of thermoplastic powders of simple construction and functional conception, with reliable operation, versatile in use, as well as relatively cheap in cost.
Gli scopi citati vengono raggiunti, secondo la presente invenzione, dal metodo e dall'apparecchiatura per la spruzzatura a fiamma di polveri termoplastiche secondo le unite rivendicazioni. The aforementioned purposes are achieved, according to the present invention, by the method and by the apparatus for flame spraying of thermoplastic powders according to the appended claims.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
I particolari dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita dell'apparecchiatura per la spruzzatura a fiamma di polveri termoplastiche secondo l’invenzione, illustrata a titolo indicativo nell'unito disegno, in cui: The details of the invention will become more evident from the detailed description of a preferred embodiment of the apparatus for flame spraying of thermoplastic powders according to the invention, illustrated by way of example in the accompanying drawing, in which:
la figura 1 mostra una vista schematica d'insieme dell'apparecchiatura per la spruzzatura a fiamma di polveri termoplastiche in oggetto; Figure 1 shows an overall schematic view of the apparatus for the flame spraying of thermoplastic powders in question;
la figura 2 mostra una vista in sezione longitudinale di un dispositivo di miscelazione associato alla pistola applicatrice dell'apparecchiatura in oggetto; la figura 3 mostra una vista schematica d'insieme di una diversa forma realizzativa dell'apparecchiatura per la spruzzatura a fiamma di polveri termoplastiche secondo la presente invenzione. Figure 2 shows a longitudinal sectional view of a mixing device associated with the applicator gun of the apparatus in question; Figure 3 shows an overall schematic view of a different embodiment of the apparatus for flame spraying of thermoplastic powders according to the present invention.
Forme di realizzazione dell’invenzione Embodiments of the invention
Con particolare riferimento a tali figure, si à ̈ indicato nell’insieme con 1 il dispositivo di miscelazione associato alla pistola applicatrice dell'apparecchiatura per la spruzzatura a fiamma di polveri termoplastiche in oggetto. With particular reference to these figures, 1 indicates the mixing device associated with the applicator gun of the apparatus for flame spraying of thermoplastic powders in question.
Il dispositivo di miscelazione 1 à ̈ costituito da un corpo 2 di foggia tubolare recante fissata a tenuta, a una estremità posteriore, una testata 3 nella quale sono praticati un primo condotto 4 per l'alimentazione delle polveri termoplastiche, trasportate da un gas inerte, un secondo condotto 5 per l'alimentazione di un flusso di aria compressa e un terzo condotto 6 per l'alimentazione di un gas di petrolio liquefatto o GPL, del tipo ad esempio del propano. Alternativamente à ̈ possibile alimentare attraverso il secondo condotto 5 una miscela di aria e azoto o eventualmente soltanto azoto. Ovviamente à ̈ possibile inoltre prevedere l'impiego di gas diversi a seconda delle specifiche esigenze, anche in forma di miscele, ad esempio miscele di propano e butano. L'aria à ̈ alimentata alla pistola applicatrice mediante un compressore d'aria, di tipo noto e non rappresentato in disegno, tramite una relativa tubazione 17; il gas propano à ̈ alimentato a sua volta alla pistola applicatrice da una apposita bombola 20, tramite una relativa tubazione 18. Ovviamente le tubazioni 17, 18 del compressore d'aria e della bombola del gas propano sono dotate di appositi organi di regolazione 21, 22 della mandata. The mixing device 1 consists of a tubular-shaped body 2 bearing a head 3 tightly fixed to a rear end in which a first duct 4 is made for feeding the thermoplastic powders, transported by an inert gas, a second conduit 5 for feeding a flow of compressed air and a third conduit 6 for feeding a liquefied petroleum gas or LPG, of the type for example propane. Alternatively, it is possible to feed through the second duct 5 a mixture of air and nitrogen or possibly only nitrogen. Obviously, it is also possible to provide for the use of different gases according to specific needs, even in the form of mixtures, for example mixtures of propane and butane. The air is fed to the applicator gun by means of an air compressor, of a known type and not shown in the drawing, by means of a relative pipe 17; the propane gas is in turn fed to the applicator gun from a special cylinder 20, through a relative pipe 18. Obviously, the pipes 17, 18 of the air compressor and of the propane gas cylinder are equipped with special adjustment devices 21, 22 of the delivery.
Il primo condotto 4 per l'alimentazione delle polveri à ̈ in comunicazione con una prima camera di mandata 7 definita da un elemento tubolare 8 disposto secondo l'asse longitudinale del corpo 2. Le polveri termoplastiche sono alimentate al condotto 4 da un apposito recipiente di carico 23, tramite una relativa tubazione 19, mediante l'interposizione di un organo 24 cosiddetto venturimetro atto a determinare il rilascio controllato delle stesse polveri. Alternativamente à ̈ possibile prevedere, in luogo del venturimetro, un dispositivo di alimentazione 25 dotato di una apposita valvola di miscelazione 26, come visibile in fig.3. The first duct 4 for feeding the powders is in communication with a first delivery chamber 7 defined by a tubular element 8 arranged along the longitudinal axis of the body 2. The thermoplastic powders are fed to the duct 4 by a suitable container load 23, by means of a relative pipe 19, by means of the interposition of a member 24 so-called Venturi meter adapted to determine the controlled release of the same powders. Alternatively, it is possible to provide, in place of the Venturi meter, a feeding device 25 equipped with a suitable mixing valve 26, as shown in fig. 3.
Il secondo condotto 5 per l'alimentazione della miscela di aria e/o azoto à ̈ a sua volta in comunicazione con una seconda camera di mandata 9 definita da un manicotto 10 coassiale esternamente all'elemento tubolare 8. La seconda camera di mandata 9 à ̈ pertanto definita in forma anulare fra la superficie interna del manicotto 10 e il suddetto elemento tubolare 8. The second duct 5 for feeding the mixture of air and / or nitrogen is in turn in communication with a second delivery chamber 9 defined by a sleeve 10 coaxial externally to the tubular element 8. The second delivery chamber 9 à It is therefore defined in annular form between the internal surface of the sleeve 10 and the aforementioned tubular element 8.
Il manicotto 10 risulta stabilmente accoppiato a una estremità posteriore alla testata 3 del dispositivo, mentre all'estremità anteriore conforma una flangia frontale 11 che à ̈ associata a tenuta alla superficie interna del corpo 2. Fra tale superficie interna del corpo 2 e il manicotto 10 à ̈ pertanto definita una terza camera di mandata 12 che à ̈ posta in comunicazione con il terzo condotto 6 per l'alimentazione del gas propano. The sleeve 10 is stably coupled at a rear end to the head 3 of the device, while at the front end it forms a front flange 11 which is associated with a seal to the internal surface of the body 2. Between this internal surface of the body 2 and the sleeve 10 A third delivery chamber 12 is therefore defined which is placed in communication with the third conduit 6 for feeding the propane gas.
L'elemento tubolare 8 à ̈ vincolato in corrispondenza delle opposte estremità rispettivamente alla testata 3 e alla flangia frontale 11, dotata di un opportuno foro assiale. The tubular element 8 is constrained at the opposite ends respectively to the head 3 and to the front flange 11, equipped with a suitable axial hole.
La flangia frontale 11 reca praticati passanti una prima serie di ugelli 13 e una seconda serie di ugelli 14 atti a mettere in comunicazione rispettivamente la seconda camera di mandata 9 e la terza camera di mandata 12 con una camera di miscelazione 15 definita anteriormente alla stessa flangia frontale 11. Tale camera di miscelazione 11 si prolunga all'interno di un cannotto anulare 16 innestato anteriormente sul corpo 2. The front flange 11 has through holes a first series of nozzles 13 and a second series of nozzles 14 adapted to connect respectively the second delivery chamber 9 and the third delivery chamber 12 with a mixing chamber 15 defined in front of the same flange front 11. Said mixing chamber 11 extends inside an annular sleeve 16 engaged at the front on the body 2.
Il funzionamento dell'apparecchiatura per la spruzzatura a fiamma di polveri termoplastiche oggetto dell’invenzione risulta facilmente comprensibile dalla descrizione che precede. The operation of the apparatus for the flame spraying of thermoplastic powders object of the invention is easily understood from the above description.
Si provvede dapprima a riscaldare il manufatto da rivestire a una adeguata temperatura operativa, ad esempio compresa tra 90° e 100°C. La temperatura operativa à ̈ determinata essenzialmente dalla temperatura di fusione delle polveri utilizzate e può pertanto essere diversa da quella indicata a scopo esemplificativo. First of all, the article to be coated is heated to an adequate operating temperature, for example between 90 ° and 100 ° C. The operating temperature is essentially determined by the melting temperature of the powders used and may therefore be different from that indicated for illustrative purposes.
Tale riscaldamento viene opportunamente realizzato mediante la fiamma generata dalla stessa pistola applicatrice dell'apparecchiatura, per effetto della miscelazione del gas propano e dell'aria compressa, o altro gas inerte quale ad esempio l'azoto, alimentati alla camera 15 anteriore della pistola. This heating is suitably carried out by means of the flame generated by the same applicator gun of the apparatus, due to the mixing of propane gas and compressed air, or other inert gas such as nitrogen, fed to the front chamber 15 of the gun.
L'aria compressa proveniente dal compressore d'aria e il gas di petrolio liquefatto proveniente dalla relativa bombola 20 vengono indirizzati alla pistola applicatrice mediante gli opportuni organi valvolari 21, 22 di regolazione della miscelazione che consentono altresì di regolare la pressione di uscita della miscela. The compressed air coming from the air compressor and the liquefied petroleum gas coming from the relative cylinder 20 are directed to the applicator gun by means of the appropriate mixing regulating valve members 21, 22 which also allow to regulate the outlet pressure of the mixture. .
Unitamente all'aria e al gas propano, vengono inviate alla pistola applicatrice le polveri termoplastiche da spruzzare sul manufatto, miscelate al citato gas inerte di trasporto. Il rilascio delle polveri à ̈ controllato dal citato organo venturimetro 24 o alternativamente dalla citata valvola di miscelazione 26. Together with the air and propane gas, the thermoplastic powders to be sprayed on the product, mixed with the aforementioned inert transport gas, are sent to the applicator gun. The release of the powders is controlled by the aforementioned Venturi organ 24 or alternatively by the aforementioned mixing valve 26.
All'interno della pistola applicatrice, le polveri termoplastiche uscendo dalla camera di mandata 7 definita dal manicotto 8 si mescolano al flusso di aria e/o azoto uscente dalla coassiale camera di mandata 9. Le polveri vengono quindi espulse dalla pistola applicatrice e, all'interno della fiamma, proiettate sulla superficie riscaldata del manufatto da rivestire. A contatto della superficie calda del manufatto si determina la voluta fusione delle polveri. Inside the applicator gun, the thermoplastic powders exiting the delivery chamber 7 defined by the sleeve 8 are mixed with the flow of air and / or nitrogen exiting the coaxial delivery chamber 9. The powders are then expelled from the applicator gun and, at the inside the flame, projected onto the heated surface of the product to be coated. In contact with the hot surface of the product, the desired fusion of the powders is determined.
Il metodo e l'apparecchiatura in oggetto raggiungono pertanto lo scopo di operare in maniera ottimale la spruzzatura di polveri termoplastiche, assicurando il mantenimento delle caratteristiche fisiche delle polveri da applicare. The method and the apparatus in question therefore achieve the purpose of operating in an optimal manner the spraying of thermoplastic powders, ensuring the maintenance of the physical characteristics of the powders to be applied.
In particolare l'apparecchiatura per realizzare il suddetto metodo di spruzzatura non determina la miscelazione delle polveri termoplastiche con la fiamma, in fase di spruzzatura. Viene inoltre evitato il surriscaldamento della pistola applicatrice. In particular, the apparatus for carrying out the aforementioned spraying method does not cause the thermoplastic powders to be mixed with the flame, during the spraying phase. In addition, overheating of the applicator gun is avoided.
Ciò à ̈ specificamente ottenuto grazie alla particolare conformazione del dispositivo di miscelazione della pistola applicatrice. La camera di mandata 9 a cui viene indirizzata la miscela di aria e/o azoto, realizzata dal manicotto 10, à ̈ infatti in grado di svolgere un'azione di raffreddamento e di protezione rispetto all'elemento tubolare 8 attraverso il quale vengono alimentate le polveri. This is specifically achieved thanks to the particular conformation of the mixing device of the applicator gun. The delivery chamber 9 to which the mixture of air and / or nitrogen is directed, made by the sleeve 10, is in fact able to perform a cooling and protective action with respect to the tubular element 8 through which the powders.
È da mettere in rilievo il fatto che la fusione delle polveri termoplastiche avviene essenzialmente a contatto con la superficie riscaldata del manufatto da rivestire, e non per effetto della fiamma. Le polveri infatti, in fase di spruzzatura, sono veicolate all'interno della fiamma senza miscelarsi ad essa, grazie all'effetto protettivo realizzato dal gas inerte che le trasporta. Ciò ha l'effetto di evitare di degradare le stesse polveri termoplastiche che mantengono quindi tutte le originarie caratteristiche fisiche. It should be emphasized that the melting of thermoplastic powders essentially takes place in contact with the heated surface of the product to be coated, and not due to the effect of the flame. In fact, during the spraying phase, the powders are conveyed inside the flame without mixing with it, thanks to the protective effect created by the inert gas that carries them. This has the effect of avoiding the degradation of the same thermoplastic powders which therefore maintain all the original physical characteristics.
In fase di spruzzatura, la fiamma svolge viceversa la funzione di mantenere la superficie da rivestire alla temperatura voluta, con una costante azione di riscaldamento, in modo da garantire la fusione delle polveri a contatto con la suddetta superficie. In the spraying phase, the flame conversely performs the function of maintaining the surface to be coated at the desired temperature, with a constant heating action, so as to ensure the melting of the powders in contact with the aforementioned surface.
Una prerogativa dell'apparecchiatura in oggetto à ̈ costituita dal fatto di essere compatta e facilmente trasportabile nella zona di lavoro. Utilmente à ̈ previsto che l'apparecchiatura in oggetto sia resa portatile mediante il montaggio su una idonea intelaiatura su ruote. A prerogative of the equipment in question is constituted by the fact that it is compact and easily transportable in the work area. Conveniently, the apparatus in question is made portable by mounting it on a suitable frame on wheels.
Un vantaggio dell'apparecchiatura in oggetto à ̈ costituito dal fatto di consentire di applicare il rivestimento a diversi spessori, mediante un'unica operazione o in più operazioni successive. An advantage of the apparatus in question is constituted by the fact that it allows the coating to be applied at different thicknesses, by means of a single operation or in several successive operations.
Un ulteriore vantaggio dell'apparecchiatura in oggetto à ̈ costituito dal fatto di operare con elevate velocità di applicazione, in modo da conseguire una elevata produttività . A further advantage of the apparatus in question is constituted by the fact that it operates with high application speeds, in order to achieve high productivity.
È infine da osservare che l'apparecchiatura in oggetto risulta di semplice e robusta costruzione e presenta un costo relativamente contenuto. Finally, it should be noted that the apparatus in question is of simple and robust construction and has a relatively low cost.
Nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali impiegati, nonché la forma e le dimensioni, possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze. In the practical implementation of the invention, the materials used, as well as the shape and dimensions, can be any according to requirements.
Laddove le caratteristiche tecniche menzionate in ogni rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono stati inclusi al solo scopo di aumentare la comprensione delle rivendicazioni e di conseguenza essi non hanno alcun valore limitativo sullo scopo di ogni elemento identificato a titolo d’esempio da tali segni di riferimento. Where the technical characteristics mentioned in each claim are followed by reference signs, these reference signs have been included for the sole purpose of increasing the understanding of the claims and consequently they have no limiting value on the purpose of each element identified by way of ™ example from such reference marks.
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