ITBO20100451A1 - Pistola ad aria - Google Patents

Description

PISTOLA AD ARIA

Campo tecnico

La presente invenzione ha per oggetto una pistola ad aria, in particolare una pistola generatrice di vortice.

Arte nota

È noto attualmente l’uso di pistole ad aria per la pulitura di superfici lapidee, manufatti lignei, o di materiali naturali e artificiali dell’edilizia storica e moderna. Tali pistole spruzzano un fluido, generalmente aria o aria miscelata a polveri abrasive, sulla superficie da pulire in modo da rimuovere le stratificazioni e i depositi indesiderati, quali, ad esempio, i graffiti.

Un problema che si presenta nell’impiego di tali pistole risiede nel fatto che, spruzzando un fluido secondo un getto diretto, la potenza di quest’ultimo à ̈ difficile da dosare e risulta spesso troppo debole, operando una pulitura insufficiente della parete da pulire, ovvero troppo potente, operando una pulitura poco selettiva e provocando un’alterazione della superficie da pulire. Per superare tale problema à ̈ noto altresì l’impiego di pistole ad aria generatrici di vortice, atte a spruzzare il fluido secondo un moto elicoidale.

Ad esempio, il brevetto US 6,050,504 illustra un dispositivo spruzzatore che comprende canali per indirizzare flussi d’aria e di liquido, in cui il liquido à ̈ suddiviso in goccioline ed emesso sotto forma di spruzzo sottile attraverso un orifizio. Un canale anulare per il passaggio dell’aria à ̈ disposto concentricamente attorno a un canale per il passaggio del liquido. L’aria à ̈ condotta attraverso canali a vortice, in cui à ̈ conferito un moto rotatorio al flusso d’aria anulare.

La domanda di brevetto JP 4145229 mostra un generatore di flusso di gas a vortice in cui un flusso d’aria ad alta pressione à ̈ immesso in un flusso di gas. Il flusso d’aria à ̈ inclinato rispetto all’asse del flusso di gas secondo un angolo costante e proveniente da un punto situato al di fuori dell’asse del flusso di gas. La velocità dell’aria ad alta pressione à ̈ quindi dotata di una componente vettoriale lungo l’asse del flusso di gas e di una componente vettoriale nella direzione di intersezione con il flusso di gas, in modo tale che l’aria sia immessa con un effetto rotazionale, formando un vortice. Tale generatore di flusso a vortice non à ̈ adatto tuttavia a essere disposto in una pistola, ma nel dispositivo di alimentazione a cui la pistola à ̈ connessa.

Le soluzioni proposte non trovano applicazioni pratiche per gli utenti, in quanto risultano complicate da assemblare, o operano la formazione del vortice prima dell’ingresso dell’aria nella pistola, determinando così la perdita almeno parziale dell’effetto di vortice quando il fluido viene spruzzato.

Il modello d’utilità CN 2332492 Y mostra una pistola ad aria comprendente un tubo elettrostatico, un albero interno, un manicotto esterno, un gruppo di distribuzione a doppio flusso, una sede fissa e una testa di spruzzo atta a spruzzare una miscela d’aria e polvere. Il tubo elettrostatico à ̈ provvisto di una scanalatura di distribuzione del flusso la cui superficie interna presenta una forma concava a spirale, in modo tale che la corrente d’aria a vortice ruotando velocemente muova la scanalatura di distribuzione di flusso, e provochi uno strofinamento della scanalatura con la parete del tubo elettrostatico. Tale strofinamento fa sì che la parete esterna dell’albero interno generi elettricità che modifica la carica elettrostatica della polvere in modo da migliorare l’effetto di rivestimento. Tuttavia, tale dispositivo presenta una scarsa efficacia in quanto conferisce un moto rotatorio soltanto a una parte del fluido che lo attraversa. Presentazione dell’invenzione

Il compito della presente invenzione à ̈ quello di risolvere i problemi citati, escogitando una pistola ad aria che consenta di spruzzare in modo efficace un vortice di fluido.

Nell'ambito di tale compito, Ã ̈ ulteriore scopo della presente invenzione quello di fornire una pistola ad aria che sia semplice e agevole da assemblare.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire una pistola ad aria di semplice concezione costruttiva e funzionale, dotata di funzionamento sicuramente affidabile, di impiego versatile, nonché di costo relativamente economico.

Gli scopi citati vengono raggiunti, secondo la presente invenzione, dalla pistola ad aria secondo la rivendicazione 1.

La pistola ad aria comprende un dispositivo generatore di vortice provvisto di una pluralità di pareti interne aventi profilo curvilineo, disposte in modo tale da definire una pluralità di canali elicoidali separati, per conferire al fluido da spruzzare un moto rotatorio elicoidale.

Opportunamente, il dispositivo generatore di vortice comprende una colonna assiale attorno alla quale sono angolarmente distribuite le suddette pareti interne aventi profilo curvilineo, raccordate alla colonna secondo direzioni sostanzialmente tangenziali.

La presenza dei canali elicoidali separati consente di conferire alla totalità del fluido da spruzzare un moto rotatorio elicoidale.

Breve descrizione dei disegni

I particolari dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita della pistola ad aria secondo l’invenzione, illustrata a titolo indicativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 mostra una vista in sezione longitudinale della pistola in oggetto; la figura 2 mostra una vista in sezione longitudinale di un particolare della pistola in oggetto;

la figura 3 mostra una vista in sezione trasversale del particolare della figura 2. Forme di realizzazione dell’invenzione

Con particolare riferimento a tali figure, si à ̈ indicato nell’insieme con 1 la pistola ad aria secondo l’invenzione. La pistola à ̈ atta ad essere collegata ad un tubo in uscita di un dispositivo di alimentazione del fluido da spruzzare non rappresentato nei disegni.

La pistola ad aria 1 comprende un involucro esterno 2, quale ad esempio un cannotto, avente foggia sostanzialmente cilindrica e aperto a entrambe le estremità.

In corrispondenza di una prima estremità, il cannotto 2 racchiude assialmente una camera di ingresso 3 del fluido da spruzzare, posta in comunicazione con una seconda camera 4 di diametro leggermente superiore al diametro della camera di ingresso 3. La seconda camera 4 à ̈ a sua volta messa in comunicazione con una terza camera 5 di diametro superiore al diametro della seconda camera 4. Tale terza camera 5 sbocca su una quarta camera 6 di diametro leggermente superiore al diametro della terza camera 5, ed estesa sostanzialmente da una zona centrale del cannotto 2 fino all’estremità opposta alla camera di ingresso 3. È da notare che le suddette camere 3, 4, 5, 6 sono disposte in successione e coassiali tra loro; il bordo tra due camere consecutive conforma rispettivi spallamenti 4a, 5a, 6a dovuti alle differenze di diametro tra due camere consecutive (si veda figura 1).

Preferibilmente, l’involucro esterno 2 à ̈ provvisto di almeno un’apertura radiale 7 ricavata in corrispondenza della seconda camera 4, atta a consentire l’introduzione di almeno un eventuale fluido ausiliario, quale ad esempio acqua, aria, o una miscela di acqua e aria in qualsiasi proporzioni, all’interno della seconda camera 4, in modo da miscelare tale eventuale fluido ausiliario con il fluido da spruzzare, al fine di migliorarne le prestazioni a seconda delle specifiche esigenze.

La pistola 1 comprende un elemento di raccordo 8 atto ad essere inserito assialmente nella sezione di ingresso 3 del corpo esterno 2. L’elemento di raccordo 8 à ̈ di forma sostanzialmente cilindrica e aperto alle due estremità. Preferibilmente, l’elemento di raccordo 8 à ̈ provvisto di una porzione di connessione esterna 80 atta ad essere inserita in un tubo, quale ad esempio il suddetto tubo di uscita di un dispositivo di alimentazione del fluido da spruzzare. L’estremità opposta dell’elemento di raccordo 8 definisce una porzione di connessione interna 81 presentante un diametro esterno sostanzialmente uguale al diametro della camera di ingresso 3 del cannotto 2, in modo tale da consentirne l’inserimento nella stessa camera di ingresso 3. L’elemento di raccordo 8 comprende un condotto interno 82 esteso assialmente sulla sua intera lunghezza in modo da permettere il passaggio del fluido da spruzzare. Preferibilmente, il condotto interno 82 presenta una porzione di uscita 83 di forma troncoconica, disposta in modo da presentare un’apertura di diametro superiore al condotto 82.

La pistola ad aria 1 à ̈ dotata di un dispositivo generatore di vortice 9 atto ad essere disposto all’interno del cannotto 2, in corrispondenza della quarta camera 6, in particolare in appoggio contro lo spallamento 6a. Tale dispositivo generatore di vortice à ̈ preferibilmente costituito da una bussola elicoidale (fig.1, 2 e 3).

La bussola elicoidale 9 comprende un corpo cilindrico 90 di diametro esterno sostanzialmente uguale al diametro della quarta camera 6, per consentire l’inserimento della bussola 9 in posizione coassiale nella stessa quarta camera 6. La bussola elicoidale 9 presenta una pluralità di pareti interne 91 connesse da un lato alla superficie interna del corpo cilindrico 90, e dall’altro lato ad una colonna assiale 92 disposta in corrispondenza dell’asse del corpo cilindrico 90. Le pareti interne 91 hanno un profilo a sezione curvilinea, come mostrato nella figura 3, e si estendono tra le due estremità del corpo cilindrico 90 secondo una traiettoria elicoidale attorno alla colonna assiale 92, come visibile nelle figure 1 e 2.

Le pareti interne 91 sono angolarmente distribuite attorno alla colonna assiale 92 e consentono di definire altrettanti canali elicoidali 93 separati, atti a consentire il passaggio del fluido da spruzzare, eventualmente miscelato con il fluido ausiliario, e contemporaneamente a conferire al fluido un moto rotatorio elicoidale in modo da generare una corrente a vortice. Preferibilmente, la bussola elicoidale 9 comprende quattro pareti interne 91, così definendo quattro canali elicoidali 93. È tuttavia possibile prevedere un numero qualsiasi di pareti interne 91 che permettano di conformare una pluralità di canali elicoidali 93, per consentire un passaggio agevole del fluido da spruzzare.

È da notare che la curvatura del profilo di sezione delle pareti interne 91 della bussola elicoidale 9 à ̈ tale da consentire alle stesse pareti interne 91 di essere connesse alla colonna assiale 92 secondo una direzione sostanzialmente tangenziale alla stessa, in modo da definire dei canali elicoidali 93 a profilo di sezione sostanzialmente triangolare con i lati curvilinei, due dei lati essendo convessi, e il terzo lato essendo concavo, in modo tale che detti triangoli affiancati formino un profilo discoidale (fig.3).

È da notare che nell’esempio illustrato, la lunghezza della colonna assiale 92 del dispositivo generatore di vortice 9 à ̈ superiore alla lunghezza del corpo cilindrico 90, le due estremità della colonna assiale 92 sporgendo dal corpo cilindrico e presentando una forma sostanzialmente semisferica. È anche da notare che la colonna assiale 92 presenta un diametro opportuno tale che anche la zona dei canali elicoidali 93 più vicina all’asse della bussola elicoidale 9 conformi un percorso sufficientemente elicoidale per conferire alla totalità del fluido il moto rotatorio elicoidale desiderato.

La lunghezza del corpo cilindrico 90 della bussola elicoidale 9 à ̈ preferibilmente inferiore alla lunghezza della quarta camera 6 del corpo esterno 2, in modo da consentire l’inserimento, nell’estremità libera della stessa, di un dispositivo di espulsione 10 del vortice, preferibilmente costituito da un ugello. L’ugello 10 comprende una porzione di connessione 100, atta a garantire la connessione a tenuta dell’ugello 10 alla pistola 1, di foggia esterna sostanzialmente cilindrica, e una porzione finale 101 di forma esterna troncoconica allungata, connessi tra loro da una porzione intermedia 102 di foggia esterna troncoconica appiattita. La porzione di connessione 100 à ̈ provvista, in una zona sostanzialmente centrale, di un elemento di riscontro anulare 103 di profilo di sezione rettangolare, come visibile nella figura 1. L’elemento di riscontro 103 delimita una porzione di inserimento 104, tra l’estremità libera della porzione di connessione 100 e l’elemento di riscontro 103 e atta ad essere inserita nella quarta camera 6 del corpo esterno 2, e una porzione di bloccaggio 105 disposta tra l’elemento di riscontro 103 e la porzione intermedia 102 dell’ugello 10.

Il dispositivo di espulsione 10 à ̈ inoltre provvisto di un canale interno 106 provvisto di una sezione a campana 107, disposta all’interno della porzione di connessione 100 e della porzione intermedia 102, e di una sezione troncoconica 108 disposta all’interno della porzione finale 101. La sezione a campana si sviluppa dall’estremità libera della porzione di connessione 100, in corrispondenza della quale il canale interno 106 presenta il suo diametro maggiore, restringendosi fino al limite tra la porzione intermedia 102 e la porzione finale 101, in corrispondenza della quale il canale interno 106 presenta il suo diametro minore. La sezione troncoconica 108 si estende dallo stesso limite fino all’estremità della porzione finale 101, il suo diametro aumentando progressivamente fino alla stessa estremità.

La pistola ad aria 1 prevede mezzi di tenuta 11, quali ad esempio una guarnizione, inseriti in uso attorno alla porzione di connessione 100 e a battuta contro l’elemento di riscontro 103 dell’ugello 10, in modo da assicurare la tenuta tra l’ugello 10 e il corpo esterno 2. L’ugello 10 viene mantenuto all’estremità del corpo esterno 2 tramite un apposito organo di chiusura 12, preferibilmente costituito da una ghiera di chiusura di forma sostanzialmente cilindrica. Tale ghiera 12 à ̈ provvista di un bordo anulare 12a atto ad essere inserito attorno alla porzione di bloccaggio 105 della porzione di connessione 100 in modo da impegnare l’elemento di riscontro 103, mentre la ghiera 12 à ̈ connessa al lato esterno del corpo esterno 2 (figura 1).

L’assemblaggio e il funzionamento della pistola ad aria 1 risultano facilmente comprensibili dalla descrizione che precede.

Dapprima si provvede ad inserire la porzione di connessione interna 81 dell’elemento di raccordo 8 nella camera di ingresso 3 del cannotto 2. Dopodiché la bussola elicoidale 9 à ̈ inserita nella quarta camera 6 del cannotto 2, e disposta in appoggio contro lo spallamento 6a delimitando la stessa quarta camera 6 rispetto alla terza camera 5. La porzione di inserimento 104 dell’ugello 10, equipaggiato della guarnizione 11 disposta secondo quanto descritto in precedenza, viene poi inserita nell’estremità libera del cannotto 2. È da notare che la lunghezza di tale porzione di inserimento 104 e lo spessore della guarnizione 11 sono tali che, in uso, l’estremità della porzione di inserimento 104 viene a trovarsi sostanzialmente a contatto con l’estremità del corpo cilindrico 90 della bussola elicoidale 9 all’interno della quarta camera 6 del cannotto 2.

L’ugello à ̈ quindi bloccato e stretto tramite la ghiera di chiusura 12. Tale bloccaggio consente di operare una tripla tenuta, tra un’estremità della bussola elicoidale 9 e lo spallamento 6a, tra l’estremità opposta della bussola elicoidale 9 e l’estremità della porzione di connessione 100 dell’ugello 10, e tramite la guarnizione 11 disposta tra l’elemento di riscontro 103 e l’estremità del cannotto 2.

Dopo l’inserimento della porzione di connessione esterna 80 dell’elemento di raccordo 8 in un opportuno tubo in uscita di un dispositivo di alimentazione del fluido da spruzzare, lo stesso fluido à ̈ fatto passare sotto pressione nel condotto interno 82 dell’elemento di raccordo 8. In uscita dal condotto 82 il fluido entra nella seconda camera 4 all’interno del cannotto 2, in corrispondenza della quale viene eventualmente iniettato un fluido ausiliario tramite l’apertura radiale 7, come descritto in precedenza, per affinare o migliorare le proprietà del fluido da spruzzare. In tal caso, la miscela dei due suddetti fluidi avviene immediatamente nella seconda camera 4 e nella terza camera 5 dentro il cannotto 2.

Il fluido da spruzzare, eventualmente miscelato con il fluido ausiliario, entra successivamente nella terza camera 5 e nei canali elicoidali 93 della bussola elicoidale 9. Il percorso attraverso la bussola elicoidale 9 conferisce al fluido sotto pressione un moto rotatorio elicoidale.

Tale moto rotatorio elicoidale del fluido da spruzzare continua mentre il fluido entra nella sezione a campana 107, e poi nella sezione troncoconica del canale interno 106 dell’ugello 10, fino all’uscita del fluido dallo stesso ugello 10.

La pistola ad aria in oggetto raggiunge pertanto lo scopo di spruzzare in modo efficace un vortice di fluido. Tale risultato à ̈ ottenuto in particolare grazie all'idea inventiva di disporre una bussola elicoidale 9, provvista di una pluralità di canali elicoidali 93, all’interno del corpo 2 della pistola 1, in prossimità dell’ugello 10. La presenza della bussola elicoidale 9 consente di conferire alla totalità del fluido da spruzzare un moto rotatorio elicoidale.

Una prerogativa della pistola ad aria in oggetto à ̈ costituita dal fatto che risulta semplice e agevole da assemblare.

Nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali impiegati, nonché la forma e le dimensioni, possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

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.

Claims (9)

1. Rivendicazioni 1) Pistola ad aria, comprendente un involucro esterno (2) di forma sostanzialmente cilindrica, provvisto ad una estremità di un elemento di raccordo (8) atto a consentire la connessione di detta pistola ad aria (1) con un dispositivo di alimentazione di un fluido da spruzzare, e all’estremità opposta di un dispositivo di espulsione (10) atto a consentire la fuoriuscita di detto fluido da spruzzare verso l’esterno, caratterizzata dal fatto che comprende un dispositivo generatore di vortice (9) disposto all’interno di detto involucro (2) e provvisto di una pluralità di pareti interne (91) aventi profilo curvilineo, disposte in modo tale da definire una pluralità di canali elicoidali (93) separati, per conferire a detto fluido da spruzzare un moto rotatorio elicoidale.
2. 2) Pistola ad aria secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo generatore di vortice (9) comprende un corpo cilindrico (90) e una colonna assiale (92), disposta in corrispondenza dell’asse del detto corpo cilindrico (90), detta pluralità di pareti interne (91) essendo angolarmente distribuite attorno a detta colonna (92) ed essendo raccordate a detta colonna (92) secondo direzioni sostanzialmente tangenziali.
3. 3) Pistola ad aria secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti canali elicoidali separati (93) hanno profilo di sezione sostanzialmente triangolare con lati curvilinei, due dei detti lati essendo convessi, e il terzo lato essendo concavo, in modo tale che affiancandosi l’uno all’altro detti profili di sezione triangolare formino un profilo discoidale.
4. 4) Pistola ad aria secondo le rivendicazioni 2 o 3, caratterizzata dal fatto che dette pareti interne (91) sono al numero di quattro.
5. 5) Pistola ad aria secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta colonna assiale (92) presenta un diametro tale per cui la porzione più interna di detti canali elicoidali (93) conformi un percorso elicoidale, in modo da conferire un moto rotatorio elicoidale alla totalità di detto fluido da spruzzare.
6. 6) Pistola ad aria secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo generatore di vortice (9) à ̈ interposto e bloccato in sede tra uno spallamento (6a) all’interno di detto involucro (2) e detto dispositivo di espulsione (10), in modo tale che detto moto rotatorio elicoidale conferito a detto fluido da spruzzare da detto dispositivo generatore di vortice (9) sia conservato mentre detto fluido da spruzzare entra dentro detto dispositivo di espulsione (10).
7. 7) Pistola ad aria secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che comprende un organo di chiusura (12) atto a stringere detto dispositivo di espulsione (10) contro detto dispositivo generatore di vortice (9) e contro detto corpo esterno (2) in modo da operare una tenuta tra detto dispositivo generatore di vortice (9) e detto spallamento (6a), tra detto dispositivo generatore di vortice (9) e detto dispositivo di espulsione (10), e tra detto dispositivo di espulsione (10) e detto involucro (2) tramite l’interposizione di mezzi di tenuta (11).
8. 8) Pistola ad aria secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di espulsione (10) comprende un elemento di riscontro anulare (103) atto ad essere impegnato da detto organo di chiusura (12) per stringere detto dispositivo di espulsione (10) contro detto dispositivo generatore di vortice (9) e detto involucro (2).
9. 9) Pistola ad aria secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di espulsione (10) comprende un canale interno (106), comprendente un primo segmento avente una sezione a campana (107) e un secondo segmento avente una sezione troncoconica (108), atti a mantenere detto moto rotatorio elicoidale conferito a detto fluido da spruzzare da detto dispositivo generatore di vortice (9) mentre detto fluido da spruzzare à ̈ fatto passare attraverso detto canale interno (106).