ITMO20110234A1 - Apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica su superfici metalliche - Google Patents

Description

APPARECCHIO PORTATILE PER TRATTAMENTI AD AZIONE ELETTROLITICA SU SUPERFICI METALLICHE.

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione si riferisce ad un apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica su superficie metalliche, ossia ad un apparecchio che esegue azioni elettrolitiche sulla superficie dei metalli, essendo facilmente trasportabile e non connesso a rete elettrica d'alimentazione esterna.

Arte nota

Lo stato della tecnica comprende apparecchi portatili per la marcatura elettrolitica di superficie metalliche che sono alimentati a pile in cui la superficie metallica da marcare à ̈ posta su un piano dell'apparecchio e collegata ad un morsetto di massa; la testa di marcatura à ̈ dotata di una estremità spugnosa a trattenere il liquido elettrolita ed à ̈ dotata di luce spia accesa durante la marcatura; inoltre, il corpo dell'apparecchio à ̈ dotato di un piccolo serbatoio per il contenimento dell'elettrolita e dove l'estremità spugnosa ne viene imbevuta. La marcatura avviene interponendo tra la superficie metallica da marcare e la testa di marcatura di una maschera o retino, similmente al retino serigrafico, che consente il passaggio dell'elettrolita eccitato dall'azione elettrica solo sulla parte di superficie metallica in cui deve essere marcato il segno, disegno o carattere desiderato. L'alimentazione elettrica à ̈ fornita da una apposita pila d'alimentazione posta all'interno del corpo dell'apparecchio.

Nella tecnica le operazioni di decapaggio o marcatura sono seguite con apparecchi non facilmente trasportabili, come l'apparecchio di marcatura più sopra descritto, perché la potenza richiesta dall'azione elettrolitica non può essere fornita da pile o batterie in modo adeguato all'esigenza del trattamento; cioà ̈, la marcatura eseguita con gli apparecchi noti a pile o batterie à ̈ limitata e poco più che sporadica, cioà ̈ senza l'ottenimento di un accettabile risultato produttivo continuativo, essendo di limitata potenza. In particolar modo l'azione di decapaggio elettrolitico, che notoriamente richiede una maggiore quantità di energia per la sua applicazione, non risulta presente nella tecnica se effettuata con l'alimentazione a pile o batterie.

Infatti, il limite principale à ̈ nel consumo di energia elettrica che assorbe il circuito elettrico od elettronico adottato negli apparecchi noti per il proprio funzionamento. Cioà ̈, il trasferimento della energia elettrica, ottenuta da pile o batterie, deve essere resa idonea all'azione elettrolitica di decapaggio, che richiede la trasformazione in corrente alternata, o non continua, e la sua regolazione per ottimizzare l'azione di decapaggio medesima, impedire sovraccarichi e contenere il consumo d'energia, per utilizzare la maggior quantità di essa per l'azione elettrolitica stessa.

Infine, gli apparecchi noti ad oggi, per l'azione elettrolitica sulle superfici metalliche, non consentono un maneggio anche con una sola mano, ma richiedono l'appoggio su di un piano di lavoro del corpo anche se spesso l'utente deve applicare la marcatura od il decapaggio in posizioni non facilmente raggiungibili delle superficie metalliche in trattamento.

Tale stato della tecnica à ̈ suscettibile di notevoli perfezionamenti con riguardo alla possibilità di realizzare un apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica su superficie metalliche, superando i suddetti limiti della tecnica nota e realizzando una portabilità, comparata alla capacità di azione elettrolitica ad oggi non realizzata.

II problema tecnico, quindi, che sta alla base della presente invenzione à ̈ quello di fornire all'utente un apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica su superficie metalliche, alimentato vantaggiosamente da batterie ricaricabili, che complessivamente svolga una quantità di lavoro accettabile ed almeno paragonabile agli apparecchi alimentati dalla rete elettrica ed, inoltre, che la durata del tempo di trattamento sia congrua con le azioni di lavoro che l'utente deve compiere.

Uno scopo insito nel problema tecnico precedente à ̈ quello di realizzare un circuito elettronico di trasformazione dell'energia fornita dalle batterie nella forma richiesta dallo specifico lavoro di marcatura e/o decapaggio, così da realizzare un apparecchio versatile nell'uso.

Un ulteriore e non ultimo scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un circuito di controllo e trasformazione dell'energia elettrica che limiti fortemente l'assorbimento interno portando il rendimento complessivo dell'energia ottenuta dalle batterie ad un elevato valore.

Un altro scopo collaterale, ma non meno importante alla praticità d’uso, di cui al problema tecnico esposto, riguarda la possibilità di realizzare dimensioni dell'apparecchio ridotte così da permetterne l'uso con una sola mano e consentirne lo spostamento sulla superficie da trattare con l'utente che esegue la verifica visiva dello stato della superfìcie.

Infine, una ulteriore parte del problema tecnico riguarda la possibilità di rendere trasportabile un apparecchio con elevata durata d'impiego anche se effettuata saltuariamente nel turno di lavoro.

Sommario dell'invenzione

Questo problema à ̈ risolto, secondo la presente invenzione, da un apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica su superficie metalliche, comprendente un elettrodo collegato elettricamente al circuito dell'apparecchio e dotato di tampone per effettuare l'azione elettrolitica richiesta; una o più batterie; una connessione di massa di un polo del circuito dell'apparecchio alla superficie metallica da trattare ed un circuito elettronico di collegamento delle batterie all'elettrodo, caratterizzato da ciò che tutte le batterie utilizzate sono ad alta capacità ed alta corrente disponibile per la scarica; il circuito elettronico di collegamento delle batterie all'elettrodo à ̈ a basso consumo ed alta capacità di interruzione di corrente; la dimensione dell'apparecchio essendo limitata e maneggiabile con una sola mano.

In una ulteriore forma costruttiva l'apparecchio presenta un connettore elettrico per un cavo di collegamento di una impugnatura o torcia dotata di elettrodo e becco elettricamente connesso ad esso per l'azione elettrolitica di decapaggio; un tampone à ̈ posto sul becco ed à ̈ alimentato da un liquido elettrolitico per decapaggio da un serbatoio connesso all'impugnatura o torcia.

Più ancora, in una specifica realizzazione per il decapaggio, nell'impugnatura o torcia à ̈ presente un pulsante per il pompaggio del liquido di decapaggio dal serbatoio al detto tampone.

Inoltre, in una ulteriore forma costruttiva, le batterie sono collegate in serie o parallelo, e disposte su almeno due alloggiamenti, per realizzare una tensione desiderata ed un tempo di lavoro prolungato; la dimensione dell'apparecchio essendo prevista per il trasporto collegato al corpo dell'operatore.

Più ancora, in una specifica realizzazione perfezionata e multiuso, all'apparecchio à ̈ applicato un elettrodo connesso direttamente al circuito elettronico di fornitura dell'energia elettrica.

Inoltre, in una ulteriore forma costruttiva multiuso, l'apparecchio presenta un connettore elettrico, per l'uso in alternativa all'elettrodo connesso direttamente, a cui viene connessa elettricamente una impugnatura a torcia, per l'azione di decapaggio, od a manico, per l'azione di marcatura.

Più ancora, in una specifica realizzazione, nell'apparecchio à ̈ presente un serbatoio interno di liquido elettrolitico, collegato per l'alimentazione con liquido elettrolita dell'elettrodo connesso direttamente.

Inoltre, in una ulteriore forma costruttiva, nel collegamento tra l'elettrodo connesso direttamente ed il serbatoio interno à ̈ presente una valvola, comandata da un tastatore all'interno dell'elettrodo per la sua apertura e l'alimentazione di un tampone all'estremità dell'elettrodo.

Più ancora, in una specifica realizzazione multiuso, all'estremità dell'elettrodo connesso direttamente à ̈ presente un tampone per l'azione di marcatura elettrolitica su superficie metallica.

Infine, all'estremità dell'elettrodo connesso direttamente à ̈ presente un tampone per l'azione di decapaggio elettrolitico su superficie metallica, nell'apparecchio di azione elettrolitica multiuso.

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione, nella realizzazione di un apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica su superficie metalliche, risulteranno dalla descrizione, fatta di seguito, di esempi di realizzazione dati a titolo indicativo e non limitativo con riferimento alle sette tavole di disegno allegate.

Breve descrizione dei disegni

- La Figura 1 rappresenta una vista schematica prospettica di un apparecchio portatile per decapaggio secondo l'invenzione;

- Figura 2 rappresenta una vista schematica prospettica dell'apparecchio privo dell'involucro esterno a mostrare i componenti interni;

- Figura 3 rappresenta una vista schematica in prospettiva dell'apparecchio di Figure precedenti con un tampone ad azione elettrolitica per marcatura;

- Figure 4 e 5 rappresentano viste schematiche in prospettiva di una apparecchio per marcatura, Figura 5, o per decapaggio, Figura 4, analogo a quelli di Figure precedenti con batterie di maggiore portata abbinate;

- Figura 6 rappresenta una vista schematica prospettica vista dal retro dell'apparecchio di Figure 4 e 5, con la posizione di un secondo alloggiamento per batterie;

- Figura 7 rappresenta una vista schematica prospettica di un apparecchio portatile per il decapaggio o marcatura, dotato anche di elettrodo rigidamente connesso sul retro del corpo maneggiabile dell'apparecchio;

- Figura 8 rappresenta una vista schematica prospettica del corpo maneggiabile dell'apparecchio portatile per marcatura e decapaggio di Figura 7, qui privo dell'involucro esterno a mostrare i componenti interni;

- Figura 9 rappresenta una vista in sezione schematica prospettica dell'estremità del corpo di apparecchio di Figure 7 e 8, in corrispondenza dell'elettrodo posteriore e del serbatoio con il liquido elettrolitico di alimentazione del tampone dall'interno dell'elettrodo, mantenendone in esso la giusta quantità per la corretta azione elettrolitica;

- Figura 10 rappresenta una vista schematica prospettica dell'apparecchio portatile di Figure 7-9 con un tampone di marcatura applicato all'elettrodo posteriore al corpo maneggiabile dell'apparecchio;

- Figura 11 rappresenta una vista schematica prospettica dell'apparecchio portatile di Figure 7-9 con un tampone di decapaggio applicato all'elettrodo posteriore al corpo maneggiabile dell'apparecchio;

- Figura 12 rappresenta uno schema elettrico dell'apparecchio portatile ad azione elettrolitica su superficie metalliche per decapaggio o marcatura.

Descrizione dettagliata di preferite forme di realizzazione

Nella Figura 1 sono visibili il corpo 1 dell'apparecchio di azione elettrolitica 2 su superficie metalliche, secondo l'invenzione, a cui sul pannello frontale 3 sono connesse elettricamente: una pinza 4 di collegamento di un polo, mediante un cavo 5, ed un cavo 6 collegato ad una impungatura o torcia 7 per il maneggio di un becco 8 dell'elettrodo 9, su cui à ̈ applicato un tampone 10, per l'impregnazione mediante un liquido decapante proveniente dal serbatoio spremibile 11. La torcia 7 à ̈ anche dotata di pulsante 12 per il pompaggio del liquido decapante dal serbatoio spremibile 11, all'interno dell'elettrodo 9 e becco 8, fino al tampone 10, per la sua impregnazione. Nella Figura à ̈ visibile la dimensione del corpo 1 dell'apparecchio che à ̈ non dissimile da quella dell'impugnatura della torcia 7.

Nella Figura 2, l'apparecchio 2 ad azione elettrolitica à ̈ privo del Nella Figura 2, l'apparecchio 2 ad azione elettrolitica à ̈ privo del mantello esterno al corpo 1 e sono resi visibili le batterie 13 ed un circuito elettronico 14. Sul pannello frontale sono visibili i connettori 15, per la connessione della pinza 4 alla superficie metallica in trattamento (non raffigurata), e 16, per la connessione elettrica della torcia 7 o di una impugnatura o manico 17, visibile in Figura 3, che termina con un elettrodo 18 collegato a sua volta con un tampone 19, per l'azione elettrolitica di marcatura della superficie metallica suddetta. Nell'uso di un tampone privo di alimentazione di liquido elettrolitico, come in Figura 3, l'operatore provvede ad inumidire correttamente il tampone interessato, nel caso 19, di elettrolita da un contenitore in modo usuale. Sempre in Figura 2 sul pannello frontale 3 à ̈ anche visibile il connettore di alimentazione 20, per la necessaria ricarica delle batterie 13, e le luci spia 21 e 22 dello stato dell'apparecchio, nonché un interruttore 23 per attivazione spegnimento dell'apparecchio.

Nella forma costruttiva illustrata nelle Figure 4, 5 e 6, l'apparecchio di azione elettrolitica 30 su superficie metalliche à ̈ simile a quello raffigurato nelle Figure 1-3 precedenti con la variante del maggior numero di batterie stivate nel corpo 31. Sul pannello frontale 32 sono presenti connettori 15, per la connessione della pinza 4 alla superficie metallica in trattamento (non raffigurata), e 16, per la connessione elettrica ad una impugnatura della torcia 7 o di un manico 17. Nel pannello frontale 32 e posteriore 33 sono realizzati le bocche dei vani di alloggiamento 34 delle batterie chiusi da un coperchio 35 ciascuno. Il corpo 31 presenta asole di presa 36 di una cinghia, non raffigurata, per il maneggio a tracolla del corpo dell'apparecchio, permettendo così all'operatore di mantenere le mani libere, per agire sulla superficie metallica in spie luminose e di accensione spegnimento ed alimentazione delle batterie, analoghe a quelli presenti nel precedente pannello frontale 3, ma qui non raffigurate per semplicità.

Nella variante costruttiva di Figure da 7 a 11 l'apparecchio ad azione elettrolitica 40 presenta un corpo 41 allungato rispetto al corpo 1 di Figura 1 e sul pannello posteriore 42 à ̈ posto un elettrodo 43 dotato di asta di comando 44 dell'apertura di una valvola interna 45 per l'alimentazione del liquido elettrolitico da un serbatoio interno 46 al corpo 41. Così l'apparecchio ad azione elettrolitica 40 opera con azione di marcatura senza necessitare di una impugnatura o manico 17, ma semplicemente, come in Figura 10, mediante il montaggio sull'elettrodo 43 di un tampone 47. Inoltre, il medesimo apparecchio 40 opera con azione di decapaggio senza necessitare di una impugnatura o torcia 7, come in Figura 11 , semplicemente applicando all'elettrodo 43, che à ̈ conformato a becco, un tampone 48, per l'impregnazione con il liquido elettrolitico ad azione decapante proveniente dal serbatoio interno 46, quando il corpo 41 sia verticale od inclinato sulla superficie metallica da trattare e l'asta 44 sia spinta in modo tale da aprire la valvola interna 45 ad inumidire il detto tampone 48 con l'elettrolita.

Nelle Figura 12 à ̈ presente, nello schema elettrico, una batteria BA, che può essere all'occorrenza costituita da una serie di batterie collegate elettricamente a formare il voltaggio più idoneo al trattamento elettrolitico che si vuole attuare. Un fusibile FU protegge la batteria da possibili sovraccarichi; l'interruttore SW connette l'alimentazione allo stadio di alimentazione AS ed al microcontrollore MC della fornitura di energia elettrica. Nel microcontrollore MC confluiscono un segnale di misura del voltaggio istantaneo VS ed un segnale di confluiscono un segnale di misura del voltaggio istantaneo VS ed un segnale di misura della corrente istantanea IS, proveniente da un sensore di corrente SC; il microcontrollore MC comanda lo stadio di potenza ad inverter PW mediante i microinterruttori IM1 , IM2 in parallelo all'ingresso dello stadio PW ed i microinterruttori d'uscita U1 ed U2. L'energia elettrica esce sull'elettrodo e, nel caso di corrente alternata, anche sulla pinza in funzione della chiusura od apertura dei detti microinteruttori, mediante i morsetti R1 o R2 connessi uno alla pinza 4 e l'altro all'elettrodo per l'azione elettrolitica sulla superficie da trattare. Lo schema comprende anche le luci di stato a led L1 ed L2 dell'apparecchio, comandate direttamente dal microcontrollore MC ed individuate da 21 e 22 nel pannello frontale 3.

Il funzionamento dell'apparecchio avviene in modo noto per quanto riguarda le operazioni di marcatura e decapaggio, ma l'alimentazione interna, dell'energia elettrica all'elettrodo nell'attivazione dell'azione elettrolitica voluta, avviene in modo nuovo e molto più economico rispetto alla tecnica nota.

I componenti elettronici utilizzati per lo stadio di potenza PW sono costituiti da mosfet miniaturizzati così da poter pilotare una corrente anche di 55 A con una dimensione molto piccola, orientativamente 20 mmc, ed uno spessore che può essere anche inferiore al millimetro. Inoltre, essi presentano una bassissima resistenza interna nella fase di conduzione della corrente, che consente di contenere al massimo la dissipazione di potenza e quindi il calore prodotto all'interno del modulo di potenza durante il funzionamento. Con ciò si ottiene un rendimento complessivo elevato e minore necessità di superfici dissipanti, perché l'energia dispersa à ̈ bassa, realizzando così una circuiteria adeguata all'esigenza di utilizzare con la massima efficienza l'energia accumulata nelle batterie dell'apparecchio di azione elettrolitica per superficie metalliche. Infatti, la resistenza interna massima à ̈ dell'ordine di 0,5 Ohm e nel funzionamento con una corrente di 27,5 A ha una resistenza interna da 2,4 a 3,2 mOhm con tensione di 4,5 V, mentre la resistenza interna à ̈ ancora minore ad una tensione di 10 V, riducendosi a 1 ,9 - 2,3 mOhm.

Più ancora, le batterie adottate sono di tipo ad alta capacità di carica, ad esempio a polimeri agli ioni di litio o simili, cioà ̈ che danno la possibilità di accumulare una maggiore energia e/o di limitare al massimo i pesi della batteria, potendo erogare anche elevate punte di corrente di scarica. Cioà ̈ il rapporto energia-accumulata/volume-realizzato nell'apparecchio descritto presenta un rapporto molto elevato, rispetto alla tecnica nota, che à ̈ consentito dall'abbinamento delle batterie ad alta capacità con la circuiteria di elevata potenza e minimo ingombro, così da realizzare un unicum funzionale alla portabilità, che l'apparecchio di azione elettrolitica descritto, anche se a batteria, riesce a garantire. Infatti, le batterie adottate nella sperimentazione svolta realizzano una capacità di corrente pari a 2 Ah ad una tensione di 11 V e, se poste in serie di tre, con un ingombro di 72.000 mmc ciascuna batteria, in modo da ottenere la tensione possa raggiungere 33 V per un decapaggio efficace.

I vantaggi neN’uso di un apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica su superficie metalliche, secondo l’invenzione, possono essere riassunti in quanto segue. La elevata capacità di accumulo di energia elettrica delle batterie e la notevole capacità del circuito elettronico di dosare l'energia elettrica necessaria alla tensione e corrente richiesta dal particolare trattamento in svolgimento, marcatura o decapaggio, consentono di rendere questo apparecchio portatile anche solo con una mano, come visibile nelle Figure 10 e 11. La capacità di lavoro non à ̈ sporadica e limitata nel tempo, ma consente all'utente di operare da 20 ad 30 minuti in continuo senza necessità di procedere ad una ricarica. Visto che il tempo suddetto di lavoro à ̈ distrbuito in un turno di lavoro, e pertanto non continuativo, la ricarica delle batterie può avvenire anche a fine turno o nella pausa interna al turno di lavoro. Quindi, un apparecchio portatile in una mano e con poca dissipazione tale da non richiedere raffreddamento à ̈ realizzato e descritto nella presente invenzione, nell'uso oculato e con pochissima dissipazione che ne fà la parte elettronica (mosfet), cioà ̈ l'energia fornita dalle batterie viene distribuita con bassissima dissipazione di calore, cioà ̈ alto rendimento, sfruttando così l'energia accumulata in toto o quasi sul becco e nell'arco dentro l'elettrolita impiegato.

Ovviamente, all'apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica su superficie metalliche, sopra descritti, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze, potrà apportare numerose modifiche, tutte peraltro contenute neN’ambito di protezione della presente invenzione quale definita dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1 , Apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica su superficie metalliche, comprendente: un elettrodo (9, 18) collegato elettricamente al circuito dell'apparecchio e dotato di tampone (10, 19) per effettuare l'azione elettrolitica richiesta; una o più batterie (13); una connessione di massa (4, 6) di un polo del circuito dell'apparecchio alla superficie metallica da trattare ed un circuito elettronico di collegamento delle batterie all'elettrodo, caratterizzato da ciò che tutte le batterie utilizzate sono ad alta capacità ed alta corrente disponibile per la scarica; il circuito elettronico (14) di collegamento delle batterie (13) all'elettrodo (9, 18) à ̈ a basso consumo ed alta capacità di interruzione di corrente; la dimensione dell'apparecchio (2, 40) essendo limitata e maneggiabile con una sola mano.
2. 2, Apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica secondo la rivendicazione 1 , in cui in l'apparecchio (2, 40) presenta un connettore elettrico (16) per un cavo di collegamento (6) di una impugnatura o torcia (7) dotata di elettrodo e becco (8) elettricamente connesso ad esso per l'azione elettrolitica di decapaggio; un tampone (10) à ̈ posto sul becco ed à ̈ alimentato da un liquido elettrolitico per decapaggio da un serbatoio (11) connesso all'impugnatura o torcia (7).
3. 3, Apparecchio portatile per trattamenti di decapaggio secondo la rivendicazione 2, in cui nell'impugnatura o torcia (7) Ã ̈ presente un pulsante (12) per il pompaggio del liquido di decapaggio dal serbatoio (11) al detto tampone.
4. 4, Apparecchio portatile (30) per trattamenti ad azione elettrolitica secondo la rivendicazione 1 , in cui le batterie sono collegate in serie o parallelo, e disposte su almeno due alloggiamenti (34), per realizzare una tensione desiderata ed un tempo di lavoro prolungato; la dimensione dell'apparecchio (30) essendo prevista per il trasporto collegato al corpo dell'operatore.
5. 5, Apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica secondo la rivendicazione 1 , in cui all'apparecchio (40) Ã ̈ applicato un elettrodo connesso direttamente (43) al circuito elettronico (14) di fornitura dell'energia elettrica.
6. 6, Apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica secondo la rivendicazione 5, in cui l'apparecchio (40) presenta un connettore elettrico (16), per l'uso in alternativa all'elettrodo connesso direttamente (43), a cui viene connessa elettricamente una impugnatura a torcia (7), per l'azione di decapaggio, od a manico (17), per l'azione di marcatura.
7. 7, Apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica secondo la rivendicazione 5, in cui nell'apparecchio (40) Ã ̈ presente un serbatoio interno (46) di liquido elettrolitico, collegato per l'alimentazione con liquido elettrolita dell'elettrodo connesso direttamente (43).
8. 8, Apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica secondo la rivendicazione 7, in cui nel collegamento tra l'elettrodo connesso direttamente (43) ed il serbatoio interno (46) à ̈ presente una valvola (45), comandata da un tastatore (44) all'interno dell'elettrodo (43) per la sua apertura e l'alimentazione di un tampone (47, 48) all'estremità dell'elettrodo.
9. 9, Apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica di marcatura secondo la rivendicazione 8, in cui all'estremità dell'elettrodo connesso direttamente (43) à ̈ presente un tampone (47) per l'azione di marcatura elettrolitica su superficie metallica.
10. 10, Apparecchio portatile per trattamenti ad azione elettrolitica di decapaggio secondo la rivendicazione 8, in cui all'estremità dell'elettrodo connesso direttamente (43) à ̈ presente un tampone (48) per l'azione di decapaggio elettrolitico su superficie metallica.