ITTO20000399A1 - Spruzzatori per vernici, a volume elevato e bassa pressione. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Spruzzatori per vernice,· a volume elevato e bassa pressione"

DESCRIZIONE

ANTEFATTO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione riguarda il settore dei gruppi di motori per turbina ad aria, e in particolare quelli impiegati per le applicazioni che richiedono un elevato volume e una bassa pressione (HVLP) ad esempio gli spruzzatori di vernice e simili. Nelle tipiche applicazioni precedenti dei HVLP, è stato normalmente impiegato un motore modificato di un aspirapolvere per creare il flusso di aria voluto. Tuttavia, gli aspirapolvere richiedono una portata volumetrica di aria molto elevata, e tali motori sono destinati per fori di grandi dimensioni come quelli impiegati per i condotti di aspirazione delle officine e relativi attacchi. Quando tali motore per aspirapolvere sono accoppiati a pistole di spruzzo HVLP con un ridotto diametro dei tubi flessibili, dei passaggi e dei fori, il flusso che ne risulta viene ridotto in modo rilevante in relazione ai principi della meccanica dei fluidi. Tali motori funzionano normalmente bene all'esterno del campo nelle condizioni operative auspicate, anche se con un rendimento inferiore al 10%.

In aggiunta alle perdite di rendimento citate in precedenza, la riduzione del flusso riscontrata nei sistemi precedenti produce una contropressione, la quale fa aumentare la temperatura della turbina ad aria, provocando un aumento della temperatura dell'aria che alimenta la pistola a spruzzo, e riscaldando il condotto flessibile dell’aria e anche influenzando vantaggiosamente il profilo di spruzzo. Alcuni sistemi impiegati di recente comprendono un ventilatore di raffreddamento separato per aspirare l'aria di raffreddamento sul motore durante il suo funzionamento. Tuttavia, l'impiego di un singolo ventilatore di raffreddamento separato non è sufficiente per raffreddare l'aria della carica fino alla temperatura voluta.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

In relazione agli inconvenienti e alle mancanze citate in precedenza e relative ai dispositivi precedenti, è quindi necessario disporre di un gruppo motore HVLP con rendimento migliorato.

E' anche necessario disporre di un gruppo di un motore ad aria con una minore temperatura dell’aria della carica.

E' anche necessario disporre di un gruppo di un motore HVLP con migliori caratteristiche fluidodinamiche dell'aria.

Queste e altre necessità vengono soddisfatte con il presente gruppo motore nel quale un motore viene collegato in rotazione ad una elica per produrre una portata di un fluido, di preferenza un flusso d'aria. Viene impiegato un passaggio attraverso un Venturi per guidare un getto d'aria ad alta velocità formato dal flusso di aria. Sul passaggio del Venturi è disposto un deviatore per provocare un lavaggio di aria sul motore in modo da realizzare un raffreddamento riducendo la temperatura dell'aria della carica.

Come si potrà rilevare, l'invenzione è in grado di essere eseguita secondo altre esecuzioni differenti, e i suoi numerosi particolari sono suscettibili di modifica sotto vari punti di vista senza allontanarsi dalla invenzione. Di conseguenza, i disegni della descrizione devono venire considerati come di tipo·illustrativo e non limitativo.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 è una vista in sezione laterale del gruppo motore secondo la presente invenzione.

La figura 2 è una vista laterale che illustra l’involucro secondo la presente invenzione.

Le figure 3A, 3B e - 3C sono viste rispettivamente in sezione della parte superiore, laterale e obliqua del gruppo motore e dell'involucro secondo la presente invenzione.

Le figure 4A, 4B e 4C sono viste rispettivamente oblique, laterali e anteriori del diffusore secondo la presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

Come è illustrato nelle figure, nelle quali i numeri di riferimento uguali sono riferiti a elementi uguali, il presente gruppo motore comprende un motore 10 con possibilità di rotazione intorno ad un asse 12. Il motore 10 è di preferenza contenuto in un-involucro 14 che è provvisto di un ingresso dell'aria 16 con filtro. Ulteriori particolarità dell'involucro 14 verranno descritte più in dettaglio nel seguito.

Il presente gruppo motore comprende un involucro del motore o una camera 20 di una turbina formato . da un gruppo di elica, collegata in rotazione al motore 10 per generare un flusso di un fluido, nel quale caso il fluido è di preferenza aria. Il gruppo dell'elica comprende di preferenza un primo stadio dell'elica 22 provvisto di un ingresso 26 e un secondo stadio dell'elica 24. Il gruppo dell'elica attira l'aria attraverso l'ingresso 16 nell'involucro entro l'ingresso 26 dell'elica e fa passare l'aria fino al primo stadio dell'elica 22. Un dispositivo di raccolta/direzione del primo stadio 28 indirizza l'aria al secondo stadio 24 dell'elica. Il secondo stadio 24 dell'elica aumenta la pressione dell'aria e scarica l'aria in un collettore diffusore 70. Una uscita 40 riceve il flusso di aria proveniente dal diffusore/collettore 70 e lo indirizza allo scarico. L'uscita 40 è collegata di preferenza a un tubo flessibile adattatore 42 e lo scarico è realizzato di preferenza mediante un tubo 44 collegato ad una apparecchiatura, di preferenza a uno‘spruzzatore di vernice il quale riceve l'aria proveniente dal gruppo motore con volume elevato e a bassa pressione.

La presente invenzione si basa sul principio del Venturi per aspirare aria di raffreddamento nella camera 20 di una turbina. Uno o più passaggi 50 tipo Venturi (di preferenza due) vengono impiegati per guidare un getto d'aria (A) ad alta velocità dall'uscita 40. Di preferenza, i passaggi 50 dei Venturi sono formati integralmente con l'involucro 14. L'uscita 40 è formata con un numero rispettivo di fori 52 per Venturi allo scopo di fare accedere il getto d'aria con una velocità specifica voluta e con una pressione specifica voluta dall'aria della carica. I passaggi 50 dei Venturi sono collegati fluidodinamicamente con un rispettivo numero di deviatori 54, i quali sono formati di preferenza in modo integrale all'interno dell'involucro. I deviatori 54 circondano la camera 20 della turbina per guidare un flusso di aria di raffreddamento di lavaggio (B) proveniente da una apertura di ingresso 66, attraverso passaggi 58 attraverso l'involucro e intorno alla camera 20 della turbina. Quando i getti di aria (A) ad alta velocità passano attraverso i passaggi 50 dei Venturi essi trascinano l'aria di lavaggio attraverso i passaggi 58 nell'involucro, attraverso l'apertura 56 di passaggio del Venturi e nel passaggio 50 del Venturi. Questa aria di lavaggio 54 smaltisce il calore allontanandolo dalla camera 20 della 'turbina, e in questo modo riduce la temperatura dell'aria della carica. Gli Inventori hanno rilevato che con la presente invenzione la temperatura dell'aria della carica viene abbassato da 7 a 10 gradi (C) rispetto ai dispositivi precedenti.

Oltre all'impiego dei passaggi 50 del Venturi e dei passaggi 58 attraverso l'involucro per raffreddare la camera 20 della turbina, la presente invenzione comprende di preferenza un ventilatore 60 a flusso radiale il quale funziona all’esterno del motore per raffreddare i componenti elettrici del motore 10, ossia lo statore 62 e la bobina di campo 64. Il ventilatore 60 a flusso radiale aspira l'aria di raffreddamento insieme all'aria della carica attraverso l'involucro 14 e attraverso l'ingresso di aria 16 ricavato nell'involucro. Un normale flusso di aria viene diviso in una posizione situata lungo l'asse del motore, in prossimità dell'ingresso 26 dell'elica, e l'aria di raffreddamento viene aspirata lungo l'asse passando attraverso 'i componenti elettrici 62, 64. Il ventilatore 60 a flusso radiale soffia l'aria di raffreddamento in senso radiale attraverso passaggi definiti da deviatori, e la fa uscire attraverso aperture di scarico 68 per l'aria di raffreddamento ricavate nell'involucro 14, in modo tale da raffreddare i componenti elettrici.

La camera 20 della turbina racchiude e trascina l'aria di carica e la indirizza verso un diffusore collettore 70, situato all'interno della uscita 40, il quale riceve il flusso con direzione radiale e lo invia secondo una direzione assiale. Come è illustrato in particolare nelle figure 4A, 4B e 4C, il diffusore 70 è provvisto di una pluralità di alette che sporgono dalla superficie del diffusore 70 in modo da ridurre la turbolenza del flusso di aria. Il diffusore 70 comprende una parte 72 a profilo conico che si restringe in direzione assiale, e che ha di preferenza in generale una forma conica o tronco-conica.

La parte 72 di forma conica comprende una pluralità di alette 74 di passaggio sviluppate in senso assiale le quali definiscono dei canali di passaggio 82, allo scopo di deviare il flusso di aria radiale e di indirizzarlo secondo una direzione assiale. L'esecuzione illustrata mostra quattro alette 74 sviluppate in senso assiale però il loro numero può essere a piacere senza allontanarsi dall'invenzione. Il diffusore 70 è montato in modo - fisso e senza possibilità di rotazione alla camera 20 della turbina mediante una piastra superiore 76, ed è provvisto di aperture per ricevere il flusso dell'aria proveniente dal gruppo dell'elica. La piastra superiore 76 comprende una pluralità di alette 78 a forma di spirale di preferenza in numero di otto, le quali definiscono tra di loro un rispettivo numero di canali 80 per il flusso. Nella' esecuzione illustrata, quattro alette 78 aventi alternativamente una forma a spirale terminano in una posizione radiale rivolta verso l'interno in prossimità dell'asse 12, in modo da venirè in contatto con i canali del flusso 80 adiacenti con una turbolenza minima e danno luogo alla voluta sezione normale necessaria per mantenere la portata di aria e la pressione richieste. Le quattro rimanenti alette 70 a forma di spirale terminano in prossimità delle quattro alette 74 di passaggio sviluppate in direzione assiale lungo la parte conica 72, in modo da modificare la direzione del flusso dell'aria da radiale ad assiale, e raddrizzare il flusso dell'aria provocando un flusso di aria praticamente laminare inviato attraverso il tubo 44 e lo spruzzatore.

Il diffusore migliora il rendimento del sistema rispetto ai dispositivi precedenti, fornendo una curvatura delle alette sufficiente per fare ruotare l'aria secondo angoli di rampa non restrittivi, con smussi e filetti di guida in modo da formare dei passaggi con flusso non turbolento. La curvatura generica delle alette 78 a forma di spirale determina il modo con il quale il flusso dell'aria può ricuperare la sua velocità in una pressione. Si è riscontrato che è possibile migliorare le prestazioni e il rendimento disegnando le alette in modo tale per cui il loro raggio per una determinata aletta di riferimento e in un punto assegnato varia secondo un angolo lungo un sistema di coordinate di riferimento della piastra superiore 76, visto a partire dalla estremità dell'ugello, nel quale l'origine delle coordinate corrisponde con il centro della piastra, secondo le formule che seguono:

R - A{1 - cosθ) (per rotazione in senso orario R = A(1 cosθ) (per rotazione in senso antiorario) dove R è il raggio, 0 è l'angolo e A è una costante di proporzionalità.

La presente invenzione fornisce quindi una migliore caratteristica di raffreddamento con riduzione della turbolenza che sviluppa calóre. Queste caratteristiche permettono di prolungare la durata del motore, di ridurre le temperature di spruzzo e di prolungare la durata dei tubi, e questo costituisce un miglioramento delle prestazioni e del rendimento. Anche se è stato illustrato un sistema a due stadi, con una elica e un ventilatore di raffreddamento separati, è possibile considerare un numero qualsiasi di stadi multipli. La presente invenzione inoltre potrebbe anche funzionare con uno stadio unico, nel quale il raffreddamento viene effettuato senza impiegare un ventilatore di raffreddamento separato e sempre senza allontanarsi dall'invenzione. Il progetto si potrebbe inoltre adattare a condizioni di scarico radiali o tangenziali, rispetto allo scarico assiale che è stato descritto e sempre senza allontanarsi dall'invenzione.

Come è stato descritto in precedenza, la presente invenzione risolve molti problemi relativi ai sistemi precedenti, ed ha un rendimento e possibilità di funzionamento. Tuttavia, si può riscontrare che è possibile apportare numerose modifiche nei particolari, nei materiali e nella direzione dei particolari che sono stati qui descritti e illustrati, allo scopo di spiegare la natura della invenzione, da parte delle persone esperte in questo settore e sempre rimanendo nel fondamento e scopo della invenzione che viene espresso con le rivendicazioni allegate.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. - Gruppo motore comprendente: un motore per produrre una rotazione intorno a un asse; una camera di una turbina che comprende un'elica, collegata in rotazione al motore, per produrre un flusso di un fluido; almeno un deviatore, il quale circonda la camera della turbina, per indirizzare un flusso di fluido di raffreddamento e di lavaggio intorno alla camera della turbina; una uscita per ricevere il flusso del fluido proveniente dall'elica e per indirizzarlo ad uno scarico; almeno un. passaggio di un Venturi per guidare un getto del fluido ad alta velocità proveniente dalla uscita, nel quale almeno un unico passaggio del Venturi è collegato fluidodinamicamente ad almeno un deviatore per aspirare il fluido di lavaggio intorno alla camera della turbina. 2. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 1 che comprende inoltre un involucro per contenere il motore e la camera della turbina, nel quale almeno un deviatore e almeno un passaggio del Venturi sono formati in modo integrale all'interno dell'involucro. 3. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 1, nel quale almeno un passaggio del Venturi comprende almeno un foro di alimentazione del Venturi ricavato nell'uscita. 4. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 1, nel quale il fluido è costituito da aria e l'uscita comprende un tubo adattatore nel quale lo scarico avviene attraverso un tubo per l'alimentazione dell'aria ad un apparecchio. 5. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 4, nel quale l'apparecchio è uno spruzzatore di vernice, e nel il gruppo motore fornisce l'aria con volume elevato e a bassa pressione. 6. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 1 che comprende inoltre un diffusore per indirizzare il flusso del fluido dall’elica alla uscita, e nel quale il diffusore comprende almeno una aletta per ridurre la turbolenza nel flusso dei fluido. 1. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 6, nel quale l'elica comprende una apertura assiale per immettere il fluido, e una pluralità di passaggi radiali per il flusso per indirizzare il flusso del fluido in una direzione radiale rispetto all'asse, nel quale il diffusore riceve e indirizza il flusso del fluido in una direzione assiale. 8. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 7, nel quale il diffusore ha una parte che si restringe a profilo conico in direzione assiale. 9. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 7, nel quale almeno una aletta comprende una pluralità di alette le quali' sporgono dalla superficie del diffusore, e che comprendono almeno una aletta di passaggio sviluppata in senso assiale lungo la parte conica del diffusore, la quale definisce almeno un rispettivo canale di passaggio per indirizzare il flusso del fluido in direzione assiale. 10. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 9, nel quale il diffusore comprende una piastra superiore genericamente piana disposta a monte della parte conica, nella quale la piastra superiore comprende una pluralità di alette genericamente a forma di spirale, le quali definiscono un numero rispettivo di canali tra le alette a forma di spirale, nei quali almeno un canale tra le alette a forma di spirale viene a coincidere con un rispettivo canale di passaggio tra le alette lungo la parte conica. 11. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 10. nel quale la pluralità delle alette a forma di spirale comprende otto alette a forma di spirale, nel quale quattro alette a forma di spirale terminano alternativamente in una posizione radiale verso l'interno e i relativi canali tra le alette a forma di spirale rimanenti coincidono con quattro rispettivi .canali tra le alette di passaggio. 12. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 10, nel quale le alette a forma di spirale hanno una forma che praticamente corrisponde alle relazioni seguenti: R =A(1 - cosθ)(per rotazione in senso orario) R =A(1 cosθ)(per rotazione in·senso antiorario dove R è il raggio a partire dal centro della piastra superiore, Θ è un angolo di riferimento la cui origine si trova sul centro della piastra superiore, e A è una costante di proporzionalità, per la quale la rotazione viene vista con direzione rivolta verso lo scarico. 13. - Gruppo motore secondo la rivendicazione 1, che comprende un ventilatore a flusso radiale per raffreddare i componenti elettrici del motore.