ITTO20131009A1 - Sistema e processo per la produzione di prodotti fluidi finiti e semilavorati. - Google Patents

Description

TITOLO: “Sistema e processo per la produzione di prodotti fluidi finiti e semilavorati”

DESCRIZIONE

Settore tecnico

La presente invenzione si riferisce ad un sistema automatizzato per la produzione, ad esempio l’assemblaggio, di prodotti fluidi finiti e semilavorati, in particolare vernici, inchiostri, adesivi e simili, ed al relativo processo produttivo.

Sfondo tecnologico

Sono noti nel settore diversi sistemi per la produzione e/o dosaggio di sostanze fluide, con particolare riferimento alla produzione di sostanze quali le vernici e simili.

Alcuni di tali sistemi prevedono un impianto di dosaggio comprendente un contenitore in cui affluiscono i componenti e materie prime, contenuti ognuno in un rispettivo serbatoio. I componenti fluiscono dai rispettivi serbatoi al contenitore di lavorazione attraverso sistemi di pompaggio, dopodiché subiscono generalmente operazioni di miscelazione al fine di ottenere il prodotto desiderato; ad esempio diversi tinte di colore base affluiscono all’interno del contenitore in cui sono dosate e miscelate per realizzare una vernice di una predeterminata tonalità.

Un inconveniente di questo genere di sistemi consiste nel fatto che spesso non è possibile svolgere tutte le lavorazioni all’interno di un contenitore aperto in cui avviene il dosaggio delle materie prime, e quindi è necessario movimentare manualmente questi contenitori, che talvolta hanno peso e dimensioni considerevoli, attraverso lo stabilimento di produzione, con conseguenti rischi per gli operatori adibiti a tale mansione, aumento dei tempi lavorativi, possibilità di errore umano, inquinamento atmosferico e dei luoghi di lavoro, riduzione dei rischi di incendio e tossicità in caso di prodotti tossici e infiammabili, ed una minore efficienza produttiva, particolarmente nei lotti medio-piccoli.

Altri sistemi, invece, eseguono il dosaggio dei componenti direttamente all’interno delle confezioni destinate alla vendita al dettaglio, eseguendo sostanzialmente anche un confezionamento del prodotto finito.

Un inconveniente risiede nel fatto che eseguire tutte le operazioni in un recipiente destinato alla vendita (come un barattolo di vernice) richiede lunghissimi tempi di esecuzione in quanto la capacità di questo tipo di recipienti destinati alla vendita al dettaglio è assai ridotta; ne consegue quindi una produttività molto limitata. Al contrario, se si volesse ottenere una elevata produttività di tipo industriale, si renderebbe di fatto necessario eseguire un dosaggio grossolano, che implicherebbe un prodotto finale incostante e quindi diverso dalla formulazione desiderata.

Un primo tentativo di risolvere alcuni degli inconvenienti della tecnica anteriore è stato fatto nel documento US5354542A, che descrive una contenitore mobile fissata su un veicolo di trasporto, mobile lungo una pista di trasporto tra una pluralità di stazioni di processo; la contenitore è successivamente trasferita alle relative stazioni per mezzo di un dispositivo posizionato, posto sul veicolo di trasporto, per effettuare quindi in successione i processi necessari.

Un inconveniente di tale soluzione è dovuta al fatto che siano necessari due movimenti distinti, eseguiti in maniera sequenziale da due meccanismi differenti: un primo meccanismo è infatti costituito dal veicolo scorrente sulle guide (o rotaie), utile a portare la contenitore nelle vicinanze della stazione di processo; il secondo meccanismo è costituito da uno specifico dispositivo, posizionato sullo stesso veicolo, avente il compito spostare ulteriormente il contenitore all’interno della stazione di processo più prossima in modo che possano essere eseguite le operazioni all’interno di tale contenitore (ad esempio il dosaggio e l’agitazione). Ne consegue una bassa efficienza produttiva dovuta a numerosi tempi di attesa per le operazioni di spostamento e posizionamento delle contenitori presso le varie stazioni.

Un ulteriore inconveniente è riscontrabile nel fatto che un sistema simile risulta essere assai ingombrante per la presenza di elementi quali rotaie e carrelli.

Inoltre un sistema guidato come quello descritto poc’anzi, risulta molto costoso e vincola in maniera stringente il produttore dei fluidi ad una precisa conformazione dell’impianto produttivo.

Infatti, nel caso in cui si renda necessario modificare la sequenza, la quantità, la tipologia, e la durata delle diverse operazioni, un impianto come quello appena descritto risulterebbe sovrabbondante od insufficiente per la nuova tipologia di fluido da produrre, e le modifiche da apportare sarebbero poco agevoli. Quindi il sistema è poco flessibile nell’adattarsi agli eventuali cambiamenti delle fasi produttive.

Sintesi dell’invenzione

Uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema automatizzato per la produzione di prodotti fluidi finiti e/o semilavorati, quali vernici, inchiostri, pitture, adesivi, coloranti, e simili, in grado di risolvere questo ed altri inconvenienti della tecnica nota, e che nel contempo possa essere prodotto in modo semplice ed economico.

In particolare, uno dei problemi tecnici risolti dalla presente invenzione è quello di realizzare un sistema di movimentazione più semplice, in grado di ridurre i tempi richiesti dalle fasi di spostamento dei contenitori fra le stazioni operative, aumentando conseguentemente la produttività.

Un ulteriore scopo è quello di realizzare un sistema produttivo più compatto, e capace di adattarsi più facilmente alle richieste che potrebbero esigere differenti fasi per la produzione preparazione dei fluidi.

E’ da intendersi che le annesse rivendicazioni costituiscono parte integrante degli insegnamenti tecnici qui forniti nella descrizione dettagliata che segue in merito alla presente invenzione.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento in particolare ai disegni allegati, in cui:

- la figura 1 è una vista in pianta della presente invenzione, in accordo con una prima forma di realizzazione;

- la figura 2 è una sezione lungo la linea II-II nella figura 1;

- la figura 3 mostra il particolare di un recipiente presso una stazione operativa;

- la figura 4 è una vista prospettica frontale della presente invenzione, in accordo con una variante realizzativa;

- la figura 5 è un esempio schematico di processo di produzione, rappresentato tramite diagramma di flusso, eseguibile mediante il sistema in accordo con la presente invenzione.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Con riferimento in particolare alle figure 1 e 2, è indicato nel suo complesso con 1 un sistema per la produzione, ad esempio l’assemblaggio, di prodotti fluidi finiti e/o semilavorati realizzato in accordo con una prima forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione.

Come è possibile osservare in particolare nella figura 1, il sistema 1 comprende:

- almeno un recipiente 10 atto a ricevere e contenere dei componenti necessari alla preparazione di tali prodotti;

- un dispositivo di movimentazione 12 atto a movimentare detto almeno un recipiente lungo un percorso prestabilito; - una pluralità di stazioni operative, disposte sostanzialmente lungo detto percorso prestabilito, atte a svolgere attività propedeutiche alla preparazione e lavorazione dei prodotti, quando detto almeno un recipiente 10 si trova presso una di dette stazioni operative. Tali attività propedeutiche sono eseguite in detto almeno un recipiente 10, vale a dire sostanzialmente nella sua parte interna.

La pluralità di stazioni operative comprende:

- almeno una stazione di carico, in cui parte di detti componenti vengono introdotti in detto almeno un recipiente;

- almeno una stazione di scarico, in cui detto almeno un recipiente viene svuotato della maggior parte del suo contenuto;

- almeno una stazione di lavorazione, in cui in detto almeno un recipiente è eseguita almeno un’ulteriore attività propedeutica alla preparazione e lavorazione dei prodotti;

Ogni recipiente 10 è movimentato ciclicamente, percorrendo ripetutamente il percorso, tramite detto dispositivo di movimentazione 12, detto percorso essendo un percorso chiuso.

Il dispositivo di movimentazione 12 è atto a predisporre il collocamento del recipiente 10 presso la rispettiva stazione operativa, per consentire la esecuzione della rispettiva lavorazione, contemporaneamente allo spostamento del recipiente 10 tra una stazione operativa ed un’altra.

Ai fini della presente descrizione con il termine spostamento si intende il movimento compiuto per passare da una stazione operativa sino a giungere in prossimità di un’altra stazione operativa; mentre con il termine collocamento si intende il movimento compiuto per posizionare il recipiente in corrispondenza della stazione operativa, in modo tale che essa possa svolgere l’attività propedeutica alla preparazione e lavorazione dei prodotti.

Nel prosieguo della descrizione, per ragioni di concisione e chiarezza, si farà riferimento al settore inerente la produzione di vernici e simili (tinte, colori, solventi, pitture, adesivi, etc.); tuttavia il concetto inventivo è estensibile a numerosi altri settori tecnici implicanti la produzione di sostanze fluide in generale, come ad esempio il settore alimentare, bevande, cosmesi e farmaceutico etc., per cui sia ragionevolmente applicabile il sistema 1 oggetto della presente invenzione. Il sistema 1 è potenzialmente utilizzabile sia a livello industriale, sia a livello artigianale.

Quando il recipiente 10 si trova presso la stazione di carico (indicata in figura 1 con S1), in tale recipiente 10 vengono introdotti i componenti o parte di essi che saranno oggetto di successive lavorazioni. In questa stazione può essere inserito un solo componente o anche diversi componenti, in accordo con le necessità produttive.

Per componenti si intendono tutte quelle sostanze che sono utili alla realizzazione del prodotto finito o semilavorato, tra i quali possiamo citare: materie prime, prodotto semilavorati, colori base, additivi, diluenti, sostanze solide in forma di grani o polveri, etc.

L’inserimento dei componenti all’interno dei recipienti 10 può avvenire tramite mezzi di erogazione di per sé noti, i quali ad esempio possono comprendere uno o più ugelli attraverso cui fluiscono, in maniera dosata, i componenti fluidi (per esempio colori di base), provenienti da contenitori di accumulo esterne al sistema 1. Generalmente in questa fase vengono introdotte le sostanze presenti in maggior quantità, secondo un dosaggio prestabilito dall’utente in virtù di un prestabilito prodotto fluido finale.

Al termine di questa fase, il dispositivo di movimentazione 12 movimenta il recipiente 10 verso almeno una stazione di lavorazione, al fine di eseguire almeno una lavorazione propedeutica alla preparazione e lavorazione dei prodotti; dopodiché il recipiente 10 viene mosso verso detta almeno una ulteriore stazione operativa.

Come sarà intuibile per un tecnico del settore, il numero, la natura, la dimensione e la forma delle stazioni di lavorazione può abbondantemente variare in relazione alle necessità produttive; anche le attività che possono essere ivi svolte sono innumerevoli, e pertanto la descrizione di tali stazioni non è da intendersi in maniera limitativa.

Con riferimento alla forma realizzativa illustrata in figura 1, è presente una stazione di dosaggio S2, atta all’introduzione dosata di componenti, quali ad esempio coloranti.

È inoltre osservabile una ulteriore stazione di dosaggio S3, atta all’introduzione dosata di componenti.

Generalmente la presenza di più stazioni di dosaggio all’interno del sistema 1 è utile in quanto permette di ridurre i tempi totali di assemblaggio e confezionamento, ed inoltre di introdurre nel recipiente 10 in maniera più precisa quelle sostanze che necessitano di un dosaggio fine, perché, ad esempio, sono presenti in minor quantità percentuale nel prodotto finito e quindi necessitano di sistemi di dosaggio di dimensioni più ridotte e/o con un controllo più preciso, rispetto a quanto avviene nella stazione di carico. Oppure una stazione di disaggio può essere adibita esclusivamente all’erogazione nel recipiente 10 di sostanze solide in forma di grani o polvere.

Il sistema 1 illustrato in figura 1 comprende inoltre una stazione di miscelazione S4, atta a miscelare il contenuto del recipiente 10, in modo che i diversi componenti introdotti siano sufficientemente e sostanzialmente uniformi. A tal proposito, la stazione di miscelazione S4 può comprendere sistemi di miscelazione di per sé noti, quali agitatori meccanici, come pale o eliche, o di altra natura, quali sistemi rotostatori, dispersori in linea e mulini di macinazione.

Il sistema 1 può comprendere anche una stazione di controllo S5, atta ad eseguire operazioni di controllo sul recipiente 10 e/o sul relativo contenuto; ad esempio è possibile prelevare un piccolo saggio dalla miscela presente nel recipiente 10, al fine di svolgere delle analisi mirate ad ottenere dei parametri da comparare con dei parametri di riferimento predeterminati dall’utente. Tale stazione S5 può operare in maniera automatica, semiautomatica, o manuale. La stazione di controllo S5 è anche in grado di memorizzare l’immagine colorimetrica del contenuto ai fini della verifica del colore finale. Detta stazione è eventualmente atta a pesare il recipiente 10 contenente la rispettiva miscela.

Il sistema 1 comprende una stazione di scarico (indicata in figura 1 con S6 ed S7), in cui il recipiente 10 viene svuotato del suo contenuto, o almeno per la maggior parte, in modo che tale contenuto venga tradotto esternamente al sistema 1 e che quindi il recipiente 10 vuoto possa essere riutilizzato per ricominciare il ciclo prestabilito senza mai uscire dal sistema 1, ad esempio ritornando alla stazione di carico.

La stazione di scarico opera tramite sistemi di svuotamento, eventualmente di per sé noti, quali ad esempio: pompe di suzione; valvole associate al recipiente 10, ad esempio nella parte inferiore; è possibile anche lo scarico per mezzo della sola gravità oppure della gravità associata a sistemi di pressione nel contenitore di lavorazione, oppure eseguire un ribaltamento del recipiente 10 per il tempo necessario affinché il recipiente 10 rilasci il suo contenuto.

Il fluido prodotto dal sistema 1 estratto dalla stazione di scarico può essere sia un prodotto finito, sia un prodotto semilavorato. Nel caso di prodotto finito, è possibile che, esternamente al sistema 1, il fluido sia portato verso un apparato di confezionamento, in quanto è sostanzialmente pronto per essere utilizzato dall’utilizzatore finale. Invece, nel caso di prodotto semilavorato, è possibile che, esternamente al sistema 1, il fluido debba subire ulteriori lavorazioni, come per esempio essere miscelato con altri differenti fluidi, eventualmente ottenuti tramite uno o più sistemi di produzione simili al sistema 1 oggetto della presente invenzione.

Il sistema 1 nella forma realizzativa di figura 1, comprende due stazioni di scarico (indicate con S6 ed S7); convenientemente tali stazioni S6 e S7 sono in grado di garantire due rispettive velocità di svuotamento del fluido, a seconda della tipologia di prodotto da realizzare o della destinazione del fluido una volta che tale fluido è uscito dal sistema 1 (ad esempio: confezionamento in barattoli di piccola capacità per vendita al dettaglio, oppure dentro a contenitori industriali ad alta capacità).

Il sistema 1 di figura 1 può comprendere anche una stazione di lavaggio S8, atta ad eseguire operazioni di lavaggio, risciacquo, trattamento, ad esempio di sterilizzazione, al fine di rimuovere la gran parte dei residui di fluido rimasti all’interno del recipiente 10. Ad esempio, dopo che il recipiente 10 è transitato dalla stazione di scarico S7 e la gran parte di fluido è stata estratta, è probabile che rimanga una traccia di fluido sulle pareti interne del recipiente 10. Questi residui di fluido sono potenzialmente dannosi perché sono in grado di compromettere la precisione delle operazioni di lavorazione precedentemente descritte, e pertanto dovrebbero essere rimossi, oppure contaminare le produzioni successive, qualora esse cambino nel tempo. Infatti se i residui sono in abbondante quantità nel recipiente 10 possono causare fenomeni di errata dosatura, eventualmente costringendo il sistema 1 ad eseguire operazioni correttive per ottenere un prodotto conforme al livello qualitativo richiesto, inficiando quindi la produttività, oppure non permettono di ottenere prodotti conformi a causa del contaminante residuo non rimosso dal recipiente prima della nuova produzione.

L’operazione di lavaggio può essere svolta mediante: gas o fluido (od una combinazione di essi) ad alta pressione; vapore; solventi; detergenti; acqua; etc. La stazione di lavaggio può eventualmente comprendere mezzi abrasivi quali spazzole.

In accordo con una variante realizzativa della presente invenzione, è possibile che tutte le sostanze componenti vengano introdotte nel recipiente 10 nella sola stazione di carico, e che le altre stazioni operative siano adibite al altre funzioni complementari, quali ad esempio miscelazione, scarico e lavaggio.

Il sistema 1 illustrato, che costituisce un esempio preferito dell’invenzione, comprende una pluralità di recipienti 10 movimentati dal dispositivo di movimentazione 12; in particolare il numero di recipienti coincide col numero di stazioni; in questo modo è possibile aumentare la produttività del sistema in quanto si minimizzano i tempi di inattività delle stazioni che possono operare in maniera pressoché continua, aumentando la quantità di fluido prodotto nell’unità di tempo. Tuttavia, è possibile comprendere un numero di recipienti 10 diverso rispetto al numero di stazioni, ad esempio anche solo un recipiente 10. In generale, nel sistema secondo la presente invenzione, al termine di una determinata attività presso una stazione operativa, il dispositivo di movimentazione 12 sposta il rispettivo recipiente 10 verso la successiva stazione operativa, conseguentemente allontanandolo dalla stazione precedente; al contempo, durante la corsa tra queste due stazioni, il dispositivo di movimentazione 12 predispone il collocamento del recipiente 10 presso la stazione successiva, eseguendo un movimento sostanzialmente continuo, in modo da minimizzare le interruzioni in tale fase di movimentazione. Preferibilmente, il dispositivo di movimentazione 12 sposta il rispettivo recipiente 10 verso la successiva stazione operativa e contemporaneamente lo colloca presso detta rispettiva stazione operativa.

Una volta eseguito il collocamento del recipiente 10 presso la rispettiva stazione operativa, tale stazione operativa è in grado di eseguire le proprie attività propedeutiche, senza necessitare ulteriori spostamenti o movimentazioni del recipiente 10 in questione, e senza che si verifichino malfunzionamenti del sistema 1 dovuti all’errato o mancato collocamento del recipiente 10.

Una forma di realizzazione alternativa e non limitativa, prevede che durante la permanenza di un recipiente 10 presso almeno una stazione operativa, detta stazione sia atta a far compiere al rispettivo recipiente 10 un piccolo movimento di rotazione e/o traslazione, in aggiunta ai movimenti compiuti dal dispositivo di movimentazione 12, per migliorare la prestazione della lavorazione stessa, e che, alla fine di tale lavorazione, il recipiente 10 venga riposizionato nella posizione in cui era stato collocato prima dell’inizio della lavorazione stessa. Tale ulteriore movimentazione sono eseguiti ad esempio tramite mezzi di movimentazione propri della stazione stessa.

Il percorso prestabilito è definito dalla sequenza di attività propedeutiche che devono essere svolte in/verso l’almeno un recipiente 10, presso le diverse stazioni operative.

Una delle caratteristiche innovative dell’invenzione risiede nel fatto che il percorso prestabilito è un percorso chiuso; quindi, terminato un primo ciclo del recipiente 10 all’interno del sistema, tale recipiente 10 ricomincia un secondo ciclo attraverso detto percorso chiuso in maniera ripetitiva, senza mai uscire dal sistema 1 o dal percorso.

È da intendersi che il percorso chiuso, cioè la sequenza di attività propedeutiche, non è strettamente legato al numero di stazioni operative od alla loro disposizione spaziale. Inoltre, uno stesso sistema 1 è potenzialmente in grado di essere predisposto dall’utente (ad esempio tramite un sistema di controllo elettronico) per svolgere innumerevoli percorsi chiusi, in accordo ad esempio con le esigenze che differenti tipi di prodotti impongono.

Ad esempio, in un sistema 1 comprendente otto stazioni operative, il percorso chiuso può prevedere meno di otto lavorazioni (cioè passi), così come può prevederne più di otto, oppure meno di otto .

Questa caratteristica conferisce grande duttilità al sistema 1, risultando in grado di adattarsi ai diversi processi produttivi, minimizzando le perdite di tempo ed aumentando la produttività.

In figura 1, il percorso chiuso è sostanzialmente di forma circolare, poiché le stazioni operative (S1,…, S7) sono dislocate in pianta secondo una circonferenza, ed il dispositivo di movimentazione 12 movimenta i recipienti 10 secondo una circonferenza. In questo caso le operazioni di collocamento e spostamento sono coincidenti. Inoltre, se i recipienti 10 si muovono in maniera circolare, almeno lungo un arco di circonferenza e le stazioni operative sono dislocate secondo almeno un arco di circonferenza, con un unico movimento, descrivente un arco di cerchio, il dispositivo di movimentazione 12 assolve sia la funzione di spostare il recipiente 10 verso una stazione successiva, sia di collocarlo nella sua esatta posizione in corrispondenza di tale stazione, per consentire l’ esecuzione della rispettiva lavorazione o attività.

In particolare, nel sistema secondo una forma di realizzazione preferita, dette operazioni di collocamento e spostamento sono eseguite da un unico dispositivo di movimentazione 12.

Tuttavia, le stazioni operative possono avere qualsiasi disposizione spaziale, ad esempio lineare, rettangolare, poligonale, irregolare, etc. Pertanto, il percorso chiuso avrà sostanzialmente una forma lineare, rettangolare, poligonale, irregolare, etc. Per esempio: se il percorso chiuso prevede un tratto lineare in cui sono presenti alcune stazioni, in tale tratto è possibile che l’operazioni di collocamento e spostamento siano coincidenti, in quanto eseguite tramite un unico movimento rettilineo del dispositivo di movimentazione 12.

In generale, la forma del percorso chiuso compiuto dai recipienti 10 durante il funzionamento del sistema 1, è funzione della disposizione spaziale delle stazioni operative, e viceversa.

I recipienti 10 sono associati al dispositivo di movimentazione 12 in diversi modi, preferibilmente in maniera removibile, in modo da permettere la sostituzione ed il ripristino dei recipienti 10.

Secondo una variante realizzativa, almeno un recipiente 10 è ritenuto in maniera removibile dal dispositivo di movimentazione 12, in modo da consentire almeno un parziale rilascio del recipiente 10 dal dispositivo di movimentazione 12. Tale rilascio può avvenire quando tale recipiente 10 si trova presso una stazione operativa, al fine di consentire lo svolgimento della rispettiva attività, oppure presso una postazione operativa in cui un operatore è in grado di rimuovere il recipiente 10 per svolgere operazioni ad esempio di manutenzione o sostituzione. Tale postazione operativa può essere ad esempio collocata fra due stazioni del sistema secondo la presente invenzione.

Il sistema 1, secondo la presente invenzione, per poter effettuare la pesatura del recipiente 10, può prevedere una stazione in cui un elemento di supporto afferra, o sostiene, il recipiente 10 per misurarne il peso sollevandolo momentaneamente dal dispositivo di movimentazione 12 ed al termine del rilevamento, il recipiente 10 viene ricollocato nella posizione iniziale. La pesatura dei recipienti può essere effettuata in una stazione apposita, oppure in contemporanea ad un’altra attività svolta da una stazione operativa (quando possibile), ad esempio durante la fase di dosaggio oppure di controllo.

In figura 4 è possibile osservare che i recipienti 10 sono alloggiati in rispettive cavità 124 o alloggiamenti del dispositivo di movimentazione 12, atte a sorreggere e trattenere i recipienti 10 nella movimentazione lungo il percorso prestabilito; i recipienti 10 possono presentare anche delle sporgenze 102 per migliorare la stabilità dell’insieme.

Il dispositivo di movimentazione 12 può anche comprendere degli elementi aventi forma anulare, a “C”, e simili, atti ad accogliere i recipienti 10.

Secondo una ulteriore variante realizzativa, almeno un recipiente 10 è fissato a detto dispositivo di movimentazione 12 lungo detto percorso prestabilito, tramite mezzi di fissaggio quali: viti; bulloni; elementi di presa deformabili in grado di trattenere il recipiente tipo una “pinza”; una pinza o tenaglia, eventualmente automatizzate; etc. E’ anche possibile unire solidalmente tali elementi mediante metodi quali saldatura.

In accordo con un’ulteriore variante realizzativa, il sistema 1 comprende anche una stazione di maturazione avente lo scopo di lasciare il contenuto del recipiente a riposo per un predeterminato periodo di tempo, convenientemente al fine permettere lo svolgimento di processi chimico-fisici nel contenuto del recipiente 10 senza un sostanziale intervento esterno.

Generalmente, almeno una stazione di lavorazione è atta ad eseguire almeno una tra le seguenti operazioni: dosaggio; controllo; miscelazione; maturazione; lavaggio.

Preferibilmente, il dispositivo di movimentazione 12 opera in maniera automatica, svolgendo le sue attività di movimentazione e collocamento lungo il percorso chiuso ed in maniera ciclica, senza l’intervento manuale dell’operatore; in questo modo si garantisce maggiore efficienza e maggior sicurezza per i lavoratori.

Inoltre, il sistema 1 comprendente convenientemente un dispositivo attuatore in grado di imprimere una potenza meccanica a detto dispositivo di movimentazione 12. Il dispositivo attuatore può essere un motore idraulico, elettrico, a combustione interna, etc.

In accordo con una vantaggiosa variante realizzativa, il sistema 1 comprendente un sistema di controllo atto a controllare sia detto dispositivo di movimentazione 12, sia detta pluralità di stazioni operative, in maniera automatica.

Il sistema di controllo ha il compito di controllare e coordinare la movimentazione del dispositivo di movimentazione 12 e le attività delle stazioni operative; in particolare il sistema di controllo può intervenire interrompendo il sistema 1 in caso di situazioni di avaria o malfunzionamento, che possono verificarsi in caso di guasti meccanici, o in mancanza di apporto di energia elettrica.

È possibile impostare il sistema di controllo e la stazione operativa adibita al controllo, in modo tale che, se il fluido presente in un dato recipiente 10 possiede dei parametri fuori dai valori limite predeterminati e delle rispettive tolleranze, quel particolare recipiente 10 sia inviato (tramite il dispositivo di movimentazione 12) ad una o più stazioni operative per tentare di correggere le anomalie della miscela; oppure è possibile che il fluido “difettoso” sia inviato alla stazione di scarico per eliminare tale fluido dal sistema 1, ad esempio mandandolo ad un impianto di correzione, recupero o di trattamento del rifiuto, esterno al sistema 1.

Pertanto, in questo caso, il percorso prestabilito chiuso può prevedere delle variazioni nella sequenza delle operazioni da eseguire, in relazione ad un algoritmo prestabilito dall’utente; tale algoritmo essendo suscettibile di essere modificato in relazione alle necessità produttive che possono presentarsi.

Negli esempi illustrati nelle figure 1-4, il dispositivo di movimentazione 12 comprende una struttura di supporto rotante, preferibilmente attorno ad un asse fisso z-z, quale una struttura a carosello o una piastra rotante. Tale struttura risulta particolarmente conveniente nel caso in cui le stazioni operative siano disposte lungo un tracciato circolare, in quanto la movimentazione richiede ridotti tempi di attesa.

Il dispositivo di movimentazione 12 illustrato in figura 1 e 2 presenta delle protuberanze 120, o bracci, che dipartono da una sua porzione centrale in prossimità dell’asse di rotazione; a ciascun braccio 120 è associato un rispettivo recipiente 10. Particolarmente, i bracci 120 sono equispaziati di una medesima distanza angolare; in questo caso, anche le stazioni operative sono disposte regolarmente, in modo che tutti i recipienti 10 siano collocati simultaneamente presso una rispettiva stazione, massimizzando la produttività del sistema 1.Tuttavia non è sempre possibile disporre tutte le stazioni operative lungo un tracciato circolare per ragioni quali: ingombro di una o più stazioni; architettura del sito produttivo; mancanza di spazio; etc. In questi casi risulta necessario che i recipienti 10 compiano un tragitto non circolare, pertanto la struttura di supporto rotante, ed in generale il dispositivo di movimentazione 12, può comprendere un elemento regolabile 122, suscettibile di compiere movimenti reversibili durante la movimentazione del rispettivo recipiente 10 nel percorso chiuso, al fine di collocare i recipienti 10 in corrispondenza delle stazioni operative, compiendo quindi un movimento articolato e non un semplice arco di circonferenza. Tale elemento regolabile 122 può essere realizzato per mezzo di un braccio telescopico, un leverismo, ed ulteriori meccanismi di per sé noti.

In figura 2 è mostrato un braccio telescopico fungente da elemento regolabile 122, applicato ad una estremità del rispettivo braccio 120.

L’elemento regolabile 122 risulta utile inoltre quando c’è la necessità di sostituire i recipienti 10 con altri di capienza differente; ad esempio, con particolare riferimento alla figura 1, se occorre sostituire recipienti 10 aventi capacità di 2000 litri con altri recipienti 10 aventi capacità di 50 litri, occorrerà verosimilmente modificare la lunghezza dei bracci 120 (allungare) affinché i recipienti 10 introdotti (più piccoli) riescano ad essere collocati nella corretta posizione presso le varie stazioni operative. Ugual discorso è valido nel caso di sostituzione dei recipienti 10 con recipienti con maggior volume rispetto a quelli già presenti nel sistema 1.

Apparirà chiaro ad un tecnico del settore che la capacità dei recipienti può variare a piacere, in quanto il sistema 1 oggetto dell’invenzione è sfruttabile sia per produzioni di tipo industriale, sia artigianale. I vantaggi tecnici derivanti da tale sistema 1 sono maggiormente apprezzabili per lotti di produzione medio-piccoli, vale a dire inferiori a 6000 litri, ovvero 1500 US gallons.

In figura 4 è illustrata una forma di realizzazione equivalente e non limitativa del sistema 1, in cui il dispositivo di movimentazione 12 è una tavola rotante 121. In questo esempio, i recipienti 10 sono alloggiati in dette cavità 124 o alloggiamenti del dispositivo di movimentazione 12.

Anche in questo caso, gli alloggiamenti 124 possiedono una posizione reciproca fissa, rispetto alla tavola rotante 121.

Anche questa forma di realizzazione può comprendere elemento regolabile 122 (non illustrato) suscettibile di compiere movimenti reversibili durante la movimentazione del rispettivo recipiente 10 nel percorso chiuso, al fine di collocare i recipienti 10 in corrispondenza delle stazioni operative, compiendo quindi un movimento articolato e non un semplice arco di circonferenza.

Nelle forme realizzative illustrate sin’ora sono compresi almeno due recipienti 10 movimentati in modo sincrono tra le stazioni, tramite il dispositivo di movimentazione 12. In particolare i recipienti sono movimentati secondo movimenti sincronizzati, concatenati, e periodici. In accordo con una ulteriore variante realizzativa, il dispositivo di movimentazione 12 comprende un braccio meccanico, preferibilmente comprendente un elemento di presa in grado di trattenere in maniera rilasciabile almeno un recipiente 10. Tale braccio meccanico può possedere numerose articolazioni, in grado di compiere movimenti decisamente più complessi, come ad esempio un braccio antropomorfo. L’elemento di presa può comprendere: una pinza o tenaglia, eventualmente automatizzate, oppure elasticamente deformabili.

Come si può notare in figura 2, convenientemente il sistema 1 comprende nella sua parte esterna un involucro 14 atto a separare almeno parzialmente il sistema 1 dall’ambiente esterno; così ad esempio è possibile proteggere i recipienti 10 e le stazioni operative dalla sporcizia e dalla caduta di oggetti dall’alto, ed evitare manomissioni accidentali delle varie parti del sistema; l’involucro 14 è anche utile nel prevenire infortuni al personale, ostacolando il contatto involontario tra parti del corpo umano con parti meccaniche del sistema 1.

In accordo con una ulteriore variante realizzativa mostrata in figura 3, almeno un recipiente 10 è dotato di miscelatore 104 al suo interno atto ad evitare la segregazione di particelle nel fluido, mantenendo così un’uniforme distribuzione dei diversi componenti all’interno del recipiente 10, lungo tutto il percorso chiuso. Il miscelatore può essere associato al recipiente 10; o può essere associato al dispositivo di movimentazione 12 in corrispondenza di quella parte atta a trattenere tale recipiente 10.

In figura sono visibili alcuni particolari non limitativi di una stazione operativa, in particolare la stazione di carico S1, che comprende dei condotti 110 per apportare e dosare uno o più componenti all’interno del recipiente 10, convenientemente tramite un sistema di valvole e ugelli.

Il processo di produzione di prodotti fluidi finiti e semilavorati per mezzo di un sistema 1 secondo una qualsiasi delle forme realizzative della presente descrizione, comprendente le seguenti fasi:

- movimentare detto almeno un recipiente 10 verso detta stazione di carico;

- introdurre detto almeno un componente in detto almeno un recipiente 10;

- movimentare detto almeno un recipiente 10 verso detta stazione di scarico;

- svuotare detto almeno un recipiente 10 del suo contenuto;

- eseguire nuovamente la fase di movimentazione di detto almeno un recipiente 10 verso detta stazione di carico e ricominciare il processo.

In questo caso è possibile che più di un componente sia introdotto nel recipiente 10, detto recipiente 10 includendo al suo interno eventualmente un miscelatore 104.

Ulteriormente, il processo può comprendere le fasi seguenti:

- movimentare detto almeno un recipiente 10 verso detta almeno una stazione di lavorazione;

- eseguire almeno una lavorazione propedeutica alla preparazione e lavorazione dei prodotti;

- movimentare detto almeno un recipiente 10 verso detta almeno una ulteriore stazione operativa.

In questo modo è possibile prevedere un processo produttivo in cui i recipienti 10 sono movimentati, per mezzo del dispositivo di movimentazione 12, secondo un percorso chiuso definibile a piacere dall’utente, secondo numerose combinazioni. Ad esempio, se si imposta la stazione di carico S1 come prima fase e quella di lavaggio S8 come ultima fase di un ciclo del percorso chiuso, tra queste due stazioni i recipienti sono soggetti ad operazioni di dosaggio, miscelazione, controllo e scarico, in maniera sequenziale.

Qualora sia presente una fase di lavaggio nel percorso chiuso, tale fase può essere così schematizzata:

- movimentare detto almeno un recipiente 10 verso detta stazione di lavaggio;

- lavare e/o trattare detto almeno un recipiente 10;

- eseguire nuovamente la fase di movimentazione di detto almeno un recipiente 10 verso detta stazione di carico e ricominciare il processo.

Inoltre, come descritto in precedenza, se il sistema 1 comprende una stazione di controllo, o anche un sistema di controllo, è possibile che se il fluido contenuto nel recipiente 10 non rispetta predeterminati parametri qualitativi, il dispositivo di movimentazione 12, convenientemente in funzione dei comandi ricevuti dal sistema di controllo, movimenti detto almeno un recipiente 10 verso una determinata stazione operativa; eseguendo quindi un algoritmo.

In figura 5 è rappresentato un algoritmo di un processo produttivo eseguibile dal sistema 1; tale processo comprende le seguenti fasi:

- (a) introdurre i componenti nel recipiente 10;

- (b) dosare ulteriori componenti nel recipiente 10;

- (c) miscelare il contenuto;

- (d) eseguire il controllo sul contenuto;

- (Q) valutare i parametri del saggio di fluido controllato, preferibilmente in modo automatico:

• se i parametri possiedono valori soddisfacenti, passare alla fase (e), seguendo la direzione logica indicata in figura con (y); • se i parametri possiedono valori non soddisfacenti, passare alla fase (S), seguendo la direzione logica indicata in figura con (n); - (e) scaricare il contenuto del recipiente 10;

- (f) lavare il recipiente 10;

- ricominciare il ciclo dalla fase (a).

Il processo può essere iniziato o interrotto, in funzione delle esigenze, ad esempio quando uno qualsiasi dei recipienti 10 si trova presso una qualsiasi delle stazioni.

La fase indicata con (S) può essere una delle fasi precedentemente indicate con le lettere a, b, c, oppure un sottociclo prestabilito. Tali fasi o sottocicli sono eseguiti nel tentativo di correggere l’anomalia riscontrata nel fluido, al termine delle quali il fluido è nuovamente controllato, fino all’ottenimento di parametri soddisfacenti, e quindi in grado di passare alla fase successiva (e). Alternativamente, se i parametri si discostano eccessivamente da un valore prestabilito, il fluido può essere inviato a rifiuto tramite la stazione di scarico.

Si sottolinea che gli esempi inerenti il processo, qui descritti in maniera esemplificativa e non limitativa del concetto inventivo, rappresentano solo alcune delle innumerevoli soluzioni possibili, e pertanto sono suscettibili di variare riguardo al numero, la sequenza, il tipo di fasi da seguire, nonché riguardo ulteriori dettagli facilmente ipotizzabili, in accordo con la presente invenzione.

Naturalmente, fermo restando il principio dell’invenzione, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Legenda:

1 sistema

10 recipiente

12 dispositivo di movimentazione 14 involucro

102 sporgenze (del recipiente) 104 miscelatore (del recipiente) 110 condotti

120 bracci o protuberanze

121 tavola rotante

122 elemento regolabile

124 cavità o alloggiamento

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1) per la produzione di prodotti fluidi finiti e semilavorati, in particolare vernici e simili, comprendente: - almeno un recipiente (10) atto a ricevere e contenere dei componenti necessari alla preparazione di tali prodotti; - un dispositivo di movimentazione (12) atto a movimentare detto almeno un recipiente (10) lungo un percorso prestabilito; - una pluralità di stazioni operative, disposte sostanzialmente lungo detto percorso prestabilito, atte a svolgere attività propedeutiche alla preparazione e lavorazione dei prodotti, quando detto almeno un recipiente (10) si trova presso una di dette stazioni operative; detta pluralità di stazioni operative comprendendo: - almeno una stazione di carico, in cui parte di detti componenti vengono introdotti in detto almeno un recipiente (10); - almeno una stazione di scarico, in cui detto almeno un recipiente (10) viene svuotato della maggior parte del suo contenuto; - almeno una stazione di lavorazione, in cui in detto almeno un recipiente (10) è eseguita almeno un’ulteriore attività propedeutica alla preparazione e lavorazione dei prodotti; ogni recipiente (10) essendo movimentato ciclicamente, percorrendo ripetutamente detto percorso, tramite detto dispositivo di movimentazione (12); detto percorso essendo un percorso chiuso; detto sistema (1) essendo caratterizzato dal fatto che dette attività propedeutiche sono eseguite in detto almeno un recipiente (10), detto dispositivo di movimentazione (12) essendo atto a predisporre il collocamento di detto almeno un recipiente (10) presso la rispettiva stazione operativa, per consentire la esecuzione della rispettiva lavorazione, contemporaneamente allo spostamento di detto almeno un recipiente (10) tra una stazione operativa ed un’altra.
2. 2. Sistema (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di movimentazione (12) è atto a collocare detto almeno un recipiente (10) presso la rispettiva stazione operativa, per consentire l’esecuzione della rispettiva lavorazione, e contemporaneamente a spostare detto almeno un recipiente (10) tra una stazione operativa ed un’altra.
3. 3. Sistema (1) secondo la rivendicazione 2, in cui l’operazioni di collocamento e spostamento sono coincidenti.
4. 4. Sistema (1) secondo la rivendicazione 3, in cui dette operazioni di collocamento e spostamento sono eseguite da un unico dispositivo di movimentazione (12).
5. 5. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un recipiente (10) è fissato a detto dispositivo di movimentazione (12) lungo detto percorso prestabilito.
6. 6. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di movimentazione (12) opera in maniera automatica.
7. 7. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta stazione di lavorazione è atta ad eseguire almeno una tra le seguenti operazioni: dosaggio; controllo; miscelazione; maturazione; lavaggio.
8. 8. Sistema (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detto percorso chiuso è sostanzialmente di forma circolare.
9. 9. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un dispositivo attuatore in grado di imprimere una potenza meccanica a detto dispositivo di movimentazione (12).
10. 10. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un sistema di controllo atto a controllare sia detto dispositivo di movimentazione (12) sia detta pluralità di stazioni operative in maniera automatica.
11. 11. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di movimentazione (12) comprende una struttura di supporto rotante.
12. 12. Sistema (1) secondo la rivendicazione 13, in cui detta struttura di supporto rotante comprende un elemento regolabile (122).
13. 13. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di movimentazione (12) comprende un braccio meccanico, preferibilmente comprendente un elemento di presa in grado di trattenere detto almeno un recipiente (10).
14. 14. Processo di produzione di prodotti fluidi finiti e semilavorati per mezzo di un sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente le seguenti fasi: - movimentare detto almeno un recipiente (10) verso detta stazione di carico; - introdurre detto almeno un componente in detto almeno un recipiente (10); - movimentare detto almeno un recipiente (10) verso detta stazione di scarico; - svuotare detto almeno un recipiente (10) del suo contenuto; - eseguire nuovamente la fase di movimentazione di detto almeno un recipiente (10) verso detta stazione di carico e ricominciare il processo.
15. 15. Processo secondo la rivendicazione 14, comprendente le fasi seguenti: - movimentare detto almeno un recipiente (10) verso detta almeno una stazione di lavorazione; - eseguire almeno una lavorazione propedeutica alla preparazione e lavorazione dei prodotti; - movimentare detto almeno un recipiente (10) verso detta almeno una ulteriore stazione operativa.