NL2014103A - Spuitelement voor het aanbrengen van een verflaag op een wand. - Google Patents

Description

Spuitelement voor het aanbrengen van een verflaag op een wand.

De uitvinding betreft een inrichting en een werkwijze voor het aanbrengen van een verflaag op een wand, zoals een scheepswand tijdens verblijf van een schip in een droogdok. Het verblijf van een schip in een dok voor herstel of verbouwing wordt veelal gebruikt voor het aanbrengen van een nieuwe verflaag op de romp van het schip. Na het reinigen en mogelijkerwijs verwijderen van oude verflagen, wordt door spuiten een nieuwe verflaag op de romp van het schip aangebracht. Thans geschiedt dit veelal met de hand. Gebleken is dat een aanzienlijk deel van de verf niet op de scheepwand terecht komt, maar verloren gaat, hetgeen leidt tot verlies van verf, tot verontreiniging van in de omgeving liggende structuren en tot luchtverontreiniging. Dit verschijnsel is bekend als ‘overspray’.

Om deze nadelen te voorkomen verschaft US-B-7 334 742 een spuitelement voor het aanbrengen van een verflaag op een hoofdzakelijk vlakke wand tijdens beweging van het spuitelement langs de wand, waarbij het spuitelement is voorzien van een drager, tenminste één op de drager geplaatste, met een verfpomp te verbinden spuitmond voor het naar de te schilderen wand richten van een spuitkegel van verfnevel, waarvan de as zich hoofdzakelijk recht op de wand uitstrekt en een met de drager verbonden, tijdens bedrijf de tenminste ene spuitkegel omgevende spuitkap die van een spuitopening is voorzien waardoorheen de tenminste ene spuitkegel de spuitkap verlaat.

Deze, tot de stand van de techniek behorende inrichting is geschikt voor gebruik in een hal, in het bijzonder voor het schilderen van vliegtuigen. In een hal is ‘overspray’ bijzonder ongewenst. Deze inrichting beperkt de ‘overspray’ in aanzienlijke mate. De aanwezigheid van de spuitkap leidt echter tot een minder gelijkmatige verdeling van de verf, hetgeen wordt veroorzaakt door verstoring van het patroon van de spuitkegel door de spuitkap.

De onderhavige uitvinding poogt een spuitelement te verschaffen, waarbij zo min mogelijk ‘overspray’ optreedt en waarbij de verstoring van de spuitkegel door de spuitkap zo klein mogelijk is, opdat de verf zo gelijkmatig mogelijk op de te spuiten wand wordt aangebracht.

Hiertoe verschaft de uitvinding een spuitelement van de bovengenoemde soort, waarbij de spuitkap is voorzien van tenminste één, aan de tegenover de spuitopening gelegen zijde van de spuitkap aangebrachte luchtuitwisselopening.

Het is de uitvinders gebleken dat door het aanbrengen van de spuitkap de spuitkegel in veel gevallen wervelingen binnen de spuitkap opwekt, die de structuur van de spuitkegel sterk verstoren waardoor het aanbrengen van een verflaag met een gelijkmatige dikte sterk wordt bemoeilijkt. De luchtuitwisselopening gaat de vorming van een dergelijke, door de kap veroorzaakte wervelingen tegen, zodat de spuitkegel minder wordt verstoord en de verf gemakkelijker gelijkmatiger kan worden aangebracht.

Voorts is gebleken dat de aanwezigheid van de luchtuitwisselopening in veel gevallen de invloed van de wind op de spuitkegel verkleint. Verondersteld wordt dat dit mede het gevolg is van het afvoeren van wind die de kap binnentreedt via de spleet tussen de rand van de kap en de wand. Alhoewel het in principe mogelijk is dat het spuitelement met de hand langs de wand wordt voortbewogen, hetgeen in verband met de afmetingen en het gewicht van het spuitelement veelal niet mee zal vallen, is het aantrekkelijker dat het spuitelement door middel van een voortbewegingsinrichting langs de te schilderen wand wordt voortbewogen. Opgemerkt wordt dat het voor het aanbrengen van een gelijkmatige verflaag relevant is dat de beweging van het spuitelement regelmatig en op de juiste snelheid is.

De uitvinding betreft niet alleen het hierboven toegelichte spuitelement, maar de uitvinding betreft voorts een spuitinrichting, omvattende een spuitelement volgens de hierboven toegelichte soort, waarbij de spuitinrichting is voorzien van een met een verfvat gekoppelde verfpomp voor het aan de spuitmond onder druk toevoeren van te spuiten verf.

De uitvinding verschaft bovendien een werkwijze voor het aanbrengen van een verflaag op een hoofdzakelijk vlakke wand tijdens beweging van een spuitmond langs de wand, door het met de spuitmond naar de te schilderen wand richten van een spuitkegel van verfnevel, waarvan de as zich hoofdzakelijk recht op de wand uitstrekt en het tegen wind afschermen van de spuitkegel door een de spuitkegel omgevende spuitkap, die op afstand van de wand wordt gehouden waarbij de spuitkegel de spuitkap verlaat door een spuitopening, waarbij door middel van een tegenover de spuitopening gelegen luchtuitwisselopening het ontstaan van een werveling binnen de spuitkap wordt tegengegaan.

Het is de uitvinders gebleken dat het oppervlak van de luchtuitwisselopening bij voorkeur een minimale grootte heeft om het ontstaan van een werveling tegen te gaan. Thans wordt uitgegaan van een oppervlak dat tenminste 10% bedraagt van het oppervlak van de spuitopening. Het is echter eveneens mogelijk dat goede resultaten worden verkregen bij een waarde groter dan 5%, 20 %, 30%, 40% of 50% van het oppervlak van de spuitopening. Onder het oppervlak van de spuitopening wordt het volledige oppervlak verstaan, dat door de opening wordt ingenomen en dat al of niet kan zijn opgevuld met doek.

Daar overmatige wind toch tot verstoring van het spuitpatroon kan leiden, heeft het de voorkeur dat in de luchtuitwisselopening stroombeperkingsmiddelen zijn aangebracht.

Deze uitvoeringsvorm verschaft bovendien een werkwijze van de hierboven genoemde soort, waarbij de stroombeperkingsmiddelen verstoring van de spuitkegel tegengaan. De stroombeperkingsmiddelen hebben overigens een secundaire functie als filter voor verfdeeltjes.

Volgens een simpele uitvoeringsvorm omvatten de stroombeperkingsmiddelen een doek. Deze doek kan door een weefsel worden gevormd, maar ook door een niet geweven materiaal. Voorts kan het doek een bijna gesloten structuur hebben, zodat de luchtstroom door de luchtuitwisselopening sterk wordt bemoeilijkt, maar het is tevens mogelijk dat het doek een open structuur heeft. Vooralsnog wordt verondersteld dat het aantrekkelijk is een doek met een open structuur toe te passen, dat wil zeggen, een doek waarvan meer dan de helft van het oppervlak open is. Een doek is voorts geschikt voor het uitvoeren van de filterfunctie voor de met de luchtstroom uit de kap meegevoerde verf.

Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm is de luchtuitwisselopening verbonden met een luchtkanaal. Het luchtkanaal dient voor het voor het toevoeren van lucht aan de luchtuitwisselopening of voor het afvoeren van lucht vanaf de luchtuitwisselopening. Het luchtkanaal maakt het mogelijk de verbinding tussen de luchtuitwisselopening en de omgeving te verplaatsen, bijvoorbeeld naar een locatie waar minder wind heerst.

Voorts is het mogelijk in het luchtkanaal een luchtpomp of ventilator te plaatsen. Met een luchtpomp of een ventilator wordt de stroming binnen de spuitkap nog meer onafhankelijk van de wind.

In principe is het mogelijk de luchtuitwisselopening aan te brengen ter hoogte van de spuitmond. Om verstoring van de uit de spuitmond tredende spuitkegel zo veel mogelijk te voorkomen, heeft het echter de voorkeur dat het vlak van de luchtuitwisselopening zich parallel aan het vlak van de spuitopening uitstrekt en dat de luchtuitwisselopening is aangebracht in een zich aan de van de spuitopening afgekeerde zijde van de drager uitstrekkende verlenging van de spuitkap. Het is gebleken dat met deze maatregelen de spuitkegel minder wordt verstoord en de neiging tot het vormen van een de spuitkegel verstorende werveling wordt verminderd.

Het is constructief aantrekkelijk wanneer de spuitkap hoofdzakelijk een cilindrische vorm heeft.

Volgens een constructief aantrekkelijke uitvoeringsvorm heeft de verlenging van de spuitkap een kleinste dwarsdoorsnede die kleiner is dan de kleinste dwarsdoorsnede van de spuitkap.

De wind kan de spuitkap binnentreden via de spleet tussen de spuitkap en de wand. Een dergelijke luchtstroom kan eveneens tot vorming van een werveling en tot verstoring van de spuitkegel leiden. Om dit tegen te gaan, verschaft een uitvoeringsvorm tenminste één met een luchtpomp te verbinden luchtafvoerkanaal met een aanzuigopening in de nabijheid van de rand van de spuitopening voor het aanzuigen van lucht aan randen van de spuitopening. Hierdoor wordt de luchtstroom van buiten naar het inwendige van de spuitkap tenminste voor een deel weggevoerd. Overigens kan op deze wijze ook de ‘overspray’ worden tegengegaan.

Deze uitvoeringsvorm verschaft bovendien een spuitinrichting volgens de hierboven toegelichte soort, waarbij de spuitinrichting is voorzien van een afvoerkanaal waarvan de monding in de nabijheid van de rand van de spuitkap is gelegen en het wegzuigkanaal is verbonden met een pomp.

Voorts verschaft deze uitvoeringsvorm een werkwijze van de hierboven genoemde soort, waarbij in de spleet tussen de spuitkap en de wand aanwezige lucht tenminste gedeeltelijk wordt afgevoerd. Hierbij kan de lucht zijn gevormd door wind of door met ‘overspray’ meegaande lucht.

Het is constructief aantrekkelijk wanneer de mantelwand van de spuitkap dubbelwandig is en de ruimte tussen de dubbele wanden een deel van het afvoerkanaal vormt. Hiermede wordt een zich rondom de spuitkap uitstrekkende aanzuigopening verkregen.

De aldus verwijderde lucht is veelal vervuild door verf. Om vervuiling van de omgeving te voorkomen, heeft het de voorkeur dat in de ruimte tussen de dubbele wanden in het afvoerkanaal een luchtfilter is geplaatst. Overigens is het eveneens mogelijk elders in het afvoerkanaal een luchtfilter te plaatsen.

Deze uitvoeringsvorm verschaft bovendien een werkwijze waarbij de weggevoerde luchtstroom wordt gefilterd.

Er ontstaat een constructief aantrekkelijke uitvoeringsvorm wanneer ter hoogte van de drager de ruimte tussen de dubbele wanden overgaat in tenminste één afvoerkanaal.

Om de nadelen van het met de hand langs de te spuiten wand verplaatsen van het spuitorgaan te voorkomen, heeft het de voorkeur dat de spuitinrichting is voorzien van een (voort)bewegingsmechanisme voor het (voort)bewegen van het spuitelement langs het te schilderen oppervlak.

Vervolgens wordt de onderhavige uitvinding toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin voorstellen:

Figuur 1: een schematisch doorsnedeaanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 2: een schematisch doorsnedeaanzicht volgens de lijn II-II in figuur 1;

Figuur 3: een met figuur 2 overeenkomend doorsnedeaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm;

Figuur 4: een schematisch perspectivisch aanzicht van een derde uitvoeringsvorm;

Figuur 5: een met figuren 2 en 3 overeenkomend bovenaanzicht van de derde uitvoeringsvorm; en

Figuur 6: een met figuur 1 overeenkomend doorsnedeaanzicht van de derde uitvoeringsvorm.

Figuur 1 toont een scheepsromp, waarvan de wand 1 van een nieuwe verflaag dient te worden voorzien. Deze figuur toont een in zijn geheel met 2 aangeduid spuitelement, dat voorzien is van drie wielen 3, waarmee het over de wand 1 wordt voortbewogen. Het is overigens mogelijk dat in plaats van vast gelagerde wielen, zwenkwielen worden toegepast. De wijze van aandrijving is in figuur 1 niet weergegeven, maar het is voorstelbaar dat het spuitelement met de hand langs de verticale wand wordt bewogen, in het bijzonder wanneer deze niet al te groot is uitgevoerd, maar het is evenzeer mogelijk dat gebruik gemaakt wordt van een macromanipulator voor het in verticale richting transporteren van het spuitelement. Overigens is het eveneens mogelijk dat gebruik wordt gemaakt van een zich automatisch langs de verticale wand heen bewegende wagen met een micromanipulator, waaraan het spuitelement is bevestigd. In dit laatste geval kunnen de wielen 3 komen te vervallen. Alhoewel hierboven het principe van de uitvinding is toegelicht aan de hand van een verticale wand, zal het duidelijk zijn dat de uitvinding ook kan worden toegepast met wanden die zich in een andere richting uitstrekken of bij gebogen wanden, zelfs bij dubbel gebogen wanden.

De eveneens in figuur 2 afgebeelde spuitinrichting 2 omvat een als drager 4 fungerend raamwerk 4, waarin openingen 5 zijn aangebracht. In de openingen is een doek 5A aangebracht. In het centrum van het raamwerk 4 is een spuitkop 6 aangebracht, die is ingericht voor het opwekken van een spuitkegel 7. Voor het toevoeren van verf onder druk is de spuitkop 6 door een slang 8 verbonden met een pomp 9. Aan de rand van het raamwerk 4 strekt zich een spuitkap 10 uit in de richting van de spuitkegel 7. De spuitkap 10 is voorzien van drie lagers 11, in elk waarvan een wiel 3 is gelagerd, waarmee de spuitkap 10 en daarmede de gehele spuitinrichting 2 over de wand 1 kan rollen. De wielen 3 zijn zodanig geplaatst dat tussen de rand 12 van de spuitkap 10 en de wand 1 een spleet 13 resteert. De spuitkegel 7 verlaat de spuitkap 10 via de spuitopening 14 en komt op de wand 1 terecht.

Tijdens het verrichten van spuitwerkzaamheden vindt nauwelijks overspray plaats daar de spuitkap 10 de spuitkegel 7 binnen houdt. Door de aanwezigheid van de openingen 5 wordt de vorming van een werveling binnen de spuitkap voorkomen, zodat de structuur van de spuitkegel 7 nauwelijks wordt beïnvloed, en de verf gelijkmatig op de wand 1 terechtkomt. Uiteraard kan de wind de spuitkap 10 binnentreden via de spleet 13 tussen wand 1 en de rand 12 van de spuitkap 10, maar de wind verplaatst slechts in geringe mate de spuitkegel 7 en de wind verstoort het stromingspatroon van de spuitkegel 7 nauwelijks. Het doek 5a of de andere stroom beperkende middelen in de opening 5 dempen de invloed van de wind zodat de vorming van een werveling binnen de spuitkap wordt voorkomen.

In figuur 3 is een tweede uitvoeringsvorm getoond, die afwijkt van de in de figuren 1 en 2 getoonde uitvoeringsvorm door de vorm van de spuitkap 10, die bij deze uitvoeringsvorm rechthoekig en zelfs vierkant is. Het is overigens mogelijk andere vormen spuitkap 10 toe te passen, zoals zeshoekige of ovale. Bij deze en de eerder besproken uitvoeringsvorm wekt de spuitkop 6 steeds een spuitkegel 7 met een doorsnede van een ellips op. Het is echter mogelijk spuitkoppen 6 te gebruiken die een spuitkegel 7 met een cirkelvormige doorsnede opwekken.

De in de figuren 4, 5 en 6 weergegeven derde uitvoeringsvorm wijkt af van de eerder toegelichte uitvoeringsvormen door de afwezigheid van wielen 3 en door de aanwezigheid van middelen voor het wegzuigen van mogelijkerwijs verontreinigde lucht aan de rand 12 van de spuitkap 10. De afwezigheid van de wielen vereist dat andere middelen aanwezig moeten zijn om het spuitelement langs de wand te bewegen en om het spuitelement op afstand van de wand te houden.

De drager 4 omvat bij deze uitvoeringsvorm een plaat 4, waarin een enkele grote opening 15 is gemaakt en een U-vormige beugel 16 die aan de plaat 4 is bevestigd. Een arm 17 van een voortbeweging sinrichting die het spuitelement langs de wand beweegt, is aan de U-vormige beugel 16 bevestigd.

In de ruimte tussen de beugel 16 en de plaat 4 is een spuitkop 6 geplaatst, Evenals bij de voorgaande uitvoeringsvormen strekt een spuitkap 10 zich van de randen van de plaat 4 in de richting van de as van de spuitkegel 7 uit, zij het dat in de onderhavige uitvoeringsvorm de spuitkap 10 dubbelwandig is. De ruimte 18 tussen beide wanden 10a en 10b van de spuitkap 10 is open aan de zijde van de wand 1 en zij leidt aan de andere zijde naar twee aansluitstukken 19, die zijn ingericht om te worden verbonden met een vacuümpomp. Voorts is in de ruimte 18 een ringvormig filter 20 aangebracht.

De spuitkap 10 is voorzien van een verlenging 20, waarvan de doorsnede kleiner is dan die van de eigenlijke spuitkap. Deze verlenging 20 strekt zich uit ter plaatse van de U-vormige beugel. Aan de van de wand 1 afgekeerde zijde van de verlenging 20 is, aan weerszijden van het U-vormige deel 16 een opening 21 aangebracht, die is voorzien van filterdoek. Daar de doorsnede van de verlenging 20 kleiner is dan die van de spuitkap 10, is ruimte gevormd voorde koppelstukken 19 aan weerzijden van de verlenging 20.

Bij gebruik van dit spuitelement 1, wordt het door de voortbewegingsinrichting langs de wand 1 voortbewogen, waarbij tussen de wand 1 en de rand van de spuitkap 10 een spleet 13 wordt gehandhaafd. De spuitkop 6 spuit een spuitkegel 7 naar de wand 1 toe, die slechts weinig wordt verstoord, daar binnen de kap de vorming van een werveling in de spuitkap 10 wordt voorkomen.

Via de spleet 13 tussen de spuitkap 10 en de wand 1 beweegt lucht, die als gevolg van contact tussen de spuitkegel 7 en de lucht mogelijkerwijs met verfnevel is vervuild. Deze lucht wordt opgezogen via de opening tussen beide wanden 10a, 10b en de daartussen gelegen ruimte 18. Daarna wordt deze lucht gefilterd in het filter 20 en via de aansluitstukken 19 weggepompt naar de vacuümpomp. Behalve deze, verspreiding van de vervuiling door de verf verminderende functie, heeft het wegzuigen van de lucht voorts het gevolg dat de luchtstroom van de opening 21 en de spleet 13 nog meer beheersbaar is, zodat de invloed van wind nog verder wordt verminderd en de vorming van een werveling binnen de spuitkap wordt voorkomen.

Buiten de hierboven toegelichte uitvoeringsvormen kan een luchtkanaal, mogelijkerwijs voorzien van een pomp of een ventilator met de luchtuitwisselopening zijn verbonden, voor het beheersen van de luchtstroom door de spuitkap heen. Deze luchtpomp of ventilator kan zijn ingericht voor het naar de luchtuitwisselopening toe of van de luchtuitwisselopening af leiden van lucht.

Het zal duidelijk zijn dat de binnen het kader van de uitvinding, zoals gedefinieerd door de bijgaande conclusies, talloze variaties van de hierboven genoemde uitvoeringsvormen mogelijk zijn; zo kunnen maatregelen uit de diverse uitvoeringsvormen onderling worden gecombineerd, maar wordt de beschermingsomvang bepaald door de conclusies.

Claims (20)

1. Spuitelement voor het aanbrengen van een verflaag op een wand tijdens beweging van het spuitelement langs de wand, waarbij het spuitelement is voorzien van: een drager; tenminste één, op de drager geplaatste, met een verfpomp verbindbare spuitmond voor het naar de wand richten van een spuitkegel van verfnevel, waarvan de as zich hoofdzakelijk recht op de wand uitstrekt; en een met de drager verbonden, tijdens bedrijf de tenminste ene spuitkegel omgevende spuitkap die van een spuitopening is voorzien waardoorheen de tenminste ene spuitkegel de spuitkap verlaat, met het kenmerk, dat de spuitkap is voorzien van tenminste één aan de tegenover de spuitopening gelegen zijde van de spuitkap aangebrachte luchtuitwisselopening.

2. Spuitelement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het oppervlak van de luchtuitwisselopening groter is dan één tiende van het oppervlak van de spuitopening.

3. Spuitelement volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat in de luchtuitwisselopening stroombeperkingsmiddelen zijn aangebracht.

4. Spuitelement volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de stroombeperkingsmiddelen een doek omvatten.

5. Spuitelement volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de luchtuitwisselopening is verbonden met een luchtkanaal.

6. Spuitelement volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat in het luchtkanaal een luchtpomp of een ventilator is geplaatst.

7. Spuitelement volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vlak van de luchtuitwisselopening zich parallel aan het vlak van de spuitopening uitstrekt en dat de luchtuitwisselopening is aangebracht in een zich aan de van de spuitopening afgekeerde zijde van de drager uit stekken de verlenging van de spuitkap.

8. Spuitelement volgens één der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de spuitkap een hoofdzakelijk cilindrische vorm heeft.

9. Spuitelement volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de verlenging van de spuitkap een kleinste dwarsdoorsnede heeft die kleiner is dan de dwarsdoorsnede van de spuitkap.

10. Spuitelement volgens één der voorafgaande conclusies, gekenmerkt door tenminste één, met een luchtpomp te verbinden luchtafvoerkanaal met een aanzuigopening in de nabijheid van de rand van de spuitopening voor het aanzuigen van lucht aan randen van de spuitopening.

11. Spuitelement volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de mantelwand van de spuitkap dubbelwandig is en dat de ruimte tussen de beide wanden van de mantelwand een deel van het luchtafvoerkanaal vormt.

12. Spuitelement volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat in het luchtafvoerkanaal een luchtfilter is geplaatst.

13. Spuitelement volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat ter hoogte van de drager de ruimte tussen de dubbele wanden is verbonden met het luchtafvoerkanaal.

14. Spuitinrichting, omvattende een spuitelement volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de spuitinrichting is voorzien van een met een verfvat gekoppelde verfpomp voor het aan de spuitmond onder druk toevoeren van te spuiten verf.

15. Spuitinrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de spuitinrichting is voorzien van een luchtafvoerkanaal waarvan de aanzuigopening in de nabijheid van de rand van de spuitkap is gelegen en dat het luchtafvoerkanaal is verbonden met een luchtpomp.

16. Spuitinrichting volgens conclusie 14 of 15, met het kenmerk, dat de spuitinrichting is voorzien van een voortbewegingsmechanisme voor het voortbewegen van het spuitelement langs de te schilderen wand.

17. Werkwijze voor het aanbrengen van een verflaag op een wand tijdens beweging van een spuitmond langs de wand, door - het met de spuitmond naar de wand richten van een spuitkegel van verfnevel, waarvan de as zich hoofdzakelijk recht op de wand uitstrekt; en - het opsluiten van de spuitkegel door een de spuitkegel omgevende spuitkap, die op afstand van de wand wordt gehouden, waarbij de spuitkegel de spuitkap verlaat door een spuitopening, met het kenmerk, dat door middel van een tegenover de spuitopening gelegen luchtuitwisselopening het ontstaan van een werveling binnen de spuitkap wordt tegengegaan.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat een door de luchtuitwisselopening heen stromende luchtstroom wordt beperkt door stroombeperkingsmiddelen.

19. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat een in de spleet tussen de spuitkap en de wand aanwezige lucht tenminste gedeeltelijk wordt weggevoerd.

20. Werkwijze volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de weggevoerde luchtstroom wordt gefilterd.