ITMI20130488A1 - Impianto per la verniciatura alle polveri per elementi da verniciare di notevole lunghezza - Google Patents

Description

Descrizione di una domanda di brevetto per invenzione industriale

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un impianto per la verniciatura alle polveri a base di resine sintetiche per elementi da verniciare di notevole lunghezza – preponderante sulle altre due dimensioni- quali barre e profili estrusi in lega d’alluminio oppure profilati in materiale ferroso, sospesi in posizione verticale ad una linea aerea di trasporto.

Sono da tempo diffusi impianti industriali continui di verniciatura alle polveri a base di resine sintetiche nei quali gli elementi da verniciare, anche di notevole lunghezza – preponderante sulle altre due dimensioni- quali barre e profili estrusi in lega d’alluminio oppure profilati in materiale ferroso, vengono agganciati in posizione verticale ad una linea aerea di trasporto, che trasla orizzontalmente gli elementi da verniciare attraverso le varie stazioni dell’impianto di verniciatura nelle quali si provvede in successione:

all’aggancio generalmente in posizione verticale degli elementi da verniciare alla linea aerea di trasporto,

al pretrattamento delle superfici degli elementi da verniciare con sgrassaggio e disossidazione acidi e successivo lavaggio;

all’asciugatura degli elementi da verniciare,

alla verniciatura propriamente detta in cabine di verniciatura con spruzzatura mediante apposite pistole pneumatiche delle polveri vernicianti a base di resine sintetiche che aderiscono per effetto elettrostatico alle superfici degli elementi da verniciare,

alla polimerizzazione delle resine attraverso apporto controllato di calore normalmente per mezzo di aria calda in un forno nel quale transitano gli elementi da verniciare,

al raffreddamento ed allo sgancio dalla linea di trasporto e scarico degli elementi verniciati.

Gli impianti per la verniciatura alle polveri sono notoriamente sviluppati su lunghi percorsi che impegnano significativamente la superficie utile degli edifici nei quali sono installati, e seppure ottimizzabili per produzione di lotti di grandi quantità di elementi da verniciare omogenei, tipicamente non presentano la flessibilità necessaria per la rapida personalizzazione dei cicli di trattamento per lotti di produzione di elementi da verniciare omogenei di quantità ridotta e/o di caratteristiche e colore diversi.

Come noto, nel passaggio di produzione da un lotto di elementi al successivo, i tempi di sosta della linea di trasporto aerea necessari per la modifica dei parametri del pretrattamento, per il cambio del colore delle vernici, per la modifica dei parametri per una diversa polimerizzazione delle polveri vernicianti, possono provocare per lotti di elementi da verniciare omogenei di quantità ridotta una sosta troppo prolungata nelle successive stazioni del processo produttivo, ovvero la discontinuità del carico degli elementi da verniciare alla linea aerea di trasporto, con conseguente perdita della qualità, dell’efficienza e della resa dell’impianto di verniciatura.

E’ anche noto come il consumo di energia negli impianti tradizionali sia particolarmente significativo per il consistente apporto di calore necessario per l’asciugatura degli elementi a valle dei pretrattamenti di sgrassaggio e lavaggio, e per l’efficace polimerizzazione delle polveri vernicianti sugli elementi da verniciare, normalmente ottenuta a temperature elevate nel forno di polimerizzazione ad aria calda.

Inoltre negli impianti tradizionali, la notevole distanza fisica presente tra una fase di lavorazione e l’altra e la conseguente impossibilità di presidiare più stadi della lavorazione dalla stessa posizione, costringe a moltiplicare il personale impiegato con conseguente inefficienza ed aumento dei costi di produzione.

Compito tecnico principale che si propone la presente invenzione à ̈ pertanto quello di realizzare un impianto per la verniciatura alle polveri per elementi da verniciare di notevole lunghezza, per lotti di produzione di elementi omogenei di quantità relativamente ridotta che consenta di eliminare gli inconvenienti tecnici lamentati dalla tecnica nota.

Nell’ambito di questo compito tecnico uno scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un impianto per la verniciatura alle polveri per elementi da verniciare di notevole lunghezza che consenta di raggiungere l’equilibrio ideale tra le dimensioni di un impianto per una produzione industriale a livello di grandi quantitativi omogenei ed un impianto per lotti di produzione di elementi da verniciare omogenei di quantità relativamente ridotta.

E’ inoltre scopo del trovato realizzare un impianto che consenta una flessibilità maggiore rispetto agli impianti tradizionali relativamente alla possibilità di personalizzare i cicli di trattamento in funzione dei lotti di elementi da verniciare omogenei, caratterizzati ad esempio dalla lunghezza, dalle caratteristiche geometriche della sezione e spessore, dal colore, dalla tipologia e destinazione d’uso, dalle diverse esigenze e specifiche tecniche del cliente.

E’ ancora scopo del trovato quello di offrire un impianto con una gestione semplificata del processo di verniciatura, ma che garantisca il pieno controllo del processo in relazione alle singole successive operazioni che determinano la qualità della verniciatura del prodotto finito.

E’ ulteriore scopo del trovato realizzare un impianto che consenta un contenimento dei consumi energetici e quindi permetta la riduzione dei costi di esercizio specifici per i diversi lotti di verniciatura di elementi da verniciare di caratteristiche omogenee. Non ultimo scopo del trovato à ̈ la realizzazione di un impianto che sia caratterizzato da caratteristiche di ergonomia, sicurezza, specializzazione tecnologica delle zone di lavoro, accessibilità e facilità di manutenzione, facilità di costruzione e contenimento degli ingombri a pavimento del capannone nel quale venga installato.

Il compito tecnico, nonché questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un impianto di verniciatura alle polveri per elementi da verniciare di notevole lunghezza caratterizzato dal fatto di comprendere all’interno di una superficie occupata di pavimento complessiva un’area di sicurezza dedicata alla operatività degli addetti, presentante una zona dedicata alla fase di carico ed una zona dedicata alla fase di scarico degli elementi finiti dalla linea di trasporto aerea, detta area di sicurezza perimetrando un unico blocco centrale presentante le attività del processo di lavorazione e le specifiche unità ad esse predisposte individuate come una unità dedicata al pretrattamento degli elementi da verniciare, una unità dedicata all’asciugamento degli elementi da verniciare ed una unità per la polimerizzazione delle polveri vernicianti depositate sugli elementi da verniciare, essendo inoltre previste una unità dedicata alla verniciatura ed una linea di trasporto aerea degli elementi da verniciare sviluppantesi con andamento tortuoso.

Un vantaggio dal punto di vista energetico, si ottiene grazie alla specifica configurazione dell’impianto, ovvero grazie al fatto che i componenti preposti ai processi termici (bagni riscaldati del tunnel, camere ad aria calda dei forni) si trovano accorpati nell’unico blocco centrale dell’impianto e quindi, a differenza del caso degli impianti tradizionali in cui tali componenti sono tra loro indipendenti e distribuiti su ampi spazi, le perdite di calore attraverso le pareti dei componenti sono molto ridotte poiché tali superficie di scambio sono notevolmente minori.

Rispetto agli impianti tradizionali, il fatto che le attività dei vari operatori avvengano in uno spazio ridotto, e il fatto che da una stessa posizione sia possibile monitorare l’andamento di buona parte del processo, fa si che sia possibile una maggior efficienza nell’impiego del personale ed una sua conseguente riduzione; d’altra parte la riduzione del personale riduce anche l’esigenza di coordinamento tra operatori addetti e quindi le figure preposte al controllo e coordinamento possono pure essere evitate in quanto si rende in pratica possibile la comunicazione diretta tra operatori senza che questo comporti l’allontanamento dalla propria postazione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’impianto oggetto della presente invenzione, risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva, secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nelle figure allegate nelle quali:

 la fig. 1 mostra una pianta schematica dell’impianto, con evidenziate la superficie occupata di pavimento, l’area di sicurezza, le zone funzionali per carico e scarico degli elementi da verniciare, il blocco centrale comprendente le unità per il pretrattamento, l’asciugamento e la polimerizzazione delle polveri vernicianti, l’unità di verniciatura

 la fig. 2 mostra una vista prospettica dell’impianto sui fronti del carico e pretrattamento

 la fig. 3 mostra una vista prospettica dell’impianto sui fronti della verniciatura e scarico

ï‚· la fig. 4 mostra una vista in pianta del pavimento con i rilievi presente nella stazione di carico

ï‚· la fig. 5 mostra il pavimento di fig. 4 in alzato laterale ï‚· la fig. 6 Ã ̈ una vista ingrandita in pianta della cabina di verniciatura.

Con riferimento alle figure citate, viene mostrato un impianto per la verniciatura alle polveri per elementi da verniciare di notevole lunghezza indicato complessivamente con la lettera di riferimento I.

Si possono tipicamente individuare nel layout funzionale una superficie di pavimento dell’impianto complessiva 800 che contiene un’area di sicurezza 50 dedicata alla operatività degli addetti, nell’ambito della quale area 50 si evidenziano una zona 100 dedicata alla fase di carico ed una zona 600 dedicata alla fase di scarico degli elementi 1 finiti dalla linea di trasporto 2 .

All’interno dell’area di sicurezza 50, si evidenzia un unico blocco centrale 101 presentante una unità 200 dedicata al pretrattamento degli elementi da verniciare, una unità 300 dedicata all’asciugamento degli elementi da verniciare ed una unità 500 per la polimerizzazione delle polveri vernicianti depositate sugli elementi da verniciare.

Accostata al blocco centrale 101 si individua una unità 400 a pianta triangolare dedicata alla verniciatura.

Più in particolare, nella stazione di carico 100 gli elementi da verniciare di notevole lunghezza 1 sono agganciati in posizione orizzontale alla linea di trasporto aerea 2 per mezzo di sistemi di aggancio; i sistemi di aggancio attraverso percorso inclinato a salire 2a della linea di trasporto aerea 2 traslano gli elementi da verniciare 1 dalla posizione orizzontale nella quale si trovano nei contenitori 1a utilizzati per lo stoccaggio alla posizione verticale di sospensione alla linea di trasporto aerea 2.

L’impianto comprende a pavimento della stazione di carico 100, ed in corrispondenza del percorso inclinato a salire 2a della linea di trasporto aerea 2, un sistema di carico con rampa inclinata e rilievi 21 che evita agli elementi da verniciare 1 durante il passaggio dalla posizione orizzontale a quella verticale il contatto tra gli stessi, e quindi il danneggiamento delle superfici, in modo particolare tra elementi da verniciare 1 di differente lunghezza.

La linea di trasporto aerea 2 trasporta quindi gli elementi da verniciare 1 all’unità di pretrattamento 200 all’interno della quale à ̈ il tunnel di pretrattamento 201 nel quale gli elementi da verniciare 1 vengono tipicamente sottoposti ad un ciclo di sgrassaggio acido nella stazione 3 e ad un ciclo di deossidazione acida nella stazione 4; i fluidi di processo irrorano dall’alto gli elementi da verniciare 1 e vengono poi raccolti inferiormente per gocciolio in specifiche vasche di raccolta e ricircolo 5 e 6.

Gli elementi da verniciare 1 transitano quindi attraverso successive stazioni di lavaggio 7 con acqua di rete differentemente irrorata, inferiormente raccolta nelle vasche 8, dalle quali viene poi opportunamente trattata e riciclata.

Le stazioni 3, 4, 7 del tunnel di pretrattamento 201 e le rispettive vasche di raccolta 5, 6, 8 sono vantaggiosamente posizionate lungo due tratte del percorso della linea di trasporto aerea 2 affiancate a 180°.

Le pareti 9 del tunnel di pretrattamento 201 sono vantaggiosamente realizzate in materiale plastico, in modo di consentire eventuali trattamenti degli elementi da verniciare con fluidi specifici e più aggressivi senza inconvenienti alla struttura metallica portante del tunnel; anche le vasche di raccolta 5 e 6 sono vantaggiosamente realizzate in materiale plastico, per ridurre i fenomeni di corrosione e limitare gli interventi di manutenzione del tunnel, con maggior durata dei componenti nel tempo.

La linea di trasporto aerea 2 esce quindi dall’unità di pretrattamento 200 ed entra nella successiva ed adiacente unità di asciugamento 300 nella quale nel forno di asciugamento ad aria calda 301 con apporto di calore controllato viene asportata qualsiasi traccia di umidità dagli elementi da verniciare 1.

Dall’uscita dall’unità di asciugamento 300 la linea di trasporto aerea 2 trasla gli elementi da verniciare 1 nell’unità di verniciatura 400 per la verniciatura alle polveri a base di resine sintetiche.

Più in particolare nell’unità di verniciatura 400 la cabina di verniciatura 401 presenta una pianta triangolare schematicamente individuata dai vertici ABC, entro la quale la linea di trasporto 2 segue un percorso angolato.

La linea di trasporto 2 entra nella cabina di verniciatura nel lato BC e compie un percorso che porta gli elementi da verniciare 1 verso il vertice A per poi ritornare e far uscire gli elementi da verniciare 1 dal lato BC in posizione sostanzialmente simmetrica rispetto al vertice A all’ingresso in cabina.

Lungo il percorso della linea 2 in avvicinamento al vertice A viene opportunamente installato, sui due lati degli elementi da verniciare 1 un primo gruppo di pistole elettrostatiche 104 delle polveri vernicianti con ugelli 4a orientati nella direzione di movimento della linea di trasporto 2, mentre lungo il percorso della linea 2 in allontanamento dal vertice A Ã ̈ opportunamente installato sui due lati degli elementi da verniciare 1 un secondo gruppo di pistole elettrostatiche 105 con ugelli 5a orientati in senso contrario alla linea di trasporto 2.

I gruppi delle pistole elettrostatiche 104 e 105 hanno movimento alterno e controllato lungo un asse verticale per spruzzare opportunamente le polveri vernicianti lungo tutto lo sviluppo in altezza degli elementi da verniciare 1.

Il gruppo delle pistole elettrostatiche 104 investe con le polveri vernicianti sostanzialmente le superfici laterali a-c e posteriori d degli elementi da verniciare 1, mentre il gruppo delle pistole elettrostatiche 105 investe con le polveri vernicianti sostanzialmente le superfici laterali a-c e anteriori b degli elementi da verniciare 1.

In corrispondenza del vertice A della cabina à ̈ opportunamente montata una bocca verticale di aspirazione 106 del sistema di aspirazione dell’aria della cabina tramite un ciclone 20, sostanzialmente a tutt’altezza della cabina e di sezioni orizzontali e verticali regolabili attraverso setti mobili ed opportuni sistemi di movimentazione e controllo, non evidenziati nelle tavole.

Il flusso, la velocità e la posizione in verticale nell’ambito dell’altezza della cabina di verniciatura dell’aria aspirata possono così essere vantaggiosamente tarati anche in funzione della dimensione e caratteristiche dimensionali degli elementi da verniciare.

La concentrazione del flusso dell’aria in aspirazione della cabina e delle polveri vernicianti residue non direttamente depositate sugli elementi da verniciare 1 attraverso un’unica bocca verticale di aspirazione 106 posizionata in corrispondenza del vertice A della sezione triangolare della cabina, investe gli elementi da verniciare 1 sia nel percorso di avvicinamento al vertice A sia nel percorso di allontanamento, ed incrementa vantaggiosamente la deposizione sugli elementi da verniciare 1 della residua porzione di polvere verniciante non depositata per il diretto effetto dei gruppi delle pistole elettrostatiche 104 e 105 attraverso gli ugelli 4a e 5a e rimasta in sospensione nell’aria della cabina.

Le pareti della cabina a delimitazione del percorso della linea di trasporto 2 sono costituite da opportuni teli in materiale plastico a sezione chiusa 107, inseriti su e mantenuti in tensione da rulli girevoli motorizzati 108 che ne provocano la rotazione; la porzione di polveri vernicianti in eccesso depositate sulle pareti viene recuperata attraverso la lama di raschiatura 109 che forzando opportunamente sul materiale flessibile del telo 107 ne distacca le poveri vernicianti indirizzandole in un’apposita rete di raccolta e recupero.

Sul fondo della cabina agiscono idonei elementi a settore che opportunamente movimentati raccolgono dal fondo l’eccesso di polveri vernicianti eventualmente accumulate, convogliandole verso la rete di raccolta e recupero.

Va inoltre anche precisato che la particolare geometria della cabina, a forma di stretta “V†unitamente al tracciato della linea di trasporto aereo 2 all’interno della cabina stessa, consente di investire vantaggiosamente gli elementi da verniciare 1 in transito in cabina, sia con la spruzzatura diretta dei gruppi delle pistole elettrostatiche 104 e 105 , sia con la polvere di verniciatura che, non essendosi depositata direttamente sugli elementi da verniciare 1, transita verso la bocca verticale di aspirazione 106 posta nel vertice A della pianta a “V†, ed incontra la “schiera di profili†in transito prima di essere aspirata dal sistema di estrazione aria della cabina.

Si aumenta così vantaggiosamente a parità di polveri spruzzate la porzione delle polveri vernicianti direttamente depositate sugli elementi da verniciare 1 durante il passaggio nella cabina di verniciatura, aumentandone la qualità della verniciatura e l’efficienza dell’impianto, e si riduce parimenti la porzione delle polveri recuperate dal sistema di ventilazione e filtraggio dell’aria della cabina.

Come accennato l’aspirazione dell’aria in cabina si realizza tramite una bocca di aspirazione 106 ad asse verticale posta nel vertice A della pianta a “V†che possiede una geometria variabile e che quindi consente la possibilità di variare la quota alla quale si concentra l’aspirazione in funzione delle caratteristiche dimensionali degli elementi da verniciare.

In questo modo , a parità di polveri spruzzate, la concentrazione in aria delle polveri vernicianti non depositate in cabina risulta limitata e quindi più facilmente controllabile ai fini della sicurezza . Il numero di pistole elettrostatiche di ciascun gruppo 104 e 105 potrà essere ridotto rispetto al numero d’impiego convenzionale, con notevoli vantaggi sulla quantità di aria da aspirare e quindi sulla potenza del ventilatore di estrazione.

Sebbene la cabina sia di tipo “aperta†, non esce polvere di verniciatura dalla cabina di verniciatura, perché la quantità di polvere di verniciatura che resta in sospensione non depositandosi sugli elementi da verniciare a parità di polveri spruzzate à ̈ ridotta e l’impianto di aspirazione attraverso la bocca di aspirazione 106 a geometria variabile può essere di potenza contenuta e particolarmente efficiente.

La cabina di verniciatura si mantiene sostanzialmente pulita in quanto a parità di polveri spruzzate le polveri vernicianti in eccesso non depositate sono in quantitativi ridotti; la pulizia dell’impianto per il cambio di colore delle polveri vernicianti avviene rapidamente e di norma non necessita l’accesso del personale addetto all’interno della cabina di verniciatura.

Inoltre, dato l’alto rendimento di deposizione delle polveri di verniciatura, viene vantaggiosamente ridotto il consumo di polvere di verniciatura sia nelle fasi di avviamento a perdere all’inizio di un nuovo lotto di elementi da verniciare , sia nel caso di utilizzo di polveri di verniciatura particolari che non permettono un agevole recupero della polvere di verniciatura attraverso il sistema di ventilazione e filtraggio dell’aria di cabina, sia nel caso di polveri di verniciatura particolari per le quali il recupero fosse sconsigliato perché le quantità recuperate risulterebbero con caratteristiche troppo diverse dalla polvere di verniciatura originaria.

In generale, considerato l’alto rendimento di deposizione delle polveri di verniciatura, si migliora vantaggiosamente la qualità della verniciatura grazie al prevalente deposito di polvere di verniciatura originale e non proveniente dal recupero, e quindi di caratteristiche chimico-fisiche più controllate.

Grazie alla disposizione dei gruppi delle pistole elettrostatiche su entrambe i lati della linea di trasporto aereo, à ̈ possibile verniciare adeguatamente entrambe le facce principali degli elementi da verniciare 1 senza bisogno di adottare ganci rotanti. Inoltre l’ugello di spruzzatura 4a e 5a di ogni singola pistola di verniciatura potrà convenientemente essere inclinato in maniera da migliorare la penetrazione della vernice sugli spigoli e sulle gole degli elementi da verniciare 1 e l’inclinazione del getto rispetto alla faccia degli elementi da verniciare 1 consente di ricoprirne adeguatamente anche gli spigoli.

Le pareti a “V†della cabina costitute da teli in materiale plastico a sezione chiusa 107, inseriti su e mantenuti in tensione da rulli girevoli motorizzati 108 si puliscono in continuo mediante la lama di raschiatura 109 e la polvere prelevata dalle pareti può essere recuperata da idoneo sistema di convogliamento e raccolta.

Grazie alla gestione intelligente e calibrata delle aspirazioni attraverso la bocca di aspirazione 106, il pavimento cabina resterà pressoché pulito e comunque anche la polvere verniciante prelevata dal pavimento grazie ad idonee lame a settore potrà essere recuperata da idoneo sistema di convogliamento e raccolta.

Il tetto della cabina rappresenta la zona più critica per il rischio di fuoriuscita della polvere di verniciatura non depositata sugli elementi da verniciare 1 ed in sospensione nell’aria della cabina ma nella cabina oggetto del trovato, grazie all’aspirazione variabile attraverso la bocca di aspirazione 106, à ̈ possibile concentrare l’aspirazione anche nella parte alta della bocca di aspirazione e quindi aspirare la polvere di verniciatura non depositata prima che possa fuoriuscire dal tetto.

All’uscita dalla unità di verniciatura 400, gli elementi da verniciare 1 sui quali sono state opportunamente depositate elettrostaticamente le polveri di verniciatura a base di resine sintetiche vengono trasportati dalla linea di trasporto aerea 2 all’interno dell’unità di polimerizzazione nella quale la linea di trasporto percorre un percorso tortuoso all’interno del forno di polimerizzazione 501 ad aria calda; lo scambio termico controllato tra l’aria del forno 501 riscaldata ad alta temperatura tramite almeno un generatore di calore 19a, e movimentata da almeno un ventilatore 19c, e l’elemento da verniciare 1 provoca la polimerizzazione delle polveri di verniciatura a base di resine sintetiche depositate sulle superfici degli elementi 1 ed il completamento del ciclo di protezione e rivestimento.

L’unità di polimerizzazione 500 comprendente il forno di polimerizzazione 501 ad aria calda ad elevata temperatura e l’unità di asciugamento 300 comprendente il forno di asciugamento 301 ad aria calda a temperatura più ridotta sono affiancate e contigue, separate dalla parete divisoria comune 18, la quale funge da elemento riscaldante per il forno di asciugamento 301.

L’apporto del calore recuperato per convezione dalla parete 18 dal forno di polimerizzazione 501 ad elevata temperatura riscalda vantaggiosamente l’aria nel forno di asciugamento 301 a temperatura più ridotta; nel forno di asciugamento 301 l’aria così riscaldata viene semplicemente movimentata da almeno un ventilatore 19b ed investe gli elementi da verniciare 1 senza ulteriore e specifico apporto energetico di calore.

Dall’uscita dell’unità di polimerizzazione 500 gli elementi 1 ormai verniciati sono quindi trasportati alla stazione di scarico 600 nell’ambito dell’area di sicurezza 50 dove per lo sgancio e scarico dalla linea di trasporto aerea 2 à ̈ stata ideata una cesta di scarico 20 nella quali gli elementi verniciati 1 possono essere direttamente accorpati in posizione verticale dopo le sgancio; la cesta di scarico 20 può passare ad una posizione prima inclinata e quindi orizzontale mediante scorrimento controllato su ruote su una guida. Una volta raggiunta la posizione orizzontale sul pavimento della stazione di scarico 600, la cesta di scarico 20 con gli elementi verniciati funge direttamente da elemento di movimentazione ai luoghi prestabiliti, senza ulteriori manovre di scarico e carico con piccoli urti che potrebbero danneggiare le superfici finite.

L’impianto per la verniciatura alle polveri come sopra descritto prevede vantaggiosamente l’utilizzo di un sistema evoluto di supervisione che comprende il cosiddetto sistema di “rintracciabilità dei lotti†degli elementi da verniciare 1 nell’ambito del percorso della linea di trasporto aerea 2, in funzione della posizione di aggancio dei singoli elementi da verniciare 1 di uno specifico lotto di produzione e della velocità della linea di trasporto 2.

In ogni momento à ̈ nota la posizione nell’impianto di verniciatura di un singolo elemento e/o degli elementi di un lotto di produzione, ed à ̈ quindi possibile in automatico adattare i parametri di lavoro, cioà ̈ attivazione/ disattivazione di fasi di lavorazione integrative e/o opzionali, come ad esempio uno stadio opzionale del tunnel di pretrattamento 201, quantità di prodotto verniciante nella cabina di verniciatura 401, temperature dei forni di asciugamento 301 e di polimerizzazione 501 alle specifiche esigenze del lotto di produzione.

Il sistema automatico di gestione dell’impianto come sopra descritto può vantaggiosamente variare, in maniera automatica e con effetto immediato, il parametro di regolazione più significativo e potente dell’impianto, ovvero la velocità della linea di trasporto aerea 2.

Al variare della velocità della linea di trasporto aerea 2, cambiano in tempo reale i tempi di processo di pretrattamento delle superfici degli elementi da verniciare 1 nel tunnel di pretrattamento 201, i processi termici nei forni di asciugamento 301 e polimerizzazione 501, la fase di applicazione delle polveri vernicianti a base di resine sintetiche depositate elettrostaticamente sugli elementi da verniciare 1 nella cabina di verniciatura 401 senza dover variare altri parametri di processo dotati di una differente inerzia e spesso limitati nel campo di variazione tecnicamente possibile, quali ad esempio, la concentrazione chimica e le temperature dei fluidi per il pretrattamento nel tunnel di pretrattamento 201, la temperatura dei forni di asciugatura 301 e polimerizzazione 501, la regolazione dei parametri di applicazione della vernice nella cabina di verniciatura 401.

Inoltre, date le dimensioni contenute dell’impianto come sopra descritto, il percorso della linea di trasporto aerea 2 tra carico e scarico degli elementi da verniciare risulta particolarmente breve e quindi, a parità di velocità della linea aerea di trasporto 2, di durata del trasporto particolarmente ridotta rispetto ad un impianto tradizionale di verniciatura in linea.

Vantaggiosamente, ciò consente di variare la velocità della linea di trasporto aerea 2 per le lavorazioni di un singolo lotto di elementi da verniciare omogenei senza che questo condizioni in modo rilevante la produzione degli altri lotti precedenti e/o successivi, dato il limitato numero di lotti appeso contemporaneamente sulla linea di trasporto aerea 2 più breve.

Nell’impianto come sopra descritto il processo produttivo risulta quindi breve e dedicato specificamente al lotto da produrre, con un aumento vantaggioso della qualità del prodotto finito.

Considerata poi la possibilità per l’impianto di gestire le esigenze dei diversi lotti operando in modo automatico sulla velocità del trasportatore aereo 2 più facilmente che negli impianti tradizionali, ne risulta un vantaggioso risparmio energetico con una maggiore qualità del prodotto finito.

A titolo esemplificativo, tradizionalmente nei processi di riscaldamento nel forno di polimerizzazione 501 ad aria à ̈ possibile aumentare lo scambio termico tra aria ed elementi da verniciare 1 tramite un aumento della temperatura dell’aria tramite un intervento sulla regolazione del generatore di calore 19a; il raggiungimento della nuova temperatura più elevata richiede tempo, aumenta consistentemente il consumo energetico e, oltre certi livelli di temperatura, comporta rischi di difettosità sugli elementi da verniciare 1 ed impone scelte progettuali e di materiali diverse in fase di progettazione; se l’esigenza di aumento dello scambio termico viene invece gestita rallentando il trasportatore aereo 2 solo quando lo specifico lotto à ̈ in quella fase di lavorazione, non si presenta alcun inconveniente di quelli citati sopra, ma solo un temporaneo calo della produttività a fronte di una semplificazione nella costruzione e gestione dell’impianto.

Nella cabina di verniciatura 401 per un lotto di elementi da verniciare 1 caratterizzato da geometria particolarmente complessa, si può tradizionalmente agire sui parametri di regolazione delle polvere di verniciatura ottenendo spesso un risultato di compromesso in termini di qualità in quanto ci si discosta dei valori ottimali dei parametri di verniciatura. Riducendo invece nell’impianto di verniciatura, secondo il trovato, la velocità della linea di trasporto 2 in maniera controllata secondo criteri preimpostati, si ottiene un risultato di qualità superiore poiché si aumenta il numero di passate (scorrimenti verticali) dei gruppi di pistole di spruzzatura 10 ed 11 con le quali viene depositato lo strato di polvere di verniciatura richiesto e aumenta quindi l’uniformità di spessore dello strato verniciato; si risparmia anche energia e prodotto verniciante, aumentando infatti nel caso di più passate l’efficienza di deposizione della vernice sui pezzi.

L’impianto per la verniciatura alle polveri come sopra descritto consente di riunire in un unico blocco centrale tutte le fasi di lavorazione e le unità ad esse predisposte; ciò determina vantaggiosamente che gli operatori addetti lavorino sempre esternamente all’impianto in un’area di sicurezza 50, non si trovino mai circondati da macchinari e non debbano attraversare la linea di trasporto aerea 2 caricata con elementi da verniciare 1 ad essa appesi per raggiungere le loro postazioni di lavoro, con un notevole vantaggio per la loro sicurezza e per quella di tutti gli altri operatori dello stabilimento.

L’impianto per la verniciatura alle polveri presenta una ulteriore divisione ordinata delle funzioni stesse lungo i lati del complesso, con le conseguenti semplificazioni derivanti dalla possibilità di compartimentare le zone specifiche e di dedicare l’impiantistica ausiliaria (impianto di ricircolo/immissione/condizionamento dell’aria, impianto di illuminazione, impianto pneumatico, impianto antincendio, zone di sicurezza/emergenza) in modo specifico alle singole zone.

Il tetto dell’impianto 700, completamente accessibile, raccoglie in una superficie ridotta tutte le zone in quota che richiedono ispezione per verifica, e regolazione e manutenzione con la grande semplificazione derivante dall’avere vantaggiosamente tutte queste zone raccolte in un'unica area ridotta, anziché sparse sui tetti di più unità separate e distribuite su una superficie diffusa e superiore come negli impianti di verniciatura tradizionali noti.

L’impianto come sopra descritto consente vantaggiosamente un cospicuo risparmio di spazio per l’installazione, riunendo i componenti di impianto in un unico blocco avendo eliminato i corridoi ed aree di separazione tra le zone di lavorazione.

Con la compatta configurazione risultante, la superficie di pavimento richiesta dall’impianto compatto 800 à ̈ di circa il 20% rispetto a quella necessaria per un impianto tradizionale in linea. Grazie anche alle ridotte dimensioni, l’impianto come sopra descritto può anche essere considerato un elemento modulare di un più grande impianto di verniciatura, nel quale ciascun impianto compatto può essere vantaggiosamente dedicato al processo specifico di lotti di produzione di elementi da verniciare 1 omogenei ma di quantitativi ridotti, gestiti in forma autonoma in tutti i processi specifici di lavorazione.

Il funzionamento dell’impianto per la verniciatura alle polveri appare evidente da quanto descritto ed illustrato: in particolare nella stazione di carico 100 gli elementi da verniciare 1 sono portati dalla linea di trasporto aerea 2 da una posizione orizzontale ad una verticale e fatti entrare nell’unità di pretrattamento 200. Nell’unità di pretrattamento 200 gli elementi da verniciare 1 vengono tipicamente sottoposti ad un ciclo di sgrassaggio acido e deossidazione acida e quindi ad un successivo ciclo di lavaggio con acqua. La linea di trasporto aerea 2 trasporta quindi gli elementi da verniciare 1 dall’unità di pretrattamento 200 alla successiva ed adiacente unità di asciugamento 300, dove con aria calda viene asportata qualsiasi traccia di umidità dagli elementi da verniciare 1; gli elementi da verniciare 1 sono poi introdotti nell’unità di verniciatura 400.

In particolare nella cabina di verniciatura 401, gli elementi da verniciare 1 incontrano un primo gruppo di pistole elettrostatiche 10 ed ugelli 10a con pistole da entrambi i lati mentre procedono nel loro percorso di avvicinamento alla fessura di aspirazione 12: le polveri spruzzate investono convenientemente le superfici laterali a-c e posteriori d degli elementi da verniciare 1. Effettuata la curva nel punto più interno della cabina, gli elementi da verniciare 1 iniziano il percorso, sempre in cabina, di allontanamento dalla fessura di aspirazione e attraversano un'altra zona con un secondo gruppo di pistole elettrostatiche 11 ed ugelli 11a con pistole che spruzzano da entrambi i lati; le superfici laterali a-c ed anteriore b degli elementi da verniciare 1 raccoglieranno convenientemente la polvere verniciante, sia in maniera diretta grazie alla inclinazione opportuna dell’ugello 11a, sia per il c.d. effetto schiera, con la conseguenza che tutte le quattro superfici a-b-c-d degli elementi da verniciare 1 saranno adeguatamente ricoperte da polvere verniciante anche nel caso presentino geometrie difficili da ricoprire.

Usciti dall’unità di verniciatura 400, gli elementi da verniciare 1 vengono trasportati dalla linea di trasporto aerea 2 attraverso l’unità di polimerizzazione 500 dove nel forno di polimerizzazione 501 le polveri di verniciatura depositate sugli elementi da verniciare 1 polimerizzano e completano il ciclo di protezione e rivestimento. Dall’uscita dell’unità 500, gli elementi 1 vengono trasportati fino alla stazione di scarico 600 dalla linea di trasporto aerea 2 per lo sgancio e l’accatastamento nelle ceste di stoccaggio.

Modifiche e varianti sono naturalmente possibili rispetto alla geometria dell’impianto compatto per la verniciatura alle polveri come sopra descritto, in funzione delle caratteristiche degli elementi da verniciare e della caratteristiche del ciclo completo della verniciatura.

Si à ̈ in pratica constatato come un impianto per la verniciatura alle polveri per elementi da verniciare di notevole lunghezza secondo l’invenzione risulti particolarmente vantaggioso per presentare una compattezza delle dimensioni, ottenuta riunendo in un unico blocco centrale tutte le fasi di lavorazione, le unità ad esse predisposte e le varie stazioni del processo produttivo attraverso le quali si muove con moto tortuoso la linea di trasporto area 2 degli elementi da verniciare 1.

Un impianto per la verniciatura alle polveri per elementi da verniciare di notevole lunghezza secondo l’invenzione così concepita à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni e proporzioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (24)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto (I) per la verniciatura alle polveri di elementi da verniciare di notevole lunghezza caratterizzato dal fatto di comprendere all’interno di una superficie occupata di pavimento complessiva (800) un’area di sicurezza (50) dedicata alla operatività degli addetti, presentante una zona dedicata alla fase di carico (100) ed una zona dedicata alla fase di scarico (600) degli elementi (1) finiti dalla linea di trasporto aerea (2), detta area di sicurezza (50) perimetrando un unico blocco centrale (101) presentante le attività del processo di lavorazione e le specifiche unità ad esse predisposte individuate come una unità (200) dedicata al pretrattamento degli elementi da verniciare, una unità (300) dedicata all’asciugamento degli elementi da verniciare ed una unità (500) per la polimerizzazione delle polveri vernicianti depositate sugli elementi da verniciare, essendo inoltre previste una unità (400) dedicata alla verniciatura ed una linea di trasporto aerea (2) degli elementi da verniciare (1) sviluppantesi con andamento tortuoso.
2. 2. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere una stazione di carico (100) in detta area di sicurezza (50) nella quale detti elementi da verniciare (1) di notevole lunghezza sono agganciati in posizione orizzontale a detta linea di trasporto aerea (2) per mezzo di sistemi di aggancio.
3. 3. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detti sistemi di aggancio attraverso un percorso inclinato a salire (2a) di detta linea di trasporto aerea (2) traslano detti elementi da verniciare (1) dalla posizione orizzontale, nella quale si trovano nei contenitori (1a) utilizzati per lo stoccaggio, alla posizione verticale di sospensione a detta linea di trasporto aerea (2).
4. 4. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detta stazione di carico (100) in detta area di sicurezza (50) comprende a pavimento in corrispondenza di detto percorso inclinato (2a) un sistema di carico con rampa inclinata e rilievi (21) che evita a detti elementi da verniciare (1) durante il passaggio dalla posizione orizzontale a quella verticale il contatto tra gli stessi, e quindi il danneggiamento delle superfici, in modo particolare tra detti elementi da verniciare (1) di differente lunghezza.
5. 5. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta unità di pretrattamento (200) comprende un tunnel di pretrattamento (201) nel quale detti elementi da verniciare (1) vengono tipicamente sottoposti ad almeno un ciclo di sgrassaggio acido nella stazione (3) e ad almeno un ciclo di deossidazione acida nella stazione (4) mediante fluidi di processo che irrorano dall’alto detti elementi da verniciare (1) e vengono poi raccolti inferiormente per gocciolio in almeno una vasca di raccolta e ricircolo, rispettivamente vasca (5) per i fluidi di detta stazione (3) e vasca (6) per i fluidi di detta stazione (4).
6. 6. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta unità di pretrattamento (200) comprende un tunnel di pretrattamento (201) nel quale detti elementi da verniciare (1) transitano attraverso almeno una stazione di lavaggio (7) con acqua di rete differentemente irrorata, inferiormente raccolta in almeno una vasca (8), dalla quale viene poi opportunamente trattata e riciclata.
7. 7. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta unità di pretrattamento (200) comprende un tunnel di pretrattamento (201) nel quale dette stazioni (3), (4), (7) e le dette rispettive vasche di raccolta (5), (6), (8) sono vantaggiosamente posizionate lungo almeno due tratte del percorso di detta linea di trasporto aerea (2) affiancate a 180°.
8. 8. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detta unità di pretrattamento (200) comprende un tunnel di pretrattamento (201) nel quale almeno una parete (9) di detto tunnel di pretrattamento (201), à ̈ vantaggiosamente realizzata in materiale plastico.
9. 9. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detta unità di pretrattamento (200) comprende un tunnel di pretrattamento (201) nel quale almeno una di dette vasche di raccolta (5) e (6) à ̈ vantaggiosamente realizzata in materiale plastico.
10. 10. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta unità di verniciatura (400) comprende una cabina di verniciatura (401) che presenta una pianta triangolare schematicamente individuata da un primo, un secondo ed un terzo vertice (A, B e C), entro la quale detta linea di trasporto (2) entra nel lato (BC) avente per estremità detto secondo e terzo vertice (B e C) compiendo un percorso che porta detti elementi da verniciare (1) verso detto primo vertice (A) per poi ritornare e far uscire detti elementi da verniciare (1) da detto lato (BC) in posizione sostanzialmente simmetrica rispetto a detto primo vertice (A).
11. 11. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto detta cabina di verniciatura (401) presenta rispetto a due lati di detti elementi da verniciare (1) almeno un primo gruppo di pistole elettrostatiche (10) delle polveri vernicianti con ugelli (10a) orientati nel senso di movimento di detta linea di trasporto (2), ed almeno un secondo gruppo di pistole elettrostatiche (11) di dette polveri vernicianti con ugelli (11a) orientati in senso contrario a detto movimento di detta linea di trasporto (2).
12. 12. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo gruppi di pistole elettrostatiche (10) e (11) presentano un movimento alterno e controllato lungo un asse verticale per spruzzare opportunamente le polveri vernicianti lungo tutto lo sviluppo in altezza di detti elementi da verniciare (1).
13. 13. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto detto primo gruppo di pistole elettrostatiche (10) investe con dette polveri vernicianti sostanzialmente le superfici laterali (a-c) e posteriori (d) di detti elementi da verniciare (1) e che detto secondo gruppo di pistole elettrostatiche (11) investe con dette polveri vernicianti sostanzialmente le superfici laterali (a-c) e anteriori (b) di detti elementi da verniciare (1).
14. 14. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detta cabina di verniciatura (401) presenta opportunamente montata in corrispondenza di detto primo vertice (A) almeno una bocca verticale di aspirazione (12) del sistema di aspirazione dell’aria di detta cabina di verniciatura (401), detta bocca verticale di aspirazione (12) sviluppandosi sostanzialmente per tutta l’altezza di detta cabina di verniciatura (401) e presentando detta bocca verticale di aspirazione (12) sezioni orizzontali e verticali regolabili attraverso setti mobili ed opportuni sistemi di movimentazione e controllo.
15. 15. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto detta bocca verticale di aspirazione (12) presenta l’aspirazione dell’aria conformata e disposta in modo tale che la concentrazione del flusso di detto sistema di aspirazione dell’aria di detta cabina di verniciatura (401), comprendente le polveri vernicianti residue non direttamente depositate su detti elementi da verniciare (1), investe detti elementi da verniciare (1) sia nel percorso di avvicinamento sia nel percorso di allontanamento tramite detta linea di trasporto aerea (2) a detto primo vertice (A), ed incrementa vantaggiosamente la deposizione su detti elementi da verniciare (1) della residua porzione di polvere verniciante non depositata e rimasta in sospensione nell’aria della cabina.
16. 16. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detta cabina di verniciatura (401) presenta almeno una parete esterna o interna a delimitazione del percorso della linea di trasporto (2) costituita da opportuni teli in materiale plastico a sezione chiusa (13), inseriti su e mantenuti in tensione da rulli girevoli motorizzati (14) che ne provocano la rotazione, la porzione di polveri vernicianti in eccesso depositate sulle pareti essendo recuperata attraverso la lama di raschiatura (15) che forzando opportunamente sul materiale flessibile di detto telo (13) ne distacca le poveri vernicianti indirizzandole in un’apposita rete di raccolta e recupero.
17. 17. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detta cabina di verniciatura (401) presenta un fondo (16) sul quale agiscono idonei elementi a settore (17) che opportunamente movimentati raccolgono da detto fondo (16) l’eccesso di polveri vernicianti non depositate sugli elementi da verniciare (1) ed ivi eventualmente accumulate, convogliandole verso detta rete di raccolta e recupero.
18. 18. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta unità (500) per la polimerizzazione delle polveri vernicianti depositate sugli elementi da verniciare comprende almeno un forno di polimerizzazione (501) ad aria calda ad elevata temperatura riscaldata da almeno un generatore di calore (19a), e che detta unità (300) dedicata all’asciugamento degli elementi da verniciare comprende almeno un forno di asciugamento (301) ad aria calda a temperatura più ridotta, essendo detti forno di polimerizzazione (501) e detto forno di asciugamento (301) affiancati e contigui.
19. 19. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 18 caratterizzato dal fatto che detti forno di polimerizzazione (501) e detto forno di asciugamento (301) affiancati e contigui sono separati da almeno una parete divisoria comune (18), la quale funge da elemento riscaldante per il detto forno di asciugamento (301).
20. 20. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che in detta stazione di scarico (600) nell’ambito di detta area (50) à ̈ posizionata in posizione verticale almeno una cesta di scarico (20) nella quali detti elementi verniciati (1) sono direttamente accorpati in posizione verticale dopo le sgancio da detta linea di trasporto aerea (2), detta cesta di scarico (20) potendo passare ad una posizione prima inclinata e quindi orizzontale mediante scorrimento controllato su ruote su una guida.
21. 21. Impianto per la verniciatura alle polveri secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di essere vantaggiosamente considerato un elemento modulare di un più grande impianto di verniciatura, nel quale può essere vantaggiosamente dedicato ad un processo specifico di un lotto di produzione di elementi da verniciare (1) omogenei ma di quantitativi ridotti, gestito in forma autonoma in tutti i processi specifici di lavorazione attraverso dette unità (200; 300; 400; 500).
22. 22. Procedimento per la verniciatura di elementi da verniciare di notevole lunghezza (1) caratterizzato dal fatto di prevedere una cabina di verniciatura (401) a pianta triangolare schematicamente individuata da un primo, un secondo ed un terzo vertice (A, B e C), ed una linea di trasporto (2) per gli elementi (1) entrante in un lato (BC) e sviluppantesi lungo un percorso che porta detti elementi da verniciare (1) verso detto primo vertice (A) per poi ritornare e far uscire detti elementi da verniciare (1) da detto lato (BC) in posizione sostanzialmente simmetrica rispetto a detto primo vertice (A), detto percorso essendo configurato per investire gli elementi da verniciare (1) in transito in cabina, sia con la spruzzatura diretta di gruppi di pistole elettrostatiche (10 e 11) , sia con polvere di verniciatura che, non essendosi depositata direttamente su detto elementi da verniciare (1), transita verso una bocca verticale di aspirazione (12) posta in corrispondenza di detto primo vertice (A), ed incontra la schiera di profili in transito prima di essere aspirata.
23. 23. Procedimento secondo la rivendicazione 22, caratterizzato dal fatto che a parità di polveri spruzzate aumenta la porzione delle polveri vernicianti direttamente depositate sugli elementi da verniciare (1) durante il passaggio nella cabina di verniciatura, aumentando la qualità della verniciatura e l’efficienza dell’impianto e riducendo parimenti la porzione delle polveri recuperate dal sistema di ventilazione e filtraggio dell’aria della cabina.
24. 24. Procedimento secondo la rivendicazione 19 caratterizzato dal fatto che l’apporto del calore recuperato da detto forno di polimerizzazione (501) ad elevata temperatura attraverso almeno parete (18) riscalda vantaggiosamente per convezione l’aria nel detto forno di asciugamento (301) a temperatura più ridotta, nel quale l’aria così riscaldata viene semplicemente movimentata da almeno un ventilatore (19b) ed investe i detti elementi da verniciare (1) senza ulteriore e specifico apporto energetico di calore.