ES2106612T5 - Dispositivo mezclador de fluidos, particularmente para tintas o pinturas industriales. - Google Patents

Abstract

UN DISPOSITIVO MEZCLADOR DE FLUIDOS AUTOMATICO (1) EN DONDE UNA ESTRUCTURA DE SOPORTE CILINDRICA (9) SOPORTA UN PRIMER NUMERO DE VALVULAS (24) SEPARADAS ANGULARMENTE A LO LARGO DE UNA PRIMERA CIRCUNFERENCIA (C1) Y UN SEGUNDO NUMERO DE VALVULAS (24) SEPARADAS ANGULARMENTE A LO LARGO DE UNA SEGUNDA CIRCUNFERENCIA (C2) CONCENTRICA RESPECTO A Y DENTRO DE LA PRIMERA (C1); LAS VALVULAS (24) SON DEL TIPO DE TRES PASOS Y PRESENTAN UNA VARILLA DE CONTROL (33) QUE SE EXTIENDE AXIALMENTE DESDE UN EXTREMO; Y UN DISPOSITIVO MEZCLADOR (1) PRESENTA UN DISPOSITIVO DE SELECCION TIPO PALETA (96) QUE SE PUEDE MOVER ANGULARMENTE ALREDEDOR DE UN EJE (19) A TRAVES DEL CENTRO DE LAS CIRCUNFERENCIAS (C1, C2) Y QUE SE ACOPLA INDIVIDUALMENTE A UNA PORCION FINAL (101) DE LA VARILLA DE CONTROL (33) PARA MOVER AXIALMENTE LA VARILLA (33) Y ABRIR DE ESTE MODO LA VALVULA (24).

Description

Dispositivo mezclador de fluidos, particularmente para tintas o pinturas industriales.

La presente invención se refiere a un dispositivo mezclador de fluidos, particularmente para tintas o pinturas industriales.

Se conocen dispositivos automáticos mezcladores de fluidos que realizan automáticamente la mezcla y distribución de una diversidad de fluidos, v.g., tintas o pinturas industriales, de diferentes colores.

Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos 4.046.287 de GRACO INC. se refiere a una aparato mezclador en el cual una superficie horizontal sostiene una pluralidad de válvulas de dos vías dispuestas en arco; cada válvula es del tipo normalmente cerrado que se comunica en la entrada con un depósito de pintura respectivo y, en la salida, con un depósito colector, y se abre por medio de una barra de control, axialmente deslizante, respectiva.

El aparato mezclador comprende un dispositivo selector que presenta un cabezal de agarre móvil angularmente siguiendo el arco y que se pone en posiciones angulares predeterminadas en las cuales se acopla a la barra de control de una sola válvula; y el aparato presenta también un dispositivo para mover axialmente el cabezal de agarre para abrir la válvula.

Los dispositivos mezcladores de fluidos conocidos son voluminosos, de fabricación costosa y no sirven para mezclar un gran número de fluidos diferentes (tintas o pinturas).

La presente invención tiene por objeto proporcionar un dispositivo mezclador diseñado para eliminar los inconvenientes asociados característicamente con dispositivos conocidos.

Según la presente invención, se proporciona un dispositivo mezclador como se reivindica en la reivindicación 1.

Una realización preferida de la presente invención, sin carácter de limitación, se describirá a título de ejemplo, tomando como referencia los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra una vista de costado, parcialmente en sección, de un dispositivo mezclador según los principios de la presente invención;

la figura 2 muestra una vista del dispositivo tomada a lo largo de la línea de corte II-II en la figura 1;

la figura 3 muestra una vista del dispositivo tomada a lo largo de la línea de corte III-III en la figura 1;

la figura 4 muestra una vista del dispositivo tomada a lo largo de la línea de corte IV-IV en la figura 3;

la figura 5 muestra una vista en planta superior de un detalle del dispositivo según la presente invención;

la figura 6 muestra una vista del dispositivo tomada a lo largo de la línea de corte VI-VI en la figura 5.

El número 1, en las figuras 1 y 2, indica un dispositivo mezclador de fluido (colirímetro), en particular para tintas o pinturas industriales, que comprende una estructura metálica de substentación 3 y una unidad móvil 5 adaptada para sostener la estructura 3.

La estructura de substentación 3 comprende un placa superior 7, metálica, circular, y una estructura cilíndrica 9 por debajo de la placa superior 7 y unida a la misma por tres columnas 11, paralelas, rectas, que se proyectan perpendicularmente entre la estructura cilíndrica 9 y la placa superior 7. La estructura cilíndrica 9 está definida por una pared superior 13, plana, circular, una placa superior 7 enfrentada a una pared inferior 14, plana, circular, y por una pared lateral cilíndrica 16, y se fabrica de material sintético.

La estructura cilíndrica 9 presenta una primera pluralidad de agujeros pasantes 17 paralelos al eje 19 de la estructura 9 y dispuestos a lo largo de una primera circunferencia C1 (figura 2) que presenta un radio X y cerca del borde de la estructura 9.

En el ejemplo ilustrado, la referida primera pluralidad de agujeros 17 comprende dieciséis agujeros.

La estructura cilíndrica 9 presenta también una segunda pluralidad de agujeros 21 dispuestos a lo largo de la segunda circunferencia C2 (figura 2) concéntricos con la primera circunferencia C1, y en el interior de la misma, y presentado un radio Y.

En el ejemplo ilustrado, la segunda pluralidad de agujeros 21 comprende dieciséis agujeros.

El centro de cada agujero 17 está separado angularmente con relación a los centros de los agujeros adyacentes 21 por un ángulo constante \beta de aproximadamente 22º (figura 2).

En cada agujero 17 y 21 se aloja una válvula de dos vías 24, conocida, respectiva, que comprende una caja 26, axialmente simétrica, que sobresale del agujero 17, 21 y presenta una primera porción 28 que se proyecta desde la pared inferior 14 y una segunda porción 29 que se proyecta desde la pared 13. El extremo libre de la primera porción 28 presenta una tobera axial 31; el extremo libre de la segunda porción 29 presenta una barra axial de control 33; y cada válvula 24 comprende una entrada de fluido 36 y una salida de recirculación 37 que se comunican, respectivamente, con los tubos flexibles de alimentación y recirculación 39 y 40 que se extienden entre la placa superior 7 la estructura cilíndrica 9.

De un modo más específico, cada tubo flexible de alimentación 39 presenta un primer extremo 39a adaptado a un dispositivo de conexión 43, a su vez adaptado a la placa 7, y un segundo extremo 39b conectado a una unión 46 que se proyecta desde la pared lateral 16 y se comunica con la entrada 36 de la válvula 24. Igualmente, cada tubo flexible de recirculación 40 presenta un primer extremo 40a adaptado a un dispositivo de conexión 48, a su vez adaptado a la placa 7, y un segundo extremo 40b conectado a una unión 50 que se extiende desde la pared lateral 16 de la estructura 9 y se comunica con la salida 37 de la válvula 24. La barra de control 33 es móvil entre una posición cerrada (figura 1), en la cual se cierra la válvula 24, y todo el fluido alimentado a la entrada 36 se pone en recirculación, y una posición totalmente abierta (no ilustrada), en la cual todo el fluido alimentado a la entrada 36 fluye saliendo por la tobera 31. Para conmutar desde la posición cerrada hasta la posición totalmente abierta, la barra de control 33 se desplaza axialmente de la estructura 9 y, cuando la barra de control se pone en posiciones intermedias entre las posiciones cerrada y totalmente abierta, parte del fluido se pone en recirculación y parte del mismo fluye saliendo por la tobera 31.

Con relación a la figura 1, la unidad móvil 5 comprende una accionador neumático 52 adaptado a la placa 7 y que, a su vez, comprende una carcasa cilíndrica 54, prácticamente coaxial con el eje 19 y proyectándose desde la cara superior 7a de la placa 7, y un órgano de salida 56, coaxial con el eje 19 y proyectándose hacia la estructura 9 a través de un agujero central 58 en la placa 7. El órgano de salida 56 es axialmente desplazable con movimiento de vaivén a lo largo del eje 19 y presenta un extremo libre 60 conectado, por interposición de un soporte de conexión 62, a la porción del extremo superior de un árbol 64 coaxial con el eje 19, cuyo soporte de conexión 62 (de tipo conocido) sirve para conectar axialmente el órgano de salida 56 del árbol 64 y permite la rotación del árbol 64 alrededor del eje 19.

El árbol 64 está provisto, en la parte superior, de un engranaje 66 próximo al soporte 62 y se engrana con un piñón 68 adaptado al extremo inferior de árbol 70 que se proyecta paralelo a un lado del eje 19 y sobre ese lado. El árbol 70 atraviesa un agujero 74 en la placa 7 y se sostiene mediante un conducto tubular 75; y el extremo superior del árbol 70, en el lado de la placa 7 opuesto al extremo inferior, está provisto de un engranaje 76 que engrana con un engranaje 77 adaptado al árbol de salida 79 de un motor neumático 80 que se proyecta paralelo a la carcasa 54 desde una caja de engranajes 82 que aloja engranajes 76, 77 y adaptados a la placa 7.

Por medio de la transmisión formada por los engranajes 76, 77, 66 y el piñón 68, la rotación del motor neumático 80 se transmite, por lo tanto, al árbol 64 para hacerlo girar alrededor del eje 19.

El dispositivo mezclador 1 presenta también un dispositivo de posicionamiento angular y sujeción 83 (figuras 3 y 4) para determinar una pluralidad de posiciones angulares estables del árbol 64 alrededor del eje 19. El dispositivo 83 comprende una corona dentada 84 por debajo y adaptada, de una forma estable, al engranaje 66 (figura 4), y un vástago de sección trapezoidal 85 (figuras 3 y 4) desplazable con un movimiento de vaivén hacia la corona dentada 84 y que encaja entre dos dientes adyacentes en el engranaje 84 para bloquear el árbol 64 en una posición angular dada (figura 3). De un modo más específico, el vástago 85 se acopla al extremo libre del árbol de salida 87a de un accionador hidráulico 87 adaptado, a su vez, a un ménsula 88 que se proyecta hacia la estructura 9 desde la placa 7.

La porción inferior del árbol 64 atraviesa un agujero central 86 en la estructura cilíndrica 9 (figura 1) y presenta una porción de extremo inferior 64d que se proyecta desde la estructura 9 y se acopla con una bandeja de goteo 89. De un modo más específico, la bandeja de goteo 89 comprende una pared circular plana 90, perpendicular al eje 19 y fijada, de una forma estable, al árbol 64, y un borde perimétrico alzado 92, prácticamente perpendicular a la pared 90.

La pared 90 presenta un primer agujero pasante 93, cuyo centro está prácticamente a la misma distancia X en el eje 19 que entre el eje 19 y el centro de un agujero 17.

La pared 90 presenta también un segundo agujero pasante 94, cuyo centro está prácticamente a la misma distancia Y desde el eje 19 que entre el eje 19 y el centro de un agujero 21.

La unidad móvil 5 comprende también un dispositivo de selección- accionamiento 96, del tipo de paleta, adaptado al eje 64 y situado entre el engranaje 66 y la estructura cilíndrica 9.

El dispositivo de selección 96 comprende una primera porción en un paralelepípedo 96a adaptada al eje 64, y una segunda porción plana 96b, que forma parte íntegra de la primera porción, y que presenta un contorno prácticamente trapezoidal con un canto inferior recto 98 encarado a la pared 13 y paralelo a la misma. La segunda porción 96b presenta una primera abertura pasante 99, en forma de T, que desemboca en el canto 98 y cuyo eje está prácticamente a una distancia X del eje 19.

La segunda porción 96b presenta también una segunda abertura pasante 100, en forma de T, que desemboca en el canto 98 y cuyo eje está prácticamente a una distancia Y del eje 19.

Los vástagos de control 33 de las válvulas 24 presentan porciones extremas 101, de perfil en T, para acoplarse a las aberturas 99 y 100, según se describirá más adelante. De un modo más específico, las porciones extremas 101 de las válvulas 24, a lo largo de la circunferencia C1, se acoplan a una primera abertura 99, y las posiciones extremas 101 de las válvulas 24, a lo largo de la circunferencia C2, se acoplan a una segunda abertura 100.

El dispositivo mezclador 1 presenta también un primer sensor de posición 107 para determinar la posición angular del árbol 64 alrededor del eje 19 y, por lo tanto, la posición del dispositivo de selección 96 a lo largo de la circunferencia C1, C2, y que comprende, convenientemente, un codificador conectado al engranaje 76.

El dispositivo mezclador 1 presenta también un segundo sensor de posición 110 (figuras 5 y 6) para determinar la posición axial de árbol 64 y, por lo tanto, la distancia axial del dispositivo de selección 96 con relación a las válvulas 24. El sensor de posición 110 comprende, convenientemente, un sensor lineal adaptado a la placa 7 y conectado a un elemento alargado 111 que atraviesa un agujero 112 en la placa 7, y cuyo extremo inferior se conecta al órgano de salida 56 mediante un apéndice transversal 113.

El dispositivo mezclador 1 presenta también una unidad electrónica de control 115 que recibe señales generadas por el sensor de posición angular 107 y el sensor de posición axial 110.

La unidad electrónica 115 presenta, a su vez, un circuito electrónico de potencia (no ilustrado) para controlar el accionador neumático 52, el motor neumático 80 y el accionador hidráulico 87.

En el uso real, cada tubo flexible de alimentación 39 se conecta a un dispositivo de alimentación de fluido a presión (no ilustrado) y, más específicamente, a la salida de una bomba (no ilustrada), que extrae fluido de un depósito (no ilustrado) que contiene pintura o tinta de un color dado, y cada tubo flexible de recirculación 40 se conecta a la entrada de un depósito respectivo en el cual se descarga la pintura o tinta no utilizada.

Basada en un programa memorizado, o por control manual, la unidad electrónica 115 sirve para abrir una primera válvula 24 poniendo en marcha el motor neumático 80 para hacer girar el árbol 64, y el dispositivo de selección 96 gira alrededor del eje 19 y a lo largo de las circunferencias C1, C2 hasta la válvula elegida (cuya posición es detectada por el codificador 107) de manera que la porción extremo 101 de la válvula se acople a la primera o segunda abertura 99, 100 (selección de válvula).

Durante la rotación del árbol 64, el accionador hidráulico 87 está inactivo, por lo que el vástago 85 se mantiene separado y no estorba a los dientes de la corona dentada 84.

Si la válvula elegida por la unidad electrónica 115 está situada a lo largo de la circunferencia C1, el dispositivo de selección 96 se sitúa angularmente de tal modo que la porción extrema 101 de la válvula se acopla a la primera abertura 99. Por el contrario, si la válvula elegida por la unidad electrónica 115 está situada a lo largo de la circunferencia C2, el dispositivo de selección 96 se sitúa angularmente de tal manera que la porción extrema 101 de la válvula se acopla a la segunda abertura 100.

Con respecto a las primeras posiciones angulares del dispositivo de selección, en la primera abertura 90 se acopla la barra de control 33 de las válvulas a lo largo de la circunferencia C1; con respecto a las segundas posiciones angulares del dispositivo de selección, en la segunda abertura 100 se acopla la barra de control 33 de las válvulas a lo largo de la circunferencia C2; y la primera y la segunda posiciones angulares se mantienen desplazadas angularmente por el referido ángulo \beta de aproximadamente 22º.

El acoplamiento correcto de la porción extremo 101 por el dispositivo de selección 96 queda garantizado por el dispositivo de posicionamiento 83. De un modo más específico, se activa el accionador hidráulico 87 y el vástago 85 se sitúa entre dos dientes de la corona dentada 84 para bloquear angularmente el árbol 64 y establecer una posición angular precisa del dispositivo de selección 96 a lo largo de las circunferencias C1, C2.

En virtud de la forma de T de la abertura 99, 100 y la posición extrema 101, el acoplamiento de la porción extrema 101 en la abertura 99, 100 constituye una conexión axial fija de la barra de control 33 y el dispositivo de selección 96, en cuyo punto la unidad electrónica 115 activa el accionador neumático 52 para mover el dispositivo de selección 96 a lo largo del eje 19 hacia la placa superior 7 (apertura de la válvula). Controlando (por medio del sensor lineal 110) la carrera del órgano de salida 56 y, por lo tanto, el desplazamiento axial de la barra 33, la válvula 24 se puede abrir, de este modo, una cantidad predeterminada para distribuir una cantidad predeterminada de fluido, que cae en el interior del depósito cilíndrico 116 por debajo de la bandeja 89. Una vez distribuido el fluido, el dispositivo de selección 96 se mueve, a lo largo del eje 19, hacia la estructura cilíndrica 9 para cerrar la válvula 24 (cerrando la válvula).

Una vez cerrada la válvula, la unidad electrónica 115 pone el dispositivo de selección 96 en otra posición angular para elegir y abrir otra válvula.

La unidad electrónica 115 repite las operaciones anteriores con respecto a válvulas diferentes para alimentar y mezclar cantidades predeterminadas de pinturas diferentes (o tintas) en el interior del depósito 116.

Las ventajas de la presente invención resultarán evidentes por la descripción anterior. En particular, disponiendo las válvulas 24 a lo largo de dos circunferencias concéntricas se logra el acomodo de un gran número de válvulas (v.g., 32) sobre un soporte de pequeño tamaño, logrando así un dispositivo mezclador extraordinariamente compacto, capaz de mezclar un gran número de fluidos diferentes. Las válvulas, a lo largo de las circunferencias C1, C2, se eligen y se abren de una manera extraordinariamente sencilla empleando un dispositivo de selección 96 extraordinariamente simple, por lo que el dispositivo mezclador, en su conjunto, es altamente eficaz y de diseño sencillo. El diámetro de la estructura cilíndrica 9 (v.g., 292 mm), corresponde al de un depósito cilíndrico 116, comercial, de 25 litros y, cuando está inactivo, las toberas 31 se sitúan enfrentadas a la pared 90 por lo que el goteo queda recogido en la bandeja 89.

Claims (12)

1. Dispositivo mezclador de fluido, en particular para tintas o pinturas industriales, que comprende:

- una pluralidad de válvulas (24) que presentan por lo menos una entrada de fluido (36), conectable a una alimentación de fluido, y una tobera de salida (31);

siendo cada válvula (24) del tipo normalmente cerrado y presenta un órgano de control (33, 101) para abrirla por lo menos parcialmente;

- medios de soporte (9) para sostener las referidas válvulas (24); y

- medios de selección (96) que presentan un solo órgano agarrador (96b) para acoplarse individualmente al referido órgano de control (33, 101) para abrir la válvula:

caracterizado porque la referida pluralidad de válvulas (24) consta de primeras válvulas (24) separadas angularmente a lo largo de una primera circunferencia (C1), y segundas válvulas (24) separadas angularmente a lo largo de una segunda circunferencia (C2), concéntrica con la primera circunferencia (C1) y en el interior de la misma, manteniéndose angularmente separadas las primeras válvulas y sus órganos de control de la primera circunferencia con relación a las válvulas correspondientes y sus órganos de control de la segunda circunferencia;

siendo desplazable angularmente el referido órgano agarrador (96b) por acción de primeros medios de transmisión (80) y, cuando se pone en una pluralidad de primeras posiciones, acoplándose el órgano de control (33, 101) de una primera válvula (24) para abrir la propia válvula;

acoplándose el referido órgano agarrador (96b), cuando se pone en una pluralidad de segundas posiciones, al órgano de control (33, 101) de una segunda válvula (24) para abrir la propia válvula:

estando las primeras y segundas posiciones separadas angularmente unas con relación a las otras.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el referido órgano agarrador (96b) es desplazable angularmente alrededor de un eje (19) a través del centro de la primera (C1) y la segunda (C2) circunferencias.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el referido órgano agarrador (96b) se desplazable con movimiento de vaivén a lo largo del referido eje (19) por segundos medios de transmisión (52);

acoplándose el referido órgano agarrador (96b), cuando se pone en las primeras o las segundas posiciones angulares, al referido órgano de control (33, 101), de una manera axialmente fija, para mover el órgano de control axialmente y abrir/cerrar la referida válvula (24).

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque los referidos segundos medios de transmisión comprenden medios de accionamiento (52) que presentan un órgano de salida (56) móvil axialmente a lo largo del referido eje (19);

comprendiendo también el referido dispositivo mezclador de fluido (1) un árbol (64) adaptado, de una manera axialmente fija, angularmente móvil, al referido órgano de salida (56);

siendo el referido árbol (64) angularmente desplazable por los referidos primeros medios de transmisión (80) y presentando los referidos medios de selección (96).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque los referidos primeros medios de transmisión comprenden:

un primer engranaje (66) que forma parte íntegra del referido árbol (64); y

un piñón (68) adaptado a un árbol auxiliar (70), paralelo al referido eje (19) y engranando con el referido primer engranaje (66);

siendo el referido piñón (68) angularmente desplazable por los medios de transmisión, en particular un dispositivo de accionamiento neumático (80).

6. Dispositivo según las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque los referidos medios de selección comprenden una porción plana de paleta (96b) que presenta una primera (99) y una segunda (100) aberturas configuradas;

alojando la referida primera abertura (99) de una manera axialmente fija, porciones extremas (101) de los referidos órganos de control (33) de las referidas primeras válvulas (24);

y alojando la referida segunda abertura (100), de una manera axialmente fija, porciones extremas (101) de los referidos órganos de control (33) de las referidas segundas válvulas (24).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque las referidas primera y segunda aberturas (99, 100) tiene forma de T;

presentando las referidas porciones extremas (101) de los referidos órganos de control (33) un perfil en forma de T.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 4 a 7, caracterizado porque los referidos medios para sostener las referidas válvulas comprenden un cuerpo cilíndrico (9) que presenta un agujero pasante central (86) en el que se acopla el referido árbol (64); presentando el referido árbol (64) una porción extrema (64d) que se proyecta desde el referido cuerpo cilíndrico (9) en el lado opuesto al referido dispositivo de accionamiento (52), y sosteniendo la referida porción extrema (64d) una bandeja de goteo (89) que presenta una primera (93) y una segunda (94) aberturas posicionables enfrentadas a la tobera de salida (31) de una primera y una segunda válvulas, respectivamente.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 4 a 8, caracterizado porque el referido dispositivo mezclador (1) comprende una placa de substentación (7) para sostener el referido dispositivo de accionamiento (52);

comprendiendo los referidos medios de substentación de las referidas válvulas un cuerpo cilíndrico (9) adaptado a la referida placa de substentación (7) y separado de la misma por cuerpos alargados (11) que se proyectan entre la referida placa de substentación (7) y el referido cuerpo cilíndrico (9).

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 3 a 9, caracterizado porque comprende un primer dispositivo sensor (107) para determinar la posición angular del referido órgano agarrador (96b) alrededor del referido eje (19);

comprendiendo también el referido dispositivo mezclador (1) un segundo dispositivo sensor (110) para determinar la posición axial del referido órgano agarrador (96b) a lo largo del referido eje (19).

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 2 a 10, caracterizado porque comprende medios de posición angular y bloqueo (83) para determinar una pluralidad de posiciones angulares estables del referido órgano agarrador (96b) alrededor del referido eje (19).

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque los referidos medios de posicionamiento angular y bloqueo (83) comprenden una corona dentada (84) que forma angularmente parte íntegra del referido órgano agarrador (96b), y un cuerpo configurado (85), desplazable con movimiento de vaivén por medios de accionamiento hacia la corona dentada (84);

siendo insertable el referido cuerpo configurado (85) entre dos dientes adyacentes de la corona dentada (84) para bloquear el referido órgano agarrador (96b) en una posición angular predeterminada.