ES2320628T3 - Cabina de pulverizacion. - Google Patents
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Abstract
Una cabina (1) de pulverización que comprende una base (1a), paredes (1b a 1e) laterales y un techo (1f) que definen dentro de los mismos un habitáculo sustancialmente libre para alojar uno o más artículos que van a procesarse, donde dicha cabina (1) está equipada con medios para generar dentro de dicho habitáculo un flujo de aire forzado que puede cambiar rápidamente el aire contenido en el mismo, donde dicha cabina (1) está equipada con medios para detectar la posición del operador (3) dentro de la cabina y está dividida en regiones o partes (Z1, Z2 ... Zn) adyacentes, cada una equipada con medios correspondientes para generar dicho flujo de aire forzado, activándose y desactivándose dichos medios de generación para confinar dicho flujo en la región ocupada sustancialmente por el operador (3); caracterizada porque los medios para detectar la posición exacta del operador (3) comprenden un transmisor portátil que lleva el operador (3) y un receptor sintonizado a la frecuencia de dicho transmisor y conectado a un sistema que controla la ventilación de la cabina (1).
Description
Cabina de pulverización.
La presente invención se refiere a una cabina de
pulverización. Más en particular, la invención se refiere a una
cabina de pulverización del tipo equipado con medios para generar
un flujo de aire forzado que puede evitar que el operador inhale
productos volátiles nocivos.
Un ejemplo de una cabina de pulverización del
tipo conocido se desvela en el documento EP 1 120 168 A.
Las cabinas de pulverización del tipo anterior
se utilizan ampliamente para pintar las carrocerías de los
vehículos, estructuras, partes de un avión, etc., pero también
pueden utilizarse para otros procesos, tales como aplicar masilla y
otros materiales que impliquen la exhalación de productos
volátiles.
Se sabe que en todos esos procesos se usan
sustancias volátiles particularmente nocivas. Aunque en las
aplicaciones industriales se usan con frecuencia robots automáticos
dentro de la cabina, no es inusual recurrir a uno o más operadores
durante todo el proceso o al menos para operaciones específicas o
toques finales.
Para evitar el riesgo de que el(los)
operador(es) inhale(n) sustancias nocivas, la
normativa actual requiere que se genere un flujo de aire forzado en
la cabina con una velocidad adecuada para expulsar rápida y
continuamente las sustancias nocivas.
Puesto que el flujo de aire ha de mantenerse
continuamente durante el proceso y debe tener una velocidad
adecuada (de 0,5 m/s aproximadamente), es necesario proporcionar
aspiradores y/o ventiladores de un tamaño adecuado que, por
supuesto, consumen una gran cantidad de energía.
Además, en muchas regiones del mundo y durante
varios meses al año, el aire introducido en la cabina ha de
calentarse o enfriarse para obtener una temperatura agradable para
el operador.
Un problema adicional relacionado con el uso de
las cabinas de pulverización del tipo descrito es la necesidad de
descontaminar el aire aspirado antes de llevarlo de nuevo al
entorno exterior.
Debido a la considerable cantidad de aire que
pasa a través de la cabina se requieren equipos de descontaminación
que puedan soportar una carga de trabajo tan pesada. De hecho, debe
recordarse que las cabinas de pulverización convencionales ocupan
un gran volumen (por ejemplo, en la industria aeroespacial se
utilizan cabinas con un área de superficie superior a los 100
m^{2}).
Un ejemplo de una cabina de pulverización o de
una cabina de pintura que garantice una expulsión eficaz de
materiales volátiles nocivos se desvela en el documento
US-A-4 926 746; según este
documento, se consigue ventilar solamente una parte de la cabina de
pintura, que es lo bastante grande como para permitir que un
trabajador pueda moverse dentro de la misma.
La cabina de pintura conocida no soluciona el
problema de determinar eficazmente la posición del trabajador y de
determinar, por consiguiente, dónde se necesita exactamente la
ventilación de aire.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención
es proporcionar una cabina de pulverización que garantice la
expulsión óptima y eficaz de materiales volátiles nocivos para
cumplir la normativa existente y que no presente los inconvenientes
anteriores.
Los anteriores y otros objetos se consiguen
mediante la cabina de pulverización reivindicada en las
reivindicaciones adjuntas.
La invención se basa en la suposición de que no
es necesario ventilar toda la cabina a la velocidad mencionada
anteriormente, sino solamente aquellas zonas dentro de la cabina en
las que los operadores estén presentes. De hecho, la emisión de
sustancias nocivas, que está relacionada con el ciclo de trabajo,
se concentra solamente en aquellas zonas en las que los operadores
estén presentes. Además, solo se requiere una expulsión rápida y
eficaz de dichas sustancias en aquellas zonas en las que los
operadores estén presentes.
La cabina de pulverización según la invención
está caracterizada por el uso de un conjunto de sistemas de
aireación independientes, pudiendo cada uno ventilar eficazmente
una parte de volumen reducido de la propia cabina.
Además, la invención implica el uso de medios
que pueden detectar en cualquier momento la(s)
posición(es) del(de los) operador(es)
presente(s) dentro de la cabina de pulverización. De ese
modo, es posible activar solamente aquellos sistemas de ventilación
correspondientes a las secciones en las que los operadores están
presentes.
De manera ventajosa, gracias a la división del
volumen de la cabina, se consigue un considerable ahorro energético
con una reducción importante en los costes de funcionamiento, sin
aumentar sustancialmente de ese modo los costes de fabricación de
la cabina.
Además, según la invención, el operador puede
trabajar de manera segura ya que se garantiza el flujo de aire
necesario en la sección que éste ocupa en cualquier fase de
trabajo.
A continuación se describirá en mayor detalle
una realización preferida a modo de ejemplo con referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
- la fig. 1 es una vista lateral esquemática de
una cabina de pulverización según la invención;
- la fig. 2 es una vista en sección transversal
a lo largo de la línea II - II de la cabina de pulverización
mostrada en la fig. 1;
- la fig. 3 es una vista lateral esquemática de
una cabina de pulverización según una segunda realización
preferida.
Haciendo referencia a la fig. 1, se muestra una
cabina de pulverización según la invención, designada genéricamente
mediante el número de referencia 1 y que comprende una base la,
paredes 1b a 1e laterales y un techo 1f. Tales partes definen un
habitáculo sustancialmente libre para alojar uno o más artículos
que van a procesarse.
El suelo de la cabina 1 de pulverización está
dividido en un conjunto de plataformas (P1, P2 ... Pn) que dividen
conceptualmente dicha cabina 1 en un conjunto de regiones Z1, Z2
... Zn adyacentes. Cada región Z1, Z2 ... Zn está equipada con un
sistema de ventilación independiente, que comprende al menos un
soplador y un aspirador, descrito posteriormente en mayor
detalle.
Tal y como se describirá posteriormente en mayor
detalle, las plataformas P1, P2 ... Pn están conectadas a
detectores sensibles a la presión. De esta manera, gracias a la
presión ejercida por el peso del operador 3 sobre las diversas
plataformas, siempre es posible ubicar al operador 3 dentro de la
cabina 1 de pulverización y activar de manera adecuada el sistema de
ventilación.
Haciendo referencia a la fig. 1, cuando el
operador 3 está sobre una plataforma Pi, el sistema de ventilación
se activa solamente para la región Zi y para la región Zj
adyacente, es decir, para las regiones en las que sea realmente
necesario eliminar las sustancias volátiles nocivas mediante el
flujo de aire. Los sistemas de ventilación asociados con las otras
regiones permanecen inactivos permitiendo de ese modo un
considerable ahorro energético.
La fig. 2 muestra esquemáticamente el sistema de
ventilación de la cabina 1 de pulverización.
Cada región Zi de la cabina 1 de pulverización
puede subdividirse en una parte Ci central, que se utiliza para las
operaciones de pulverización, una parte Mi superior, denominada
"cámara de distribución" y una parte Fi inferior que contiene
el sistema que filtra el aire usado para la ventilación.
Conductos 5 situados a ambos lados de la parte
Ci central están conectados a sopladores, no mostrados en el
dibujo. Dichos sopladores envían un flujo de aire, a una
temperatura y a una velocidad adecuadas para cumplir la normativa
presente, a través de la cámara Mi de distribución y hasta el
interior de la parte Ci central para que llegue al operador y al
entorno circundante.
El flujo de aire, ahora contaminado por las
sustancias volátiles presentes en la parte Ci central, llega a la
parte Fi inferior de la cabina 1 a través de las plataformas
Pi.
En la realización preferida mostrada en la fig.
2, la parte Fi inferior contiene un sistema 13 de filtrado húmedo.
El flujo de aire contaminado se hace pasar a través de agua
suministrada mediante grifos 15 y se recoge en la parte inferior
del sistema 13 de filtrado. De esta manera, la mayor parte de las
sustancias nocivas que transporta el flujo de aire se depositan en
el agua, donde pueden confinarse más fácilmente.
El aire parcialmente descontaminado se aspira
después hacia el interior de los conductos 19 gracias a la acción
de aspiradores, no mostrados en el dibujo, previstos en los mismos
conductos 19.
Los aspiradores conducen el flujo de aire a lo
largo de una trayectoria fija. Después, el aire se envía a un
equipo de descontaminación adecuado (que comprende, por ejemplo, un
conjunto de filtros de carbono) antes de expulsarse al entorno
exterior.
Es evidente que los sopladores y los aspiradores
tienen un tamaño adecuado para garantizar una ventilación efectiva
de solamente el volumen de la parte Ci central de la región Zi.
La fig. 2 también muestra esquemáticamente el
funcionamiento de las plataformas Pi, sobre las que se basa la
ventilación selectiva de la cabina 1 de pulverización.
Las plataformas Pi consisten en rejillas móviles
unidas a un suelo 8 estacionario a través de un conjunto de
articulaciones 11 elásticas. Gracias a la deformación de las
articulaciones 11 debido al peso del operador 3, es posible
detectar sobre qué plataforma Pi está el operador 3 y, por
consiguiente, activar o desactivar el sistema de ventilación de la
región Zi.
La fig. 3 muestra esquemáticamente una segunda
realización preferida de la invención. Dicha realización se
diferencia de la anterior en lo que se refiere a los medios
utilizados para ventilar de manera selectiva la región de la cabina
1 en la que está el operador 3.
En lugar de usar sopladores y aspiradores
independientes para cada región Z1, Z2 ... Zn de la cabina, en este
caso se utiliza un único soplador que envía el flujo de aire
forzado al interior de la parte M superior (la denominada cámara de
distribución) de la cabina 1.
La cámara M de distribución está separada del
suelo subyacente mediante un conjunto de particiones u obturadores
S1u, S2u ... Snu alineados con las plataformas P1, P2 ... Pn
subyacentes. De manera similar, segundas particiones u obturadores
S1d, S2d ... Snd están presentes debajo de las plataformas P1, P2
... Pn.
Haciendo referencia a la fig. 3, si el operador
3 está sobre la plataforma Pi, sólo se abren los obturadores Siu y
Sju superiores y los correspondientes obturadores Sid y Sjd
inferiores, mientras que el resto de obturadores permanecen
cerrados. Por tanto, el flujo de aire se dirigirá solamente a las
regiones Zi y Zj en las que el operador 3 esté presente.
Evidentemente, el sistema de plataformas
conectado a los detectores de presión dispuestos para detectar la
posición del operador es típico de la realización ilustrada. La
cabina de pulverización de la invención puede usar cualquier medio
para detectar la posición del operador dentro de la misma. Por
ejemplo, pueden utilizarse fotocélulas o transmisores portátiles que
lleven puestos los operadores y asociados con un receptor conectado
al sistema de ventilación.
De manera similar, el uso de una pluralidad de
sopladores y de aspiradores es típico de la realización ilustrada.
Pueden conseguirse resultados similares, por ejemplo, usando un
único sistema de ventilación centralizado para toda la cabina junto
con un conjunto de válvulas o particiones dispuestas para dirigir
el flujo de aire solamente a las secciones deseadas.
En las realizaciones descritas se han usado
sistemas de ventilación que crean un flujo de aire vertical
descendente. Sin embargo, evidentemente, la cabina de pulverización
de la invención puede usar de manera adecuada sistemas de
ventilación que creen un flujo de aire vertical ascendente o un
flujo de aire dirigido lateralmente.
A modo de ejemplo no limitativo, se proporciona
una estimación del ahorro energético que puede conseguirse usando
el sistema de ventilación según la invención en una cabina de
pulverización de 15 m de largo, de 7 m de ancho y de 5 m de altura.
Dicha cabina tiene un volumen de 525 m^{3} y su base tiene un
área de superficie de 105 m^{2}.
Se supone que va a enviarse un flujo de aire
forzado a una velocidad de 0,5 m/s después de calentar el aire a
10ºC para que tenga una temperatura agradable para el operador.
Si se utiliza una cabina de pulverización de la
técnica anterior, se necesitaría un caudal de aire de 189.000
m^{3}/h y habría que utilizar 567.000 Kcal/h para calentar dicho
aire, ya que va a suministrarse el mismo flujo de aire para que
llegue a toda la cabina.
Si se usa la cabina de pulverización de la
invención, supóngase que la longitud de la cabina está dividida en
secciones de 2 m de largo y que sólo se ventilan las dos secciones
adyacentes al operador. En este caso, el volumen que ha de
ventilarse disminuye de 525 m^{3} a 140 m^{3}. Con estas
suposiciones, basta con un caudal de aire de 50.400 m^{3}/h y con
151.200 Kcal/h para calentar dicho aire.
La cabina de pulverización de la invención
permite un ahorro energético de 415.800 Kcal/h. Si se considera un
periodo de 100 días de trabajo, durante el cual la cabina se
utiliza las 24 horas del día, dicho ahorro energético equivale a
199.584 Kg de combustible aproximadamente.
Además, de manera ventajosa, se obtiene un
considerable ahorro en los costes de instalación y de
funcionamiento del sistema de descontaminación de aire ya que la
cantidad de aire que ha de descontaminarse cuando sale de la cabina
se reduce sustancialmente.
Se proporciona, solamente a modo de ejemplo, un
cálculo aproximado del ahorro en los costes que puede obtenerse con
la cabina del ejemplo anterior suponiendo que la cabina tenga que
funcionar 220 al año y 24 horas al día.
Si se usa una cabina de la técnica anterior, el
volumen de aire que debe expulsarse es de 189.000 m^{3}. El coste
real para poner en funcionamiento un sistema de descontaminación
que cumpla la normativa existente para la cantidad de aire anterior
es de 2 a 2,5 millones de euros aproximadamente.
Por el contrario, suponiendo que la cabina se
fabrica según la presente invención, el volumen de aire que ha de
descontaminarse será solamente de 50.400 m^{3}, con un coste para
poner en funcionamiento el sistema de descontaminación y de
recuperación de 1 a 1,25 millones de euros aproximadamente.
Comparando las cantidades de los dos ejemplos
ilustrados puede apreciarse un ahorro en los costes de 1 a 1,5
millones de euros aproximadamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante pretende únicamente ayudar al lector y no forma parte
del documento de patente europea. Aun cuando se ha puesto el máximo
cuidado en su elaboración, no pueden excluirse errores u omisiones
y la EPO declina toda responsabilidad a este respecto.
- \bullet EP 1120168 A [0002]
- \bullet US 4926746 A [0010]
Claims (7)
1. Una cabina (1) de pulverización que comprende
una base (1a), paredes (1b a 1e) laterales y un techo (1f) que
definen dentro de los mismos un habitáculo sustancialmente libre
para alojar uno o más artículos que van a procesarse, donde dicha
cabina (1) está equipada con medios para generar dentro de dicho
habitáculo un flujo de aire forzado que puede cambiar rápidamente
el aire contenido en el mismo, donde dicha cabina (1) está equipada
con medios para detectar la posición del operador (3) dentro de la
cabina y está dividida en regiones o partes (Z1, Z2 ... Zn)
adyacentes, cada una equipada con medios correspondientes para
generar dicho flujo de aire forzado, activándose y desactivándose
dichos medios de generación para confinar dicho flujo en la región
ocupada sustancialmente por el operador (3);
caracterizada porque los medios para
detectar la posición exacta del operador (3) comprenden un
transmisor portátil que lleva el operador (3) y un receptor
sintonizado a la frecuencia de dicho transmisor y conectado a un
sistema que controla la ventilación de la cabina (1).
2. Una cabina (1) de pulverización según la
reivindicación 1, caracterizada porque comprende un suelo
debajo del cual se proporciona al menos una estación (13) de
filtrado para filtrar el flujo de aire contaminado.
3. Una cabina (1) de pulverización según la
reivindicación 2, caracterizada porque la estación (13) de
filtrado comprende un sistema de filtrado húmedo y una pluralidad
de filtros de carbono.
4. Una cabina (1) de pulverización según la
reivindicación 1, caracterizada porque los medios para
detectar la posición exacta del operador (3) comprenden un conjunto
de plataformas (P1, P2 ... Pn) conectadas a detectores sensibles a
la presión ejercida por el peso del operador (3).
5. Una cabina (1) de pulverización según la
reivindicación 1, caracterizada porque los medios para
detectar la posición exacta del operador (3) comprende además un
conjunto de fotocélulas situadas en las paredes (1b a 1e) de la
cabina para formar una rejilla que define las partes (Z1, Z2 ...
Zn) de la cabina (1).
6. Una cabina (1) de pulverización según la
reivindicación 1, caracterizada porque los medios para
generar el flujo de aire en las partes (Z1, Z2 ... Zn) de la cabina
(1) comprenden al menos un soplador y al menos un aspirador para
cada dicha parte (Zi) de la cabina (1) y porque dicho soplador y
dicho aspirador pueden controlarse de manera independiente con
respecto a los sopladores y aspiradores de las partes
adyacentes.
7. Una cabina (1) de pulverización según la
reivindicación 1, caracterizada porque los medios para
generar el flujo de aire en las partes (Z1, Z2 ... Zn) de la cabina
(1) comprenden: un soplador en comunicación con la cámara (M) de
distribución o parte superior de la cabina; un conjunto de
obturadores (S1u, S2u ... Snu) superiores independientes en dicha
cámara de distribución, obturadores que pueden abrirse y cerrarse
para definir una trayectoria fija para el flujo de aire que
proviene del soplador, en donde dicha trayectoria está dispuesta
para dirigirse desde el soplador hasta cualquiera de las partes
(Zi) de la cabina (1); un conjunto de obturadores (S1d, S2d ... Sdn)
inferiores en el suelo de la cabina, estando alineados dichos
obturadores inferiores con dichos obturadores superiores; y un
aspirador en comunicación con una parte inferior de la cabina
situada debajo de dicho suelo y en comunicación con el habitáculo
interno de la cabina a través de dichos obturadores inferiores.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| EP01830723A EP1314484B1 (en) | 2001-11-23 | 2001-11-23 | Spray booth |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2001
- 2001-11-23 ES ES01830723T patent/ES2320628T3/es not_active Expired - Lifetime
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