Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Pulver und Beschicken einer Pulverbeschichtungseinrichtung mit Pulver, umfassend eine Förderlufteingabe, um die Menge des zu fördernden Pulvers zu regulieren, und eine Dosierlufteingabe, um die Fördergeschwindigkeit bei der Beschickung zu regulieren, sowie eine elektrostatische Pulverbeschichtungsanlage mit einer Vorrichtung.
Für die Beschickung von Pulverapplikationsvorrichtungen wie Pulversprühköpfe bzw. sog. Pulverlacksprühpistolen für die elektrostatische Pulverbeschichtung sind sog. Injektoren bekannt. In diesen Injektoren wird analog der Wirkungsweise eines Venturirohres mittels sog. Förderluft zu applizierendes Pulver aus einem angeschlossenen Vorratsbehälter mitgefördert, wobei die Menge an gefördertem Pulver von der Menge bzw. der Geschwindigkeit der Förderluft abhängt.
Es hat sich in der Folge gezeigt, dass bei der üblich zu fördernden Menge an Pulver, welche für die Beschickung der Beschichtungsvorrichtung notwendig ist, die Luftgeschwindigkeit in der Regel zwischen Injektor und Sprühkopf bzw. Pulverapplikationspistole zu klein ist. Speziell bei kleinen Pulvermengen wäre die Luftgeschwindigkeit im Verbindungsschlauch zu gering, sodass die Förderung stossweise erfolgt. Um diese sog. Pulverstösse oder auch Pumperscheinungen zu verhindern, wird daher übli cherweise mit mehr als einer Luftversorgung zum Injektor gearbeitet, um genügend Gesamtluft zu haben. In einer entsprechenden Weiterentwicklung wird daher ein Injektor vorgeschlagen, bei welchem nach-geschaltet der Stelle, wo das Pulver gemäss dem Venturiprinzip Pulver mitreisst, zusätzlich sog.
Dosierluft oder Zusatzluft beigefügt wird, um die Fördergeschwindigkeit beim Beschikken der Pulverapplikationsvorrichtung zu erhöhen bzw. zu regulieren. Diese Zusatzluft oder Dosierluft dient also dazu, die Luftmenge im Falle zu kleiner Pulvermengen auf einen Wert zu erhöhen, sodass sich im Pulverschlauch eine notwendige Geschwindigkeit einstellt, wobei sich üblicherweise eine Geschwindigkeit von ca. 50-20 m/sec. als notwendig erwiesen hat. Dieser Wert hat für die elektrostatische Pulverbeschichtung eine besondere Bedeutung. Der Grund liegt darin, dass bei diesem Beschichtungsverfahren die austretenden Partikel elektrisch aufgeladen werden. Die elektrostatischen Kräfte sind aber im Normalfalle wesentlich kleiner als die durch die Förderung bzw. Zerstäubung erzeugten.
Der Sinn des Verfahrens liegt darin, dass die Pulverpartikel hauptsächlich den Feldlinien folgen, sodass versucht werden muss, die mechanischen Kräfte möglichst gering zu halten.
Bei der Durchführung des elektrostatischen Pulverbeschichtungsverfahrens ist es wichtig, dass die zu applizierende Pulvermenge bzw. die in die Pulverapplikationsvorrichtung geförderte Pulvermenge an das zu beschichtende Objekt bzw. an die geforderten Applikationsbedingungen angepasst wird. Dabei ist immer zu berücksichtigen, dass die Luftgeschwindigkeit im oben geforderten Bereich zu liegen kommt. Bei Veränderung der Fördermenge und somit der Luftmenge der Förderluft verändert sich damit auch die Geschwindigkeit im Schlauch, was dann durch die Dosierluft wieder korrigiert werden muss. Gemäss einer bekannten Vorrichtung werden Förderluft und auch die Dosierluft mittels je eines Druckreglers dosiert, wobei vorzugsweise die beiden Druckregler von einer gemeinsamen Leitung gespiesen werden, um so die gesamte Luftmenge regulieren zu können.
Diese Anordnung hat sich aber als sehr kompliziert und benutzerunfreundlich erwiesen, da beim Verstellen eines Reglers, beispielsweise zur Veränderung der geförderten Pulvermenge und Anpassung an bestimmte Pulverapplikationsbedingungen, der andere Regler nachreguliert werden muss. Letzteres kann dann dazu führen, dass die Einstellung des ersten Reglers erneut verstellt werden muss, da durch das Verstellen des zweiten Reglers beispielsweise zuviel Pulver bei der oben geforderten Luftgeschwindigkeit gefördert wird. Das Nachregulieren und Einstellen ist somit ein langwieriger Prozess, der immer dann durchgeführt werden muss, wenn beispielsweise die Beschichtungsbedingungen oder das zu beschichtende Objekt geändert wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosierung von Förderluft und Dosierluft zu schaffen, gemäss welcher eine bestimmte elektrostatische Pulverapplikationsvorrichtung bei optimaler Luftgeschwindigkeit möglichst mit der optimalen Pulvermenge gespiesen wird, um bestmögliche Beschichtungsbedingungen zu erzielen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mittels einer Vorrichtung gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 gelöst.
Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zum Fördern von Pulver und Beschicken einer Pulverbeschichtungseinrichtung mit Pulver umfassend einen sog. Injektor mit einer Förderlufteingabe, um die Menge des zu fördernden Pulvers zu regulieren, und eine Dosierlufteingabe, um die Fördergeschwindigkeit bei der Beschickung der Pulverapplikationsvorrichtung zu regulieren, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Förderlufteingabe und die Dosierlufteingabe aus einem gemeinsamen Luftteilerorgan speisbar sind, welches Luftteilerorgan bei gleichbleibendem Druck der Luftspeisung bei unterschiedlicher Einstellung der Luftteilung eine wenigstens nahezu gleichbleibende Fördergeschwindigkeit ergibt.
Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Vorrichtung umfasst vorzugsweise ein Luftteilerorgan mit zwei miteinander gekoppelten entgegengesetzt wirkenden Ventilmitteln für die Regulierung der Förderluft sowie für die Regulierung der Dosierluft.
Gemäss einer speziellen Ausführung umfasst das Luftteilerorgan ein EinwellendoppeIventil mit an der Welle in entgegengesetzter Richtung wirkenden, mit der Welle fest verbundenen Ventilkörpern, wobei die Speisung mit Luft im wesentlichen mittig zwischen den beiden Ventilkörpern vorgesehen ist und die Aufteilung der Luft durch Bewegen der Welle in Längsrichtung dazu erfolgt, wobei gleichzeitig der eine Ventilkörper gegen den entsprechenden Ventilsitz und der andere Ventilkörper vom entsprechenden Ventilsitz wegbewegt wird.
Bevorzugte Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 charakterisiert.
Die erfindungsgemäss definierten Vorrichtungen eignen sich insbesondere für elektrostatische Pulverbeschichtungsanlagen.
Die Erfindung wird nun anschliessend beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch dargestellt, die Beschickung einer Pulverapplikationsvorrichtung mit Pulver, und
Fig. 2 ein erfindungsgemässes Luftteilerventil.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Fliessdiagramm, in welchem die Beschickung einer Pulverapplikationsvorrichtung dargestellt ist. Das in dieser Darstellung zentrale erfindungsgemässe Element umfasst ein Luftteilerorgan 1, in welchem die Aufteilung einer Luftspeisung 26 in Förderluft 9 und Dosierluft 11 erfolgt. Dabei wird zunächst in einem Eingangsdruckregler 25 aus einer Druckluftleitung 24 die Luftspeisung 26 an das Luftteilerorgan 1 geregelt, wobei der Druck in der Luftspeisung 26 beispielsweise mit einem Manometer 27 messbar ist. Zwischen dem Eingangsdruckregler 25 und dem Luftteiler 1 ist zudem ein Magnetventil 28 vorgesehen, welches die Luftspeisung 26 unterbricht oder freigibt, je nach dem, ob der Beschichtungsvorgang am zu beschichtenden Objekt durchgeführt oder unterbrochen wird.
Im Luftteiler 1 ist ein Doppelventil 3 vorgesehen, mittels welchem die Luftspeisung 26 in Förderluft 9 und Dosierluft 11 aufgeteilt wird. Die Einstellung des Dop pelventiles 3 erfolgt mittels beispielsweise einem Drehregler 5, der mit einer Anzeige 7 verbunden ist, in welcher die Luftaufteilung angezeigt wird. Eine detaillierte Darstellung des erfindungsgemässen Luftteilers 1 ist in Fig. 2 dargestellt.
Nach dem Luftteiler 1 werden sowohl Förderluft 9 sowie Dosierluft 11 zu einem Injektor 13 geführt, wo die Beaufschlagung mit Pulverlack erfolgt. Dabei wird die Förderluft 9 in eine venturi-rohrartige Zone 15 geführt, wo mittels des entsprechend erzeugten Unterdrucks in dieser Zone Pulver aus einem Vorratsbehälter 17 angesogen und mitgeführt wird. Im Vorratsbehälter 17 ist der Pulvervorrat vorzugsweise in fluidisiertem Zustand gehalten, damit ein einwandfreies Ansaugen des Pulvers in der Zone 15 erfolgen kann. Beim Pulver kann es sich um irgend ein Beschichtungspulver bzw. einen Pulverlack handeln, wie beispielsweise einen thermoplastischen oder einen duroplastischen Pulverlack, wie allgemein aus dem Stand der Technik bekannt. Je nach dem, wieviel Pulver einer Pulverbeschichtungsvorrichtung zuzuführen ist, wird mehr oder weniger Förderluft 9 in die Zone 15 geführt.
Die mit Pulver beaufschlagte Förderluft 9 wird anschliessend einer zweiten venturi-rohrartigen Zone 19 zugeführt, wo diese mit Dosierluft 11 vermischt wird. Ein Zuführen von Dosierluft 11 ist dann notwendig, wenn die Fördergeschwindigkeit der Förderluft 9, vermischt mit Pulver, zu gering ist, und somit die Gefahr von Pulsstössen in der Verbindungsleitung 21 zwischen dem Injektor 13 und einer Pulverbeschichtungsvorrichtung 23 besteht. Es wird also soviel Dosierluft 11 beaufschlagt, damit eine Fördergeschwindigkeit im Bereich von ca. 15-20 m/sec. in der Leitung 21 erreicht wird. Dieser Wert von 15-20 m/sec. hat sich in der Praxis als üblicher bzw. notwendiger Wert erwiesen. Das Pulver wird so durch die Verbindungsleitung 21 beispielsweise einer elektrostatischen Pulverbeschichtungspistole 23 zugeführt, wo dann die Beschichtung eines entsprechenden Objektes erfolgen kann.
Je nach dem, was für ein Objekt zu beschichten ist und auch was für ein Beschichtungsmedium zu verwenden ist, ergibt sich die entsprechend notwendige Pulvermenge, die der Pulverbeschichtungsvorrichtung 23 zuzuführen ist. Damit ergibt sich aber auch der Wert der Förderluft 9, die notwendig ist, um die entsprechend notwendige Menge an Pulver zu fördern. Analog ergibt sich daraus die Menge Dosierluft 11, die zusätzlich notwendig ist, um die geforderte Fördergeschwindigkeit von 15-20 m/sec. zu erreichen.
In der Praxis hat es sich gezeigt, dass für ein und dasselbe Pulvermedium für das Erreichen einer bestimmten Fördergeschwindigkeit auch bei unterschiedlichen Mengen von Pulver mit demselben Druck in der Luftspeisung 26 gearbeitet werden kann, und dass sich die unterschiedliche Pulvermenge, welche sich durch die Bedürfnisse des zu beschichtenden Objektes ergeben, nur durch unterschiedliche Aufteilung der Luftspeisung 26 in Förderluft 9 und Dosierluft 11 ergibt. Diese Erkenntnis diente als Basis für die Entwicklung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Luftteilers 1, der detailliert im Querschnitt in Fig. 2 dargestellt ist.
Mittig von oben her erfolgt die Zuführung der Luftspeisung 26, die aufgeteilt wird in die beiden unten wegführenden Anschlüsse für Förderluft 9 und Dosierluft 11. Entsprechend umfasst der Luftteiler 1 in einem Grundkörper 2 ein Doppelventil 3, wobei zwei Ventilkörper 33 und 35 für die entsprechende Aufteilung der Luftspeisung 26 verantwortlich sind. Die beiden Ventilkörper 33 und 35 sind je an einer mittig miteinander verbundenen Welle 31a und 31b fest angeordnet, wobei ihre Wirkungsweise in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Dabei greifen die beiden Ventilkörper 33 und 35 in entsprechende Ventilsitze 34 und 36 ein, wobei beim \ffnen des einen Ventiles 33 entsprechend das andere Ventil 35 geschlossen wird.
Die beiden Wellen 31a und 31b, welche mittig mittels einer Montagehülle fest miteinander verbunden sind, sind je endständig in Lagern 38a und 38b im Luftteilerkörper 2 gelagert angeordnet, und das Hin- und Herbewegen der Wellen bzw. der Ventile erfolgt durch das Drehen von Gewindekörpern 41a, bzw. 41b in entsprechenden Gewinden 40a und 40b. Damit ein seitliches Entweichen von Luft verunmöglicht wird, sind in den Lagerkörpern 38a und 38b entsprechende Dichtringe 39a und 39b angeordnet. Die Einstellung des Doppelventiles 3 erfolgt beispielsweise durch eine Handeinstellung 5 oder durch eine wellenartige Verbindung 43, welche beispielsweise mit einem elektrisch betriebenen Stellglied verbunden ist.
Zudem ist es möglich, über die Welle 43 das Doppelventil mittels einer Anzeige (in Fig. 2 nicht dargestellt) zu verbinden, wo die entsprechende Aufteilung der Luft dargestellt bzw. abgelesen werden kann. Auf einer derartigen Anzeige kann direkt angegeben werden, welche Einstellung am Doppelgetriebe zu wählen ist, um eine geforderte Menge Pulver zu fördern.
Die Funktionsweise des Luftteilers 1 besteht darin, dass die mittig zugeführte Luftspeisung 26 je nach Stellung der beiden Ventile 33 und 35 in zwei separate Luftströme 9 und 11 auf geteilt wird, wobei der Druck der Luftspeisung 26 konstant gehalten wird. Falls nun beispielsweise viel Pulver zu fördern ist, so wird das Doppelventil nach links gedreht, womit der Ventilkörper 33 vom Ventilsitz 34 abgehoben wird, und beispielsweise 80% der Luftspeisung 26 den Luftteiler 1 als Förderluft 9 verlässt. Entsprechend ist der entgegengesetzt wirkende Ventilkörper nahe am Ventilsitz 36 angeordnet, womit durch dieses Ventil nur ca. 20% der Luftspeisung 26 als Dosierluft 11 den Luftteiler 1 verlassen kann.
Soll nun beispielsweise aufgrund der Beschichtung nur eines kleinen Gegenstandes wesentlich weniger Pulver gefördert werden, so wird das Doppelventil nach rechts bewegt, womit der Ventilkörper 35 vom Ventilsitz 36 wegbewegt wird, und entsprechend wesentlich mehr der Luftspeisung 26 den Luftteiler 1 als Dosierluft verlässt. Gleichzeitig wird der Ventilkörper 33 gegen den Ventilsitz 34 bewegt, womit wesentlich weniger Förderluft 9 den Luftteiler verlässt. Um eine Aufteilung der Luft zu ermöglichen, welche weitgehendst eine gleichbleibende Gesamtmenge an Förderluft und Dosierluft ergibt, welche den Luftteiler 1 verlässt, hat sich eine Ausgestaltung der beiden Ventilkörper 33 und 35 als geeignet erwiesen, wo entsprechend der Ventilkörper konisch ausgebildet ist und der Winkel zwischen der Konusoberfläche und der Längsachse der Welle ca. 6,0 DEG beträgt.
Es ist ja wesentlich, dass bei \ffnen und Schliessen der beiden Ventile nicht plötzlich die Gesamtmenge an Förderluft und Dosierluft auf das Doppelte ansteigt, da dadurch die Fördergeschwindigkeit in der Verbindungsleitung 21 zur Pulverbeschichtungsvorrichtung 23 sprunghaft ansteigen würde.
Aufgrund des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Luftteilers, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, ist es nun möglich, durch eine einzige Manipulation rasch die notwendige Pulvermenge einzustellen, ohne dass die Fördergeschwindigkeit dadurch beeinflusst wird.
Somit wird zunächst aufgrund der geometrischen Verhältnisse wie Schlauchdurchmesser des Verbindungsschlauches 21, Schlauchlänge, und der Beschichtungsbedingungen wie beispielsweise verwendetes Beschichtungspulver, mittels des Eingabedruckreglers bzw. Vordruckreglers 25 der Eingangsdruck eingestellt. Anschliessend wird der Luftteiler 1 in eine sog. Grundstellung gebracht, in der die Förderluft auf ein Minimum reduziert wird und somit ebenfalls die Pulvermenge. Die Dosierluft 11 ist voll offen. Durch Verstellen des Drehknopfes 5 wird die Luftmenge für beide Injektoranschlüsse 15 und 19 entgegengesetzt verstellt, bis die Förderluft diejenige Pulvermenge mitreisst, die für die Beschichtung notwedig ist. Entsprechend wird die Zusatz- bzw. Dosierluft 11 reduziert.
Damit kann, wie bereits oben erwähnt, mittels eines Drehknopfes 5 die Einstellung vorgenommen werden, was extrem bedienungsfreundlich ist. Somit fallen mehrere Elemente weg, wie zwei Druckregler mit entsprechender Durchflussmengenanzeige. Auch ist es möglich, mittels beispielsweise der Anzeige 7 direkt die Pulvermenge anzuzeigen.
Falls mehrere Beschichtungspistolen verwendet werden, kann der Eingangsdruckregler 25 durch ein Proportionalventil ersetzt werden, mittels welchem die gesamte Ausstossmenge einfach eingestellt werden kann. Die einzelnen Pistolen jedoch werden dann je von einem erfindungsgemäss beschriebenen Luftteilerventil 1 bzw. 3 mit Förder- und Dosierluft und der entsprechenden Pulvermenge gespiesen. Dadurch kann jede Pistole einzeln individuell den Beschichtungsbedürfnissen entsprechend eingestellt und betrieben werden.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemässe Luftteilereinrichtung 1 bzw. das Doppelventil 3 stellt nur ein mögliches Beispiel dar, das in X-beliebiger Art und Weise abgeändert, modifiziert oder ergänzt werden kann. So ist es selbstverständlich möglich, die Ventilanordnung der beiden miteinander gekoppelten Ventile durch zwei miteinander gekoppelte, jedoch voneinander unabhängige Spindeln zu betreiben. Es ist also nicht zwingend notwendig, dass die beiden Ventile in Linie angeordnet auf ein und derselben Welle betätigbar sind. Auch ist die Ausgestaltung der Ventile nicht auf die in Fig. 2 dargestellte Konusform beschränkt, sondern die Ventile können auch andersartig ausgestaltet bzw. konstruiert sein.
Erfindungswesentlich für das Luftteilerorgan ist, dass zwei Ventilorgane vorgesehen sind, die miteinander derart entgegenwirkend gekoppelt sind, sodass, wenn das eine Ventilorgan geöffnet wird, das andere Ventilorgan in schliessende Richtung betätigt wird. Dabei sind die beiden Ventilorgane derart ausgestaltet, dass die Gesamtsumme der durch die beiden Ventile durchtretenden Luft bzw. des Gases wenigstens nahezu konstant bleibt. Immerhin sollte die Gesamtmenge nicht stärker variieren, dass schliesslich die Luftgeschwindigkeit in der Zuführleitung zur Beschichtungsvorrichtung derart verändert wird, dass die Geschwindigkeit nicht mehr innerhalb der geforderten Grenze von 15-20 m/sec. zu liegen kommt. Der erfindungsgemäss beschriebene Luftteiler eignet sich insbesondere für die Luftregulierung bei Injektoren für die elektrostatische Pulverbeschichtung.
The present invention relates to a device for conveying powder and feeding a powder coating device with powder, comprising a conveying air input to regulate the amount of the powder to be conveyed, and a metering air input to regulate the conveying speed during loading, and an electrostatic powder coating system with a Contraption.
So-called injectors are known for feeding powder application devices such as powder spray heads or so-called powder paint spray guns for electrostatic powder coating. In these injectors, analogously to the mode of operation of a Venturi tube, powder to be applied is conveyed from a connected storage container by means of so-called conveying air, the amount of powder conveyed depending on the amount or speed of the conveying air.
It has subsequently been shown that the air speed between the injector and spray head or powder application gun is usually too low for the amount of powder to be conveyed which is necessary for loading the coating device. Especially with small quantities of powder, the air speed in the connecting hose would be too low, so that the conveyance takes place intermittently. In order to prevent these so-called powder bursts or pumping phenomena, it is therefore customary to work with more than one air supply to the injector in order to have sufficient total air. In a corresponding further development, an injector is therefore proposed, in which the so-called point where the powder entrains powder according to the Venturi principle is also connected.
Dosing air or additional air is added to increase or regulate the conveying speed when loading the powder application device. This additional air or dosing air thus serves to increase the air volume to a value in the case of powder quantities that are too small, so that a necessary speed is set in the powder hose, a speed of usually about 50-20 m / sec. has proven necessary. This value is of particular importance for electrostatic powder coating. The reason for this is that the emerging particles are electrically charged in this coating process. However, the electrostatic forces are normally much smaller than those generated by the conveyance or atomization.
The purpose of the method is that the powder particles mainly follow the field lines, so that an attempt must be made to keep the mechanical forces as low as possible.
When carrying out the electrostatic powder coating process, it is important that the amount of powder to be applied or the amount of powder conveyed into the powder application device is adapted to the object to be coated or to the required application conditions. It must always be taken into account that the air speed is in the range required above. If the delivery volume and thus the air volume of the delivery air change, the speed in the hose also changes, which must then be corrected again by the dosing air. According to a known device, the conveying air and also the metering air are metered by means of one pressure regulator each, the two pressure regulators preferably being supplied by a common line, in order to be able to regulate the total amount of air.
However, this arrangement has proven to be very complicated and user-unfriendly, since when a regulator is adjusted, for example to change the amount of powder conveyed and adapt to certain powder application conditions, the other regulator must be readjusted. The latter can then lead to the fact that the setting of the first controller has to be readjusted, because by adjusting the second controller, for example, too much powder is conveyed at the air speed required above. The readjustment and adjustment is therefore a lengthy process that has to be carried out whenever the coating conditions or the object to be coated are changed, for example.
It is therefore an object of the present invention to provide a metering of conveying air and metering air, according to which a specific electrostatic powder application device is supplied with the optimum amount of powder at the optimal air speed, in order to achieve the best possible coating conditions.
According to the invention, this object is achieved by means of a device according to the wording of claim 1.
What is proposed is a device for conveying powder and feeding a powder coating device with powder, comprising a so-called injector with a conveying air input to regulate the amount of powder to be conveyed, and a metering air input to regulate the conveying speed during the feeding of the powder application device, which thereby is characterized in that the conveying air input and the metering air input can be fed from a common air divider element, which air divider element results in an at least almost constant conveying speed with constant pressure of the air supply with different setting of the air division.
The device proposed according to the invention preferably comprises an air divider element with two mutually coupled, oppositely acting valve means for regulating the conveying air and for regulating the metering air.
According to a special embodiment, the air divider element comprises a single-shaft double valve with valve bodies which act on the shaft in the opposite direction and are firmly connected to the shaft, the air supply being provided essentially centrally between the two valve bodies and the division of the air by moving the shaft in the longitudinal direction for this purpose, wherein at the same time one valve body is moved against the corresponding valve seat and the other valve body is moved away from the corresponding valve seat.
Preferred embodiments of the device according to the invention are characterized in the dependent claims 2 to 6.
The devices defined according to the invention are particularly suitable for electrostatic powder coating systems.
The invention will now be explained in more detail for example and with reference to the accompanying figures.
Show:
Fig. 1 shows schematically, the loading of a powder application device with powder, and
Fig. 2 shows an air divider valve according to the invention.
1 schematically shows a flow diagram in which the loading of a powder application device is shown. The central element according to the invention in this illustration comprises an air divider element 1, in which the air supply 26 is divided into conveying air 9 and metering air 11. First, the air supply 26 to the air divider 1 is regulated in an inlet pressure regulator 25 from a compressed air line 24, the pressure in the air supply 26 being measurable, for example, with a manometer 27. Between the inlet pressure regulator 25 and the air divider 1, a solenoid valve 28 is also provided, which interrupts or releases the air supply 26, depending on whether the coating process is carried out or interrupted on the object to be coated.
A double valve 3 is provided in the air divider 1, by means of which the air feed 26 is divided into conveying air 9 and metering air 11. The setting of the Dop pelventiles 3 takes place by means of, for example, a rotary control 5, which is connected to a display 7, in which the air distribution is displayed. A detailed illustration of the air divider 1 according to the invention is shown in FIG. 2.
After the air divider 1, both conveying air 9 and metering air 11 are fed to an injector 13, where the application of powder coating takes place. In this case, the conveying air 9 is guided into a venturi-tube-like zone 15, where powder is sucked from a storage container 17 and carried along in this zone by means of the correspondingly generated negative pressure. In the storage container 17, the powder supply is preferably kept in a fluidized state so that the powder can be sucked in properly in the zone 15. The powder can be any coating powder or powder coating, such as a thermoplastic or a thermosetting powder coating, as is generally known from the prior art. Depending on how much powder is to be fed to a powder coating device, more or less conveying air 9 is fed into zone 15.
The conveying air 9 charged with powder is then fed to a second venturi-tube-like zone 19, where it is mixed with metering air 11. A supply of metering air 11 is necessary if the conveying speed of the conveying air 9, mixed with powder, is too low, and thus there is a risk of pulse surges in the connecting line 21 between the injector 13 and a powder coating device 23. So much dosing air 11 is applied so that a conveying speed in the range of about 15-20 m / sec. in line 21 is reached. This value of 15-20 m / sec. has proven to be a common or necessary value in practice. The powder is thus fed through the connecting line 21, for example to an electrostatic powder coating gun 23, where the coating of a corresponding object can then take place.
Depending on what is to be coated for an object and also what is to be used for a coating medium, the correspondingly required amount of powder results, which is to be fed to the powder coating device 23. This also results in the value of the conveying air 9, which is necessary to convey the correspondingly required amount of powder. Analogously, this results in the amount of metering air 11 that is additionally required to achieve the required conveying speed of 15-20 m / sec. to reach.
In practice, it has been shown that one and the same powder medium can be used to achieve a certain conveying speed even with different amounts of powder with the same pressure in the air feed 26, and that the different amount of powder, which is determined by the needs of the object to be coated, results only by different division of the air supply 26 into conveying air 9 and dosing air 11. This finding served as the basis for the development of the air divider 1 proposed according to the invention, which is shown in detail in cross section in FIG. 2.
The air supply 26, which is divided into the two connections for conveying air 9 and dosing air 11 leading away at the bottom, is fed centrally from above. Accordingly, the air divider 1 in a base body 2 comprises a double valve 3, with two valve bodies 33 and 35 for the corresponding division the air supply 26 are responsible. The two valve bodies 33 and 35 are each fixedly arranged on a shaft 31a and 31b which is connected to one another in the center, their operation taking place in the opposite direction. The two valve bodies 33 and 35 engage in corresponding valve seats 34 and 36, the other valve 35 being closed accordingly when one valve 33 is opened.
The two shafts 31a and 31b, which are fixedly connected to one another in the center by means of a mounting sleeve, are each mounted in bearings 38a and 38b in the end in the air divider body 2, and the back and forth movement of the shafts or the valves takes place by rotating threaded bodies 41a , or 41b in corresponding threads 40a and 40b. Corresponding sealing rings 39a and 39b are arranged in the bearing bodies 38a and 38b so that a lateral escape of air is made impossible. The double valve 3 is set, for example, by a manual setting 5 or by a shaft-like connection 43, which is connected, for example, to an electrically operated actuator.
In addition, it is possible to connect the double valve via the shaft 43 by means of a display (not shown in FIG. 2), where the corresponding division of the air can be shown or read. Such a display can be used to indicate directly which setting on the double gear is to be selected in order to convey a required amount of powder.
The function of the air divider 1 is that the centrally supplied air supply 26 is divided into two separate air streams 9 and 11 depending on the position of the two valves 33 and 35, the pressure of the air supply 26 being kept constant. If, for example, a lot of powder is now to be conveyed, the double valve is rotated to the left, with which the valve body 33 is lifted off the valve seat 34 and, for example, 80% of the air supply 26 leaves the air divider 1 as conveying air 9. Accordingly, the oppositely acting valve body is arranged close to the valve seat 36, so that only about 20% of the air supply 26 as metering air 11 can leave the air divider 1 through this valve.
If, for example, because of the coating of only a small object, significantly less powder is now to be conveyed, the double valve is moved to the right, with which the valve body 35 is moved away from the valve seat 36, and accordingly much more of the air supply 26 leaves the air divider 1 than metering air. At the same time, the valve body 33 is moved against the valve seat 34, which means that significantly less conveying air 9 leaves the air divider. In order to enable a distribution of the air, which largely results in a constant total amount of conveying air and metering air, which leaves the air divider 1, a design of the two valve bodies 33 and 35 has proven to be suitable, where the valve body is conical and the angle between the cone surface and the longitudinal axis of the shaft is approximately 6.0 °.
It is essential that when the two valves are opened and closed, the total amount of conveying air and metering air does not suddenly double, since this would cause the conveying speed in the connecting line 21 to the powder coating device 23 to increase suddenly.
Because of the air divider proposed according to the invention, as shown, for example, in FIG. 2, it is now possible to quickly set the required amount of powder by a single manipulation without the conveying speed being influenced thereby.
Thus, based on the geometric relationships such as the hose diameter of the connecting hose 21, the hose length, and the coating conditions, such as the coating powder used, the input pressure is set by means of the input pressure regulator or pre-pressure regulator 25. The air divider 1 is then brought into a so-called basic position in which the conveying air is reduced to a minimum and thus also the amount of powder. The metering air 11 is fully open. By adjusting the rotary knob 5, the amount of air for both injector connections 15 and 19 is adjusted in the opposite direction until the conveying air entrains the amount of powder that is necessary for the coating. The additional or metering air 11 is reduced accordingly.
Thus, as already mentioned above, the setting can be carried out by means of a rotary knob 5, which is extremely user-friendly. This eliminates several elements, such as two pressure regulators with a corresponding flow rate display. It is also possible to directly display the powder quantity by means of the display 7, for example.
If several coating guns are used, the inlet pressure regulator 25 can be replaced by a proportional valve, by means of which the total output quantity can be easily adjusted. However, the individual pistols are then each supplied with conveying and metering air and the corresponding amount of powder by an air divider valve 1 or 3 described according to the invention. This means that each gun can be individually set and operated according to the coating requirements.
The air divider device 1 or the double valve 3 according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 represents only one possible example which can be modified, modified or supplemented in any way. So it is of course possible to operate the valve arrangement of the two coupled valves by means of two coupled but independent spindles. It is therefore not absolutely essential that the two valves arranged in a line can be actuated on one and the same shaft. The configuration of the valves is also not limited to the cone shape shown in FIG. 2, but the valves can also be designed or constructed differently.
It is essential to the invention for the air divider element that two valve elements are provided, which are coupled to one another in such a way that, when one valve element is opened, the other valve element is actuated in the closing direction. The two valve members are designed in such a way that the total sum of the air or gas passing through the two valves remains at least almost constant. After all, the total amount should not vary more so that finally the air speed in the feed line to the coating device is changed in such a way that the speed no longer falls within the required limit of 15-20 m / sec. comes to rest. The air divider described according to the invention is particularly suitable for air regulation in injectors for electrostatic powder coating.