CN108367306A - 具有过喷物清除系统的涂装隔室、用于清除过喷物的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种涂装隔室(10)包括涂装腔室(11)，涂料在所述涂装腔室(11)内被喷涂，并且涂装腔室被气流穿越以从隔室排出过喷物。离开隔室的气流通过过喷物清除单元(17)以从气流清除过喷物。清除单元(17)包括保持处于搅拌状态的松散的成堆的清洁元件(25)，可能地粒料，包含过喷物的气流通过清洁元件，以便将过喷物释放到成堆的元件上。还描述了一种用于清除过喷物的方法和一种具有隔室(10)和燃烧单元(32)的设备。

Description

具有过喷物清除系统的涂装隔室、用于清除过喷物的方法和 设备
描述
本发明涉及用于使用喷涂涂料进行涂装的类型的隔室，该隔室设置有用于清除过喷物(overspray)的创新性系统。本发明还涉及用于消除过喷物的方法和设备(plant)。
在喷涂涂料的技术中，所谓的“过喷物”(即，未沉积在被涂装的零部件上并且因此其必须从涂装隔室清除的被喷涂的涂料)的问题是熟知的。清除过喷物通常通过穿越隔室的合适气流来进行。
因此，在涂料可被释放到环境中或再次引入隔室之前，从隔室排出的气流必须使涂料被净化。
为此，已经提出了各种分离系统，例如使用水的类型的分离系统、静电类型的分离系统或具有适合于过滤液体颗粒的集成过滤器的分离系统。这些系统通常是复杂的，并且由于涂料的粘合性质而需要高度的维护。
已经提出了粉末惰化系统，其中气流被输送通过过滤器系统，该过滤器系统包括腔室，在腔室内吹送粉末形式的合适的惰性产品(例如，碳酸钙)，所述粉末吸收涂料颗粒并且然后被正常的灰尘过滤器截获。
然而，该系统需要相当大量的粉末，然后必须处理该相当大量的粉末而具有高昂的处理成本。粉末的采购并不总是容易的并且会是昂贵的。此外，需要相对复杂的技术来移动粉末，在腔室内以均匀的方式吹入粉末，截获粉末，并且在吸收涂料之后以有效的方式从气流中排出粉末。
所述过滤器成本昂贵并且需要相对频繁的维护以防止过滤器完全堵塞。
此外，腔室内的粉末的基本上随意的分布可能不足以防止涂料粘附到腔室的壁并且不足以可靠地消除所有过喷物。并且，试图沿着气流的路径提供更大浓度的粉末已经证明是不完全令人满意的。
本发明的总体目的是提供一种用于清除过喷物的方法，一种具有过喷物清除系统的涂装隔室以及一种能够实现有效清除过喷物的设备。另外的其它目的是以下这些：确保较少的维护、较低的管理成本和消耗材料成本以及较少的处理问题。
鉴于这些目的，根据本发明，已经出现的想法是提供一种涂装隔室，该涂装隔室包括涂装腔室，涂料在该涂装腔室中被喷涂，并且涂装腔室被气流穿越以从腔室中排出过喷物，离开腔室的气流通过过喷物清除单元以从气流清除过喷物，其特征在于，清除单元包括保持处于搅拌状态的松散的成堆的清洁元件，包含过喷物的气流通过清洁元件，以便将过喷物释放到清洁元件上。
也已经出现的想法是提供一种包括这种隔室的设备，并且该设备还包括用于从过喷物清除单元排出清洁元件的系统以及如果需要的话用于燃烧由排出系统供应的清洁元件的单元。
已经出现的另一个想法是提供一种用于从离开涂装隔室的气流中清除过喷物的方法，并且该方法包括以下步骤：使气流通过保持搅拌的松散的成堆的清洁元件，以便将过喷物释放到清洁元件上。
为了更清楚地说明本发明的创新性原理及其与现有技术相比的优点，下面将借助于附图描述应用这些原理的实施方案的示例。在附图中：
-图1示出应用本发明的原理的涂装隔室的示意性前视图；
-图2示出了根据图1的隔室的一部分的平面图；
-图3示出了应用本发明的原理的涂装隔室的第二实施方案的示意性前视图；
-图4示出了根据本发明的原理构造的设备的示意图。
参考附图，图1示出了根据本发明的总体上用10表示的涂装隔室。
该隔室包括用于涂装物体12(例如，机动交通工具主体)的腔室11。通过已知的输送系统13，例如间歇的或连续的输送线，待喷涂的物体被有利地运输到腔室11中。
腔室11设置有涂装装置或操作单元14，喷涂装置或操作单元14在被激活时将液体涂料喷涂到待涂装的物体的表面上。有利地，涂装装置可以通过已知的机器人臂来实现，所述机器人臂在其端部设置有喷枪或喷杯。
气流通过腔室11以从腔室清除过喷物。
有利地，这通过腔室11的由格栅组成的底板15获得，腔室空气通过格栅抽出以便从腔室中排出过喷物。因此，腔室的顶板设置有空气入口16，空气入口16也有利地设置有格栅和过滤器，以便在涂装操作期间具有从上向下竖直地通过腔室的连续的气流。
离开腔室的具有过喷物的气流被输送到过喷物清除单元17，清洁后的空气从过喷物清除单元17通过管道18离开。沿着空气路径存在的合适的抽吸器或风扇19使气流适当地移动。
单元17可以直接位于隔室的格栅底板的下方，或者可以通过合适的输送器连接至隔室的空气出口。例如，漏斗式输送器20可以设置在隔室的底板的下方。在必要时，输送器的内壁可以衬有已知的防粘材料或可清除的膜以防止过喷物的粘附。
出于将在下面变得清楚的原因，单元17的出口还可以设置有已知的粉尘过滤器21。
在通过过喷物清除单元17并被净化之后，空气流可以经由管道22向外部排出和/或经由管道23被输送回到腔室中。
已知的空气供应系统24可以具有相关的已知的处理系统，也可以提供有再循环或完全改变待输送到腔室的空气的可能性。
根据本发明的原理，清除单元17包括保持处于搅拌状态的松散的成堆的清洁元件25，包含过喷物的气流通过清洁元件25，以便在气流离开导管18之前，使过喷物释放到成堆的元件上。有利地，清洁元件成堆地堆积在一起，除了在它们之间自然产生的间隙之外彼此接触，并且还由于搅拌运动，穿越堆的空气通过所述间隙。
除了将元件的所有部分暴露于涂料之外，搅拌运动还防止清洁元件稳固地粘附到彼此并且防止间隙被涂料封闭。
有利地，清洁元件的尺寸比过喷物的平均液滴的尺寸大至少100倍，并且优选地大100倍和10,000倍。优选地，清洁元件具有在过喷物的液滴的平均尺寸的500倍和5000倍之间(有利地，大约1000倍)的至少更大的尺寸。例如，通常，过喷物的液滴被雾化成平均尺寸为7微米-15微米。
优选地，堆中的元件25可以具有大约1mm或更大的尺寸。
例如，元件25可以具有通常被界定的形状(圆柱形、圆锥形、球形、立方体形、四面体等)或不规则形状。例如，在大致圆柱形的情况下，元件25可具有在3mm和10mm之间(优选地约6mm)的直径和在5mm和50mm之间(优选地10mm和30mm之间)的长度。
不规则形状可以是通过用于获得清洁元件的方法直接生产的形状或者可以通过随后的处理获得。例如，这些元件可能由碎屑组成，即由木材或类似材料缩减成不规则的片屑或鳞屑而制成。
也可以使用惰性材料元件。特别地，可以使用粘土(例如，膨胀粘土球)。膨胀粘土较轻，相对便宜，具有良好的吸收涂料的性能，并且也可以通过涂料的燃烧来清除涂料，使得膨胀粘土可以再次被使用或以不同的方式处理。
空气必须通过的清洁元件的层将被调整，以便获得期望的过喷物的清除，保持压降在可接受的限值内，从而不会造成气流通道的过度阻塞。这还将取决于堆中的元件的形状和大小，元件的形状和大小将在松散的堆中的一个元件和邻近的元件之间自由地留下或多或少的空间。
清洁元件可以由不吸收涂料但保持被涂料涂覆的材料(例如，塑料、玻璃或金属)制成。在这种情况下，有用的形状可以是大致球形的形状，尽管也可以使用其它形状。一旦这些元件用涂料充分涂覆，它们可以用尚未被涂覆的其它元件替换，并且可以被销毁，或者如果需要再次使用的话可以被适当地清洁。
清洁元件还可以优选由植物材料制成，还可以从农业植物废物(例如，干草屑)、锯屑等获得。
清洁元件可以例如通过将所选定的材料转化成粒料的形式来制成。有利地，它们可以例如由木材刨削获得的粒料组成。源自植物的粒料可能是便宜的、轻便的以及易于运输的。
对于低成本的材料，一旦清洁元件已经被涂覆或被浸渍了一定量的涂料以致它们不能再充分地执行其保留过喷物的功能，消除清洁元件会变得有利。根据所选定的材料，消除可以以不同的方式执行。例如，元件可能被烧毁，用于形成建筑材料的一部分等等。
在清洁元件具有诸如产生细末的结构(例如，锯屑粒料)的情况下，可选的过滤器21防止这种细末被气流带走并排出或引入到隔室中。
为了搅拌堆以便允许空气通过堆并将所有清洁元件暴露于过喷物，可以使用各种系统。
特别地，有利的是，使用本身为已知类型的机械搅拌器(例如，具有在堆内旋转的马达驱动的部件、振动表面等)，以便保持成堆的清洁元件以适合于允许空气在堆内循环的方式被搅拌并且同时将元件的表面广泛暴露于由气团输送的过喷物，使得过喷物适当地从气流清除；此外，清洁元件的搅拌使得清洁元件既抵靠容纳表面(containing surface)又抵靠搅拌装置摩擦，防止清洁元件累积污垢。
图1示出了搅拌系统的示例，该搅拌系统由罐或腔室28形成，适当的搅拌装置在该罐或腔室内旋转。例如，搅拌装置可以包括叶片、臂或表面，所述叶片、臂或表面不同地倾斜并且在成堆的清洁元件内旋转。
特别地，罐或腔室28可以成形并且具有马达驱动的混合装置26，混合装置26以适当的速度围绕轴27旋转。装置在数量上还可以是两个，例如还相对于彼此反向旋转。
在搅拌系统中，旋转系统可以是各种类型的；例如已经发现有利的是，使用用于替换清洁元件的功能的螺旋送料器或阿基米德螺旋系统。以适当的速度旋转的系统保持成堆的清洁元件被搅拌，并且如果需要的话，即使在设备运行期间，也允许清洁元件容易地装载和卸载(也允许清洁元件自动地装载和卸载)。特别地，可以在一端为清洁元件提供受控的入口(例如，具有适当的闸阀)，并且可以在另一端处为污染元件提供出口。这些入口和出口可以例如根据堆中的元件被污染的速度而间隔地被激活。
如果需要的话，搅拌系统和加载系统还可以具有两个单独的装置，例如具有臂或其它搅拌元件以及具有螺旋送料器，用于使清洁元件从搅拌系统输送出来和朝向搅拌系统输送，如现在可以由本领域技术人员容易地想象的。
图2示出了单元17的可能的实施方案的平面图，单元17具有彼此并排布置的两个搅拌器或两个送料器螺旋部26，并且具有布置成水平且平行的马达驱动的轴27。两个搅拌器占用相同的旋转罐和正在被搅拌的相同的堆的元件。
如在图1中也可以看到的那样，空气出口有利地布置成防止清洁元件沿着空气管道溢出。空气出口还可以设置有格栅，用于将堆中的元件保持在旋转罐内。例如，空气出口可以布置在旋转部分的上半部分中。有利地，管道可以向上倾斜地布置。
还可以使用沿着旋转轴27布置的其它搅拌装置，例如合适形状的叶片、径向混合杆等来代替阿基米德螺旋部。
也可以使用不同的系统，例如振动系统。
振动系统例如可以是振动筛(vibrating grating)的形式，振动筛具有开口，开口的直径小于清洁元件的直径，并且成堆的元件搁置在该振动筛上，使得在振动筛振动时，空气可以在穿越振动筛。
送料器螺旋部或旋转装置还可以由与所示的数量不同的数量组成。例如，还可以使用单个送料器螺旋部或彼此并排布置的多于两个的送料器螺旋部。
旋转装置可以延伸成使其旋转轴沿着隔室底板的整个长度或者比隔室底板的整个长度短的长度。在后一种情况下，还可以提供沿着底板的长度对齐的数个单元17。
图3示出了图1的隔室的结构变型，其中隔室的底部将具有过喷物的空气输送到数个单元17以清除过喷物。以这种方式，单元17例如可以布置得更靠近隔室的底板和/或是更小的，这取决于底板的长度。这可能在特别长的隔室的情况下也是有用的。单元17与隔室的紧密程度减少了在过喷物到达成堆的清洁元件之前暴露于过喷物的表面。
单元17可以在底板的长度的一个或两个方向上彼此并排布置。
对于根据本发明的系统，被污染的松散的材料(其可以使用有利的已知的系统容易地运输)可以被燃烧，以从过喷物回收热能和/或在材料应是可燃的情况下回收材料本身的热能。
特别地，如果清洁元件由在对涂料选定的燃烧温度下不可燃的材料制成，则仅涂料会被燃烧，并且再次使用的清洁元件或因此被清洁的元件可以以不同的方式处理。例如，在膨胀粘土元件的情况下，可能只有涂料被燃烧。
另一方面，如果所选定的用于清洁元件的材料是燃料，那么一旦它们已经完成其过喷物保持功能，这些元件可以与涂料一起燃烧。
无论如何，能量可以有利地从在特定设备中的燃烧而被回收。
图4以示意性形式示出了使用元件25的可能循环。
图4所示的设备包括根据本发明实现的类型的隔室10，该隔室10具有用于清除过喷物的单元17，来自隔室的空气通过使成堆的清洁元件25保持搅拌来净化过喷物，在22处排出。堆中的元件可以通过本身已知的插入系统30(手动、半自动或自动)引入到单元17中，并且已使用的元件(在它们不再能够以足够的效率进行清除过喷物的意义而言)可以通过本身已知的排出系统31(手动、半自动或自动)从单元17取出，并被输送出来以在合适的燃烧单元32内燃烧(全部燃烧或仅涂料燃烧)，燃烧单元32在适当的温度下燃烧已使用的元件。可以提供用于净化烟气的合适的已知系统33。
有利地，燃烧单元32可以设置有热能回收装置34和/或用于从燃烧期间产生的热能产生电能的装置35。
例如，可以使用用于加热空间、水或其它流体的液体循环加热系统34和/或用于为电力线36供电的热电发电机35(有利地为具有交流发电机的涡轮机)。
热生产可以例如用于加热该设备的生产过程的相同空间或其它部分或使用该隔室的工厂。
所生产的电能可以补充使用该隔室的设备或工厂的电力需求。
在不可燃的清洁元件的情况下，它们可以在燃烧涂料之后被取出以在必要时回收。
此时，预定的目标如何已经被实现是清楚的。根据本发明使用保持搅拌的成堆的清洁元件确保令人满意地清除过喷物，同时将清除设备的复杂性保持在最低限度。此外，清洁元件可以容易地获取。例如，通过使用从植物废料中获得的粒料，可以实现清洁元件的大量生产并且仅需要有限的低污染生产技术，从而解决了农业废弃物的处置问题或类似问题。
利用根据本发明的系统，因为由于过喷物清除系统允许堆中的元件逐渐替换的情况而使过喷物清除系统可以连续地操作，所以还可以获得没有维护停机时间或具有短暂的维护停机时间的隔室。
此外，清洁元件可以容易地再循环，并且如果需要的话还允许生产热能和/或电能，从而产生附加值而不是纯处理成本。
成堆的清洁元件的本质上流体的特性能够实现在设备内的容易运输，并且还可以通过管道、带式输送器等容易地自动化所述运输。
在过喷物清除单元内，与过喷物接触的表面受到有效的涂料清洁作用，这是由于搅拌堆中的元件与这些表面摩擦。
此外，过喷物清除效率非常高，因为它是空气被迫通过接收过喷物的松散的成堆的清洁元件。例如，在粉末系统中，其中代替地它是吸收材料被吹入气流中，难以确保粉末的均匀密度，因此很有可能的是，过喷物的液滴可以完整地通过粉末颗粒而没有与粉末颗粒接触。
明显地，应用本发明的创新性原理的实施方案的以上描述通过对这些创新原理的示例的方式提供，并且因此不被认为是限制本文所要求保护的权利范围。例如，隔室和燃烧单元可以位于还是远离的两个位置，并且输送系统还可以包括运输交通工具。隔室和/或设备还可以包括这里未示出并且不构成本发明的主题的其它已知部分，并且操作方法可以包括其它操作步骤。

Claims (16)

1.一种涂装隔室(10)，包括涂装腔室(11)，涂料在所述涂装腔室中被喷涂，并且所述涂装腔室被气流穿越以从所述腔室中排出过喷物，离开所述腔室的气流通过过喷物清除单元(17)以从气流清除过喷物，其特征在于，所述清除单元(17)包括保持处于搅拌状态的松散的成堆的清洁元件(25)，包含过喷物的气流通过所述清洁元件，以便将过喷物释放到所述清洁元件上。
2.根据权利要求1所述的涂装隔室，其特征在于，所述清洁元件具有是形成过喷物的涂料液滴的平均尺寸的100倍和10,000倍之间的更大尺寸，并且有利地具有是过喷物的液滴的平均尺寸的500倍至5000倍之间的更大尺寸，并且特别有利地具有是过喷物的液滴的平均尺寸的约1000倍的更大尺寸。
3.根据权利要求1所述的涂装隔室，其特征在于，所述清洁元件具有大于1mm的尺寸。
4.根据权利要求1所述的涂装隔室，其特征在于，所述清除单元(17)包括用于保持搅拌所述成堆的清洁元件的机械搅拌器。
5.根据权利要求1所述的涂装隔室，其特征在于，所述清除单元(17)包括搅拌系统(26)和用于改变所述成堆的清洁元件的改变系统。
6.根据权利要求5所述的涂装隔室，其特征在于，所述搅拌系统和所述改变系统包括具有马达驱动的轴的螺旋输送器。
7.根据权利要求1所述的涂装隔室，其特征在于，所述清洁元件(25)包括植物材料和/或惰性材料。
8.根据权利要求1所述的涂装隔室，其特征在于，所述清洁元件(25)由粒料或碎屑形式的材料组成。
9.根据权利要求1所述的涂装隔室，其特征在于，所述清洁元件具有直径在2mm和10mm之间且长度在3mm和40mm之间的大致圆柱形的形状。
10.根据权利要求1所述的涂装隔室，其特征在于，所述涂装隔室包括用于从所述腔室(11)排出气流的格栅底板(15)，在所述格栅底板下方具有至少一个清除单元(17)，所述至少一个清除单元包括所述松散的成堆的清洁元件和包含机械搅拌装置(26)的腔室(28)。
11.一种设备，包括根据权利要求1至10中任一项所述的涂装隔室，并且所述设备还包括用于从所述过喷物清除单元(17)排出所述清洁元件的排出系统(31)以及用于燃烧所述清洁元件和/或由所述排出系统(31)供应的所述清洁元件上的涂料的燃烧单元(32)。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述燃烧单元(32)设置有用于回收热能和/或从所述热能生产电力的装置(34、35)。
13.一种用于从离开涂装隔室(10)的气流清除过喷物的方法，包括以下步骤：使气流通过保持搅拌的松散的成堆的清洁元件，以便将过喷物释放到所述成堆的元件上。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述清洁元件具有是形成过喷物的涂料液滴的平均尺寸的100倍和10,000倍之间的更大尺寸，并且有利地具有是过喷物的液滴的平均尺寸的500倍至5000倍之间的更大尺寸，并且特别有利地具有是过喷物的液滴的平均尺寸的约1000倍的更大尺寸。
15.根据权利要求13所述的方法，包括以下步骤：由可燃材料生产所述清洁元件；在气流中使用所述元件以清除过喷物；取出被涂料污染的元件；以及燃烧所取出的元件和/或所取出的元件上的涂料。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在燃烧期间，回收热能和/或生产电力。
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