DE102006032378A1

DE102006032378A1 - Vorrichtung zum Fördern pulverförmiger Medien

Info

Publication number: DE102006032378A1
Application number: DE200610032378
Authority: DE
Inventors: Erwin Hihn; Jan Reichler; Ralf Gronbach
Original assignee: Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-07-14
Also published as: WO2008006452A1; DE102006032378B4

Abstract

Eine Vorrichtung zum Fördern pulverförmiger fluidisierbarer Medien, insbesondere eines Lackpulvers, umfaßt einen Vorlagebehälter (10) mit einem Innenraum (50) für das zu fördernde Medium, welches durch eine Fördereinrichtung (58) aus dem Innenraum (50) förderbar ist. Der Auslaß einer Befülleinrichtung (100) ist mit einem wahlweise verschließbaren und freigebbaren Verbindungsweg (94, 96, 98, 102) zwischen der Befülleinrichtung (100) und dem Innenraum (50) des Vorlagebehälters (10) verbunden. Letztere umfaßt eine Fluidisierungseinrichtung (130, 128, 114) zum Fluidisieren des zu fördernden Mediums mit einem Fluidisierungsboden (114) aus porösem, gasdurchlässigem Material. Fluidisiertes Medium ist durch Fördermittel in der Befülleinrichtung (100) in Richtung auf deren Auslaß (102) förderbar, die zumindest teilweise durch einen Bereich des Fluidisierungsbodens (114) gebildet sind. Dieser Bereich ist in Richtung auf den Auslaß (102) rinnenartig ausgebildet und weist eine Neigung auf, so daß fluidisiertes Medium aufgrund der Schwerkraft zum Auslaß (102) gelangt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern pulverförmiger fluidisierbarer Medien, insbesondere eines Lackpulvers, mit

a) einem Vorlagebehälter mit einem Innenraum für das zu fördernde Medium, welches durch eine Fördereinrichtung aus dem Innenraum förderbar ist;
b) einer Befülleinrichtung mit einem Auslaß, der mit einem wahlweise verschließbaren und freigebbaren Verbindungsweg zwischen der Befülleinrichtung und dem Innenraum des Vorlagebehälters verbunden ist;
c) einer der Befülleinrichtung zugehörigen Fluidisierungseinrichtung zum Fluidisieren des zu fördernden Mediums, welche einen Fluidisierungsboden aus porösem, gasdurchlässigen Material umfaßt;
d) Fördermitteln, durch welche fluidisiertes Medium in der Befülleinrichtung in Richtung auf deren Auslaß förderbar ist.

Derartige Vorrichtungen werden insbesondere in der Oberflächentechnik, z.B. in der Automobilindustrie, zum Fördern von Lackpulver verwendet. Dabei wird Lackpulver aus dem Vorlagebehälter beispielsweise zu einer Applikationseinrichtung, insbesondere einem Rotationszerstäuber, gefördert. Der Vorlagebehälter wird von einer Befülleinrichtung gespeist, der ihrerseits Lackpulver beispielsweise aus einem sogenannten Big-Bag, in dem das Lackpulver angeliefert wird, zugeführt wird.
Bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art trennt der Fluidisierungsboden der Befülleinrichtung einen Raum, in dem zu förderndes Lackpulver vorliegt, von einem Druckraum, der mit Druckluft beaufschlagt werden kann. Wird einem solchen Druckraum Druckluft zugeführt, so strömt diese durch den gas- bzw. luftdurchlässigen Fluidisierungsboden hindurch in den Raum mit dem zu förderndem Lackpulver, wodurch dieses fluidisiert wird. Das fluidisierte Lackpulver ist fließfähig und wird dem Auslaß der Befülleinrichtung zugeführt, um von dort über den Verbindungsweg zwischen der Befülleinrichtung und dem Vorlagebehälter zu letzterem gefördert zu werden.
Bei bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art bestehen die Fördermittel zur Überführung des fluidisierten Lackpulvers in der Befülleinrichtung zu deren Auslaß ausschließlich aus Absauganlagen, welche z.B. nahe dem Auslaß einen Unterdruck erzeugen, wodurch fluidisiertes Lackpulver in Richtung auf den Auslaß der Befülleinrichtung angesaugt wird. Um innerhalb der Befülleinrichtung zu einer ausreichenden Förderung zu kommen, muß der Unterdruck an dem Auslaß verhältnismäßig hoch sein, was das fluidisierte Lackpulver ungünstig verwirbelt. Dadurch kann ein gleichmäßiger Fluß des fluidisierten Lackpulvers in Richtung auf den Auslaß beeinträchtigt sein, was sich wiederum in einem unerwünschten ungleichmäßigen Materialfluß von der Befülleinrichtung zum Vorlagebehälter niederschlagen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine gleichmäßige Überführung von fluidisiertem Medium innerhalb der Befülleinrichtung zu deren Auslaß auf baulich einfache Weise unterstützt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß

e) die Fördermittel zumindest teilweise durch einen Bereich des Fluidisierungsbodens gebildet sind, wobei dieser Bereich in Richtung auf den Auslaß rinnenartig ausgebildet ist und eine Neigung aufweist, so daß fluidisiertes Medium aufgrund der Schwerkraft zum Auslaß gelangt.

Diese Ausbildung bzw. Anordnung des Fluidisierungsbodens ermöglicht es, daß fluidisiertes Medium etwa wie eine Flüssigkeit über eine rinnenartige Vertiefung aufgrund der Schwerkraft in Richtung auf den Auslaß fließt. Dies unterstützt einen im wesentlichen gleichmäßigen Fluß des fluidisierten Mediums zum Auslaß der Befülleinrichtung und fördert so einen im wesentlichen gleichmäßigen Transport des Mediums von der Befülleinrichtung zum Innenraum des Vorlagebehälters. Wenn das fluidisierte Medium bereits in ausreichendem Maße allein durch die Schwerkraft über den Fluidisierungsboden zum Auslaß der Befülleinrichtung gelangt, kann sogar auf weitere Fördermittel, wie beispielsweise die bereits erwähnte Absauganlage oder dergleichen, verzichtet werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es ist vorteilhaft, wenn der rinnenartige Bereich des Fluidisierungsbodens in größerem Abstand zum Auslaß flacher ist als in weniger großen Abstand zum Auslaß. Anders ausgedrückt ist der rinnenartige Bereich in geringerem Abstand zum Auslaß tiefer als in größerem Abstand zum Auslaß. D.h., dem Auslaß benachbarte sich gegenüberliegende Randgebiete des rinnenartigen Bereichs verlaufen steiler als weiter vom Auslaß entfernte Randgebiete des rinnenartigen Bereichs des Fluidisierungsbodens. Somit wird insbesondere am Rand des rinnenartigen Bereich des Fluidisierungsbodens vorliegendes fluidisiertes Medium aufgrund der Schwerkraft um so stärker in Richtung auf den Auslaß beschleunigt und diesem gerichteter zugeführt, je geringer die Entfernung des betreffenden fluidisierten Mediums zum Auslaß ist.
Es ist bevorzugt, daß der rinnenartige Bereich des Fluidisierungsbodens senkrecht zur Längsrichtung des rinnenartigen Bereichs gekrümmt ist. Im Gegensatz zu einer beispielsweise quer zum Verlauf des rinnenartigen Bereichs gewinkelten Ausbildung desselben sind so möglicherweise den gleichmäßigen Fluß des fluidisierten Mediums zum Auslaß beeinträchtigende Kanten vermieden.
Ein im wesentlichen gleichmäßiger Fluß des fluidisierten Mediums in Richtung auf den Auslaß der Befülleinrichtung erfolgt, wenn die Krümmung des rinnenartigen Bereichs des Fluidisierungsbodens in von dem Auslaß weg weisende Richtung im wesentlichen gleichmäßig schwächer wird. Dabei kann der Fluidisierungsboden in einem von dem Auslaß entfernt liegenden Endbereich keine Krümmung aufweisen.
Es ist günstig, wenn der Auslaß in einer im wesentlich vertikal verlaufenden Seitenwand der Befülleinrichtung vorgesehen ist, an welcher der Fluidisierungsboden mit einem Außenrand anliegt, wobei der Auslaß nahe an dem Außenrand des Fluidisierungsbodens angeordnet ist. So kann das fluidisierte Medium ohne große störende Verwirbelungen in den Auslaß der Befülleinrichtung fließen. Dazu ist es zudem vorteilhaft, wenn zwischen dem Auslaß und dem Außenrand des Fluidisierungsbodens kein Abstand verbleibt.
Es ist bevorzugt, wenn der Auslaß ein Auslaßrohr umfaßt, welches bezogen auf eine im wesentlichen horizontale Ebene nach unten geneigt ist. Auf diese Weise kann fluidisiertes Medium, welches in den Auslaß eintritt, aufgrund der Schwerkraft über das Auslaßrohr abfließen. Dabei ist es günstig, wenn auch der Verbindungsweg zwischen der Befülleinrichtung und dem Vorlagebehälter bezogen auf eine im wesentlichen horizontale Ebene nach unten geneigt ist. So kann das fluidisierte Medium durch den gesamten Weg zwischen Befülleinrichtrung und Vorlagebehälter durch die Wirkung der Schwerkraft gefördert werden oder dessen Förderung durch die Wirkung der Schwerkraft zumindest unterstützt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
1 einen mit einer in 2 gezeigten Befülleinrichtung verbundenen Vorlagebehälter einer Pulverförderpumpe, wobei dieser und bereichsweise ein zwischen dem Vorlagebehälter und der Befülleinrichtung angeordnetes Spülventil im Schnitt gezeigt sind;
2 in gegenüber 1 kleinerem Maßstab die mit dem Vorlagebehälter verbundene Befülleinrichtung mit einer Bodenwanne;
3 einen Schnitt durch die Bodenwanne der Befülleinrichtung von 2 entlang der dortigen Schnittlinie III-III in kleinerem Maßstab als in 2;
4 eine Draufsicht von oben auf die Bodenwanne der 2 und 3; und
5 in gegenüber 1 größerem Maßstab das in 1 bereichsweise gezeigte Spülventil zwischen Vorlagebehälter und Befülleinrichtung im axialen Schnitt.
In 1 ist ein insgesamt mit 10 bezeichneter Vorlagebehälter einer Pulverförderpumpe gezeigt, welcher ein zylindrisches Gehäuse 12 aufweist. Dieses umfaßt einen unteren Gehäuseteil 14, einen mittleren Gehäuseteil 16 sowie einen oberen Gehäuseteil 18, welche als zu beiden Seiten hin offene Hohlzylinder mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, koaxial zueinander angeordnet und dicht miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 12 ist oben mit einer Abdeckplatte 20 und unten mit einem Boden 22 verschlossen. Das mittlere Gehäuseteil 16 weist eine gegenüber dem unteren Gehäuseteil 14 und dem oberen Gehäuseteil 18 geringere Wandstärke auf. Die Gehäuseteile 14, 16, 18, die Abdeckplatte 20 und der Boden 22 sind aus elektrisch leitfähigem Material, wie z.B. Edelstahl oder Aluminium, hergestellt, wobei zumindest diejenigen inneren Oberflächen, welche mit Lackpulver in Kontakt kommen können, glatt poliert sind. In einer Abwandlung kann das mittlere Gehäuseteil 16 aus einem transparenten Kunststoff gefertigt sein, so daß das Innere des Gehäuses 12 von außen einsehbar ist.
Der Boden 22 ist zentrisch von einer Gewindebohrung 26 durchsetzt, in welche von außen her ein Dämpfer 28 aus elastischem Material eingeschraubt ist. Mit diesem Dämpfer 28 sitzt der Vorlagebehälter 10 auf einer an und für sich bekannten und hier nicht weiter interessierenden Wägezelle 30 auf, über welche das Gewicht des Vorlagebehälters 10 erfaßbar ist. Die Wägezelle 30 ihrerseits ruht auf einer Halterung 32 für den Vorlagebehälter 10. Durch den Dämpfer 28 werden Erschütterungen, die beim Betrieb der Pulverförderpumpe auftreten und den Wiegevorgang negativ beeinflussen können, zumindest teilweise gedämpft.
Das untere Gehäuseteil 14 weist zwei radial verlaufende Gewinde-Durchgangsbohrungen 34, 36 auf, die zueinander koaxial angeordnet sind, so daß sie eine gemeinsame Achse 38 aufweisen. In gleicher Weise sind im oberen Gehäuseteil 18 zwei Gewindebohrungen 40, 42 mit gemeinsamer Achse 44 vorgesehen. Die Abdeckplatte 20 weist wie der Boden 22 zentrisch eine Gewindebohrung auf; diese trägt das Bezugszeichen 46.
Im unteren Gehäuseteil 14 ist nahe dem Boden 22 ein Fluidisierungsboden 48 aus einem porösen Material ähnlich demjenigen einer Fritte, welches gas- und insbesondere luftdurchlässig ist, gehalten. Der Fluidisierungsboden 48 trennt den Innenraum des Gehäuses 12 in einen oberhalb des Fluidisierungsbodens 48 liegenden Förderraum 50 und einen unterhalb des Fluidisierungsbodens 48 liegenden Druckraum 52. In letzteren kann über eine in 1 nicht zu erkennende Druckluftleitung Druckluft eingeblasen werden, welche durch den Fluidisierungsboden 48 hindurch in den Förderraum 50 strömt und darin befindliches Lackpulver fluidisiert. Letzteres wird dadurch fließfähig.
Der Fluidisierungsboden 48 weist eine in Richtung auf den Förderraum 50 weisende ebene Außenfläche 54 auf, die senkrecht zur Achse 24 des Gehäuses 12 des Vorlagebehälters 10 verläuft. Auf der in Richtung auf den Boden 22 des Gehäuses 12 weisenden Seite 56 des Fluidisierungsbodens 48 ist dessen Außenfläche konisch bzw. bereichsweise kegelstumpfförmig ausgebildet. D.h., der Fluidisierungsboden 48 verjüngt sich in Richtung auf den Boden 22.
Der Fluidisierungsboden 48 ist derart dimensioniert, daß er in einem seinem Umfangsrand benachbarten Bereich eine Dicke von etwa 10 mm und in einem seine Achse 24 umgebenden Bereich eine Dicke von etwa 50 mm aufweist. Im konischen Bereich seiner Außenfläche 54 nimmt die Dicke des Fluidisierungsbodens 48 von außen nach innen gleichmäßig zu. Radial ist der Fluidisierungsboden 48 gegenüber dem unteren Gehäuseteil 14 über einen hier nicht dargestellten O-Ring abgedichtet.
Die Gewindebohrungen 34 und 36 im unteren Gehäuseteil 14 halten eine Absaugeinrichtung 58, welche nach dem Venturi-Prinzip arbeitet. Dazu ist in die in 1 rechts zu erkennende Gewindebohrung 36 ein Absaugrohr 60 eingeschraubt, welches eine bezogen auf die Achse des Absaugrohrs 60 radiale Absaugbohrung 62 in Form einer Sackbohrung aufweist, die in der in 1 gezeigten Betriebsanordnung des Absaugrohres 60 in dem Gehäuse 12 parallel zu dessen Achse 24 verläuft. Die Öffnung der Absaugbohrung 62 weist dabei in Richtung auf den Fluidisierungsboden 48. Senkrecht zur Längsachse der Absaugbohrung 62 geht von dieser ein Förderkanal 64 ab, welcher ausgehend von der Absaugbohrung 62 zunächst einen sich relativ stark verjüngenden konischen Bereich 66 und sich daran anschließend einen sich wieder allmählich erweiternden Abschnitt 68 aufweist. Der Förderkanal 64 erstreckt sich koaxial zur gemeinsamen Achse 38 der Gewindebohrungen 34 und 36 im unteren Gehäuseteil 14 und mündet in einem Anschlußnippel 65 an der Außenseite des unteren Gehäuseteils 14.
Auf der dem Förderkanal 64 gegenüberliegenden Seite der Absaugbohrung 62 geht von dieser eine koaxial zum Förder kanal 64 verlaufende und nicht näher bezeichnete Durchgangsbohrung aus, in welcher eine Druckluftdüse 70 sitzt. Deren Düsenspitze ragt ein wenig in den konischen Bereich 66 des Förderkanals 64. Die Druckluftdüse 70 steht über eine Druckluftleitung 72, die sich durch die in 1 links zu erkennende Gewindebohrung 34 im unteren Gehäuseteil 14 hindurch erstreckt und darin gehalten ist, mit einer hier nicht dargestellten steuerbaren Druckluftquelle in Verbindung. Wird über die Düse 70 Druckluft in den Förderkanal 64 eingeblasen, so entsteht aufgrund der Venturiwirkung in der Absaugbohrung 62 ein Unterdruck. Dadurch wird sich im Förderraum 50 des Gehäuses 12 befindliches fluidisiertes Lackpulver über die Absaugbohrung 62 angesaugt und durch die Druckluft aus der Düse 70 in den Förderkanal 64 und weiter zum Anschlußnippel 65 gefördert. Der Anschlußnippel 65 seinerseits ist über einen nicht dargestellten Förderschlauch mit einem Verbraucher verbunden. Unter Verbraucher ist jedes Ziel zu verstehen, zu welchem fluidisiertes Medium gefördert werden soll. Handelt es sich bei dem Medium um Lackpulver, zählt zum Verbraucher z.B. eine Applikationseinrichtung, aber auch ein Vorlagebehälter einer weiteren Fördereinrichtung, die ihrerseits mit der Applikationseinrichtung verbunden ist.
In die Gewindebohrung 46 in der oberen Abdeckplatte 20 des Gehäuses 12 ist ein Verbindungsglied 74 eingeschraubt, welches ein in das Innere des Förderraums 50 des Gehäuses 12 ragendes Filterelement 76 trägt, das mit einem ersten Anschluß eines außerhalb des Gehäuses 12 vorgesehenen T-Verbindungsstücks 78 einer Druckluftleitung 80 verbunden ist. Der zweite Anschluß des T-Verbindungsstückes 78 ist mit einem an und für sich bekannten Sicherheitsventil 82 verbunden, während der dritte Anschluß des T-Verbindungsstücks 78 über einen Leitungsabschnitt 84 mit einer einen Druckmesser 86 umfassenden Venturi-Pumpe 88 verbunden ist, wie sie an und für sich bekannt ist. Stromauf der Venturi-Pumpe 88 sind ein hier nicht näher interessierendes Quetschventil 90, ein Geräuschdämpfer 92 und eine nicht gezeigte Druckluftquelle vorgesehen. Die Förderleistung der Pulverförderpumpe kann u.a. durch die in den Druckraum 52 eingeblasene und durch den Fluidisierungsboden 48 in den Förderraum 50 strömende Luft in Verbindung mit der Einstellung des Sicherheitsventils 82 beeinflußt werden. Je höher der Druck ist, der im Förderraum 50 vorherrscht, desto größer ist die Förderleistung.
Die in 1 links gezeigte Gewindebohrung 40 im oberen Gehäuseteil 18 ist durch einen Blindstopfen verschlossen. In die zweite, in 1 rechts zu erkennende Gewindebohrung 42 im oberen Gehäuseteil 18 des Gehäuses 12 ist eine nicht näher bezeichnete Halterung für ein Rohrstück 94 eingeschraubt, welche mit einer Stirnseite eines an und für sich bekannten Quetschventils 96 verbunden ist. Das Quetschventil 96 ist an seiner gegenüberliegenden Stirnseite mit einem bidirektionalen Spülventil 98 verbunden, welches in 1 nur bereichsweise, in 4 dagegen vollständig und im Detail gezeigt ist. Auf die Funktionsweise des Spülventils 98 wird nachstehend noch näher eingegangen.
Das Spülventil 98 ist auf der dem Quetschventil 96 gegenüberliegenden Seite mit einem Auslaßrohr 102 einer in 2 gezeigten Befülleinrichtung 100 verbunden. Das Rohrstück 94, das Quetschventil 96, das Spülventil 98 und das Auslaßrohr 102 bilden so gemeinsam einen Verbindungsweg zwischen der Befülleinrichtung 100 und dem Vorlagebehälter 10. Die Befülleinrichtung 100 weist einen oberen Trichter 104 und eine damit verbundene Bodenwanne 106 auf. Das Innere der Befülleinrichtung 100 ist von außen durch ein Sichtfenster 105 in der Wand des Trichters 104 einsehbar. Anstelle des Sichtfensters 105 kann auch eine in 2 nicht eigens gezeigte Öffnung vorgesehen sein, welche durch einen von außen zugänglichen abnehmbaren, in 2 nicht gezeigten Deckel dicht verschlossen ist. In diesem Fall ist oberhalb der Öffnung ein in das Innere des Trichters 104 ragendes gewinkeltes Bleck als eine Art Dach angebracht. Der Winkel des Bleches beträgt etwa 60°, so daß sich auf dem Blech im wesentlichen kein Lackpulver absetzen kann. Auf diese Weise kann der Deckel im Betrieb der Befülleinrichtung 100 abgenommen werden, ohne daß zu förderndes Medium durch die Öffnung aus dem Trichter 104 austritt.
Die Bodenwanne 106 ist senkrecht zur Längsachse 108 der Befülleinrichtung 100 gesehen rechteckig ausgebildet, was in 4 gut zu erkennen ist. Das Auslaßrohr 102 ist an einer Längsseite 110 der Bodenwanne 106 vorgesehen, und zwar mittig bezogen auf die Längserstreckung dieser Längsseite 110 (vgl. 4) und von dem Boden 112 der Bodenwanne 106 beabstandet (vgl. 2).
In der Bodenwanne 106 ist ein gekrümmter Fluidisierungsboden 114 gehalten. Der Fluidisierungsboden 114 liegt mit seinem Außenrand 123 an der Längsseite 110, mit seinem Außenrand 124 an der Längseite 118, mit seinem Außenrand 125 an der Schmalseite 120 und mit seinem Außenrand 126 an der Schmalseite 122 der Bodenwanne 106 an. Die Außenränder 124, 125 und 126 verlaufen geradlinig in einer gemeinsamen Ebene in im wesentlichen konstanten Abstand zum Boden 112 der Bodenwanne 106. Der Außenrand 123 des Fluidisierungsbodens 114 an der Längsseite 110 dagegen ist gekrümmt und hat einen von oben in Richtung auf den Boden 112 der Bodenwanne 106 gesehen konkaven Verlauf. Dadurch ist der Fluidisierungsboden 114 schaufelförmig und bildet eine Art Rinne, die in Richtung auf das Auslaßrohr 102 bezogen auf den Boden 112 der Bodenwanne 106 nach unten geneigt ist. Die Krümmung des Fluidisierungsbodens 114 wird mit zunehmender Entfernung von seinem Außenrand 123, der die größte Krümmung aufweist, in Richtung auf seinen gegenüberliegenden Außenrand 124, der keine Krümmung aufweist, schwächer. Die Krümmung des Fluidisierungsbodens 114 ist also umso schwächer, je größer die Entfernung zum Auslaßrohr 102 der Bodenwanne 106 ist.
Zwischen dem Fluidisierungsboden 114 und dem Boden 112 der Bodenwanne 106 ist ein Druckraum 128 gebildet, dem über eine Druckluftleitung 130 Druckluft zuführbar ist. Dazu steht letztere mit einer hier nicht gezeigten steuerbaren Druckluftquelle in Verbindung.
Die nicht eigens gekennzeichnete Eintrittsöffnung des Auslaßrohres 102 in der Längsseite 110 der Bodenwanne 106 ist so positioniert, daß zwischen ihr und dem Fluidisierungsboden 114 kein Abstand verbleibt. Das Auslaßrohr 102 selbst verläuft schräg nach unten in Richtung auf den Vorlagebehälter 10, wie es in 2 zu erkennen ist. Auf Höhe des Außenrandes des Fluidisierungsbodens 114 an der Längsseite 118 der Bodenwanne 106 ist an der gegenüberliegenden Längsseite 110 die Unterseite einer von außen zugänglichen Aufnahme 132 für einen hier nicht gezeigten Füllstandssensor vorgesehen (vgl. auch 3 und 4). In den 2 und 3 ist oberhalb des Fluidisierungsbodens 114 durch eine Kreuzschraffur Lackpulver 134 angedeutet.
Das in 1 bereichsweise zu erkennende Spülventil 98 ist in 5 in größerem Maßstab im axialen Schnitt gezeigt. Wie dort zu sehen ist, umfaßt das Spülventil 98 eine Verbindungshülse 136 mit einem radial nach innen weisenden Kragen 138, der mittig bezogen auf die Längserstreckung der Verbindungshülse 136 angeordnet ist. An beiden Endbereichen weist die Verbindungshülse 136 jeweils ein Innengewinde 140 auf, wobei die Wandstärke der Verbindungshülse 136 im Bereich 142 zwischen dem Innengewinde 140 und dem Kragen 138 geringer ist als im Bereich des Innengewindes 140 selbst.
An die Verbindungshülse 136 ist von beiden Seiten her jeweils eine Luftleiteinrichtung 144a, 144b angeschraubt, von denen nachstehend der Einfachheit halber lediglich die in 5 rechts zu erkennende Luftleiteinrichtung 144a erläutert wird. Die Erläuterung gilt sinngemäß entsprechend für die in 5 links gezeigte Luftleiteinrichtung 144b, die baugleich dazu ist. Die Buchstaben a und b bezeichnen jeweils, zu welcher der Luftleiteinrichtungen 144a oder 144b eine bestimmte Komponente gehört. Nachstehend wird diese Buchstaben-Kennzeichnung jedoch nur verwendet, wenn eine eindeutige Zuordnung notwendig ist.
Die Luftleiteinrichtung 144 umfaßt eine Anschlußhülse 146 mit einer ersten Stirnseite 148, welche von außen zugänglich ist. Ausgehend von dieser Stirnseite 148 weist die Anschlußhülse 146 in Richtung auf ihr gegenüberliegendes Ende einen Anschlußabschnitt 150 auf, dessen Außendurchmesser demjenigen der Verbindungshülse 136 des Spülventils 98 entspricht. Dieser Anschlußabschnitt 150 geht über eine senkrecht auf der Achse der Anschlußhülse 146 stehende umlaufende Stufenringfläche 152 in einen Außengewindeabschnitt 154 mit kleinerem Außendurchmesser über, der zum Innengewinde 140 der mittleren Hülse 136 komplementär ist. An den Außengewindeabschnitt 154 der Anschlußhülse 146 schließt sich über eine weitere senkrecht auf der Achse der Anschlußhülse 146 stehende umlaufende Stufenringfläche 156 ein Strömungsabschnitt 158 an. Dieser ist von in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Durchgangsbohrungen 160 durchsetzt, von denen in 5 jeweils eine im Schnitt zu erkennen ist. Auf die Außenmantelfläche des Strömungsabschnittes 158 der Anschlußhülse 146 ist ein Dichtring 162 mit rechteckigem Querschnitt aufgesetzt, der aus einem elastomeren Material, wie z.B. Polyurethan, gefertigt ist und eine Härte von 60 bis 90 Shore aufweist.
Fluchtend mit ihrer ringförmigen Stirnfläche 148 weist die Anschlußhülse 146 einen radial nach innen ragenden umlaufenden Rastkragen 161 auf.
Etwa mittig bezogen auf die Längserstreckung des Anschlußabschnitts 150 der Anschlußhülse 146 weist dieser einen radial nach innen ragenden umlaufenden Konterkragen 162 auf. In dem Bereich zwischen dem Konterkragen 162 und der Stufenringfläche 152 weist der Anschlußabschnitt 150 der Anschlußhülse 146 eine radiale Gewindebohrung 164 auf, in welche von außen ein Anschlußnippel 166 zur Verbindung mit einer hier nicht näher gezeigten Druckluftleitung eingeschraubt ist.
In dem Bereich von dem Konterkragen 162 bis zur axialen Position der Gewindebohrung 164 weist die Innenmantelfläche des Anschlußabschnitts 150 der Anschlußhülse 146 ein Innengewinde 168 auf. Über dieses ist eine Strömungshülse 170 in der Anschlußhülse 146 gehalten, deren einer Endbereich dazu mit einem entsprechenden Außengewinde 172 versehen ist. An dem dem Außengewinde 172 gegenüberliegenden Ende weist die Strömungshülse 170 einen radial nach außen ragenden umlaufenden Auflagekragen 174 auf. Zwischen der Außenmantelfläche 178 der Strömungshülse 170 und der Innenmantelfläche 180 der Anschlußhülse 146 verbleibt ein erster Ringraum 182. Dieser erstreckt sich in axialer Richtung zwischen dem Außengewinde 172 und dem Auflagekragen 174 der Strömungshülse 170. Die Strömungshülse 170 liegt an den Konterkragen 162 der Anschlußhülse 146 an, wenn sie ordnungsgemäß in die Anschlußhülse 146 eingedreht ist. In dieser Position liegt der Auflagekragen 174 der Strömungshülse 170 auf der stirnseitigen Ringfläche des Strömungsabschnitts 158 der Anschlußhülse 146 auf.
Zwischen dem Dichtring 162 und der Umfangswand 176 des Auflagekragens 174 der Strömungshülse 170 sowie der Innenmantelfläche der Verbindungshülse 136 in deren Bereich 142 mit geringerer Wandstärke ist ein zweiter Ringraum 184 gebildet.
Der Übergang von der parallel zur Achse 190 der Strömungshülse 170 verlaufenden Innenmantelfläche der Strömungshülse 170 zur senkrecht auf der Achse 190 stehenden stirnseitigen Außenfläche 186 des Auflagekragens 174 ist durch mehrere ringförmige Strömungsflächen 188 gebildet, von denen in 5 vier mit dem Bezugszeichen 188-1, 188-2, 188-3 und 188-4 bezeichnet sind. Diese Strömungsflächen 188 sind Schritten von etwa 7° zueinander geneigt.
Die Abmessungen der Verbindungshülse 136 des Spülventils 98, der Anschlußhülse 146 sowie der Strömungshülse 170 sind derart aufeinander abgestimmt, daß zwischen dem Kragen 138 der Verbindungshülse 136 und der stirnseitigen Außenfläche 186 der Strömungshülse 170 ein schmaler Spalt 192 von etwa 0,2 bis 0,5 mm Breite verbleibt.
Das Spülventil 98 nutzt den sogenannten Coanda-Effekt. Darunter ist das Phänomen zu verstehen, daß eine Luftströmung, die entlang eines gekrümmten Köpers strömt, der Krümmung der Oberfläche dieses Körpers folgt, so lange die Luftströmung in einem Winkel auf die Oberfläche des Körpers trifft, der kleiner als etwa 15° ist.
Wenn nun beim Spülventil 98 durch den Anschlußnippel 166a Druckluft in den Ringraum 182a eingeblasen wird, so drückt diese zunächst durch Durchgangsbohrungen 160a im Strömungsabschnitt 180a der Anschlußhülse 146a gegen den Dichtring 162a und weitet diesen radial auf, wodurch der Strömungsweg zum Ringraum 184a freigegeben wird. Die Druckluft strömt dann an dem geweiteten Dichtring 162a vorbei in den zweiten Ringraum 184a und von dort durch den Spalt 192a bezogen auf die Achse 190 des Spülventils 98 radial nach innen. Aufgrund der in 7°-Schritten zueinander geneigten Strömungsflächen 188a folgt die Druckluft dem Verlauf der durch die Strömungsflächen 188a gebildeten Oberfläche und wird so in Richtung auf die Stirnseite 148a der Anschlußhülse 146a der Luftleiteinrichtung 144a umgelenkt und verläßt das Spülventil 98 in Richtung der in 5 mit A bezeichneten Pfeile. Der gleiche Vorgang läuft ab, wenn der Anschlußnippel 166b des Spülventils 98 mit Druckluft beaufschlagt wird. Dann verläßt die eingebrachte Druckluft das Spülventil 98 jedoch in Richtung der in 5 mit dem Buchstaben B bezeichneten Pfeile.
Im Gegensatz zum Dichtring 162 sind die Verbindungshülse 136, die Anschlußhülse 146 und die Strömungshülse 170 aus einem kohlenstoffdotierten Kunststoff, inbesondere POM, gefertigt.
Die Anschlußhülse 146a des Spülventils 98 ist mit dem Auslaßrohr 102 der Befülleinrichtung 100 und die Anschlußhülse 146b des Spülventils 98 mit dem Quetschventil 96 (vgl. 1) verbunden.
Die oben beschriebene Pulverförderpumpe funktioniert wie folgt:
In der Befülleinrichtung 100 liegt zunächst zu förderndes Lackpulver vor, wobei der Füllstand höher ist als es in den 2 und 3 anhand des Lackpulvers 134 gezeigt ist. Druckluft wird in den Druckraum 128 der Befülleinrichtung 100 über die Druckluftleitung 130 eingeblasen. Diese strömt durch den Fluidisierungsboden 114 und fluidisiert das darüber liegende Pulver 134. Das fluidisierte Pulver ist fließfähig, ähnlich einer Flüssigkeit, und folgt bereits aufgrund der Schwerkraft der Neigung des gekrümmten Fluidisierungsbodens 114 in Richtung auf das Auslaßrohr 102 der Befülleinrichtung 100.
So lange noch kein Pulver 134 zum Vorlagebehälter 10 gelangen soll, ist das Quetschventil 96 geschlossen und das Spülventil 98 wird über seinen Anschlußnippel 166a mit Druckluft beaufschlagt, so daß Druckluft in Richtung der Pfeile A in das Auslaßrohr 102 und durch dieses in die Befülleinrichtung 100 strömt. Auf diese Weise wird verhindert, daß Lackpulver aufgrund der Schwerkraft in den Auslaß 102 fließt, da es durch die aus dem Spülventil 98 in die Befülleinrichtung 100 strömende Druckluft zurückgeblasen wird.
Soll nun Lackpulver aus der Befülleinrichtung 100 in den Vorlagebehälter 10 überführt werden, so wird das Quetschventil 96 geöffnet. Gleichzeitig wird die Druckluftzufuhr zum Anschlußnippel 166a des Spülventils 98 unterbrochen und dafür dessen Anschlußnippel 166b mit Druckluft gespeist. Dadurch, daß die Druckluftzufuhr zum Anschlußnippel 166a des Spülventils 98 unterbrochen ist, drückt keine Druckluft mehr gegen den Dichtring 162a, weshalb sich dieser wieder an die Außenmantelfläche des Strömungsabschnitts 158a der Anschlußhülse 146a anlegt. Somit erfüllt der Dichtring 162a die Funktion einer Rückschlag-Sicherung und verhindert, daß Lackpulver aus dem Inneren des Spülventils 98 durch den Spalt 192a über den zweiten Ringraum 184a, Durchgangsbohrungen 162a, den ersten Ringraum 182a und die Gewindebohrung 164a in den Anschlußnippel 166a und von dort in die damit verbundene Druckluftleitung gelangt.
Während des Befüllvorgangs, bei dem Lackpulver von der Befülleinrichtung 100 zum Vorlagebehälter 10 der Pulverförderpumpe überführt wird, wird der Förderraum 50 des Vorlagebehälters 10 gegenüber der Umgebung drucklos oder unter leichtem Unterdruck gehalten. Der Fluidisierungsboden 114 in der Bodenwanne 106 der Befülleinrichtung 100 wirkt gleichsam als leitende Förderrinne für fluidisiertes Lackpulver und dieses tritt in das Auslaßrohr 102 ein und fließt unter Wirkung der Schwerkraft und des Unterdrucks im Förderraum 50 weiter in das Spülventil 98. Das Spülventil 98 ist über den Anschlußnippel 166b mit Druckluft beaufschlagt, die, wie schon erwähnt, das Spülventil 98 in Richtung der Pfeile B verläßt. Diese Druckluft reißt von der Befülleinrichtung 100 kommendes und zur Verbindungshülse 136 des Spülventils 98 gelangendes fluidisiertes Lackpulver mit sich und fördert dieses so über das offene Quetschventil 96 und das Rohrstück 94 in den Förderraum 50 des Vorlagebehälters 10, wobei gleichzeitig die Fluidisierung des Lackpulvers aufrechterhalten wird.
Ist entsprechend einer bestimmten Soll-Vorgabe genug Pulver von der Befülleinrichtung 100 in den Vorlagebehälter 10 überführt worden, so wird das Spülventil 98 zunächst zusätzlich zum Anschlußnippel 166b über den Anschlußnippel 166a mit Druckluft beaufschlagt. Dies bedeutet, daß Druckluft das Spülventil 98 nun in beide Richtungen der Pfeile A, B verläßt. Aufgrund der in Richtung der Pfeile A strömenden Druckluft wird ein Weiterfließen von fluidisiertem Pulver aus der Befülleinrichtung 100 verhindert. Gleichzeitig wird durch die in Richtung der Pfeile B strömende Druckluft das Quetschventil 96 bzw. dessen hier nicht zu erkennender Durchgangskanal von fluidisiertem Pulver befreit und gleichsam freigeblasen, wobei auch dieses Lackpulver in den Vorlagebehälter 10 überführt wird. Nach einem gewissen Zeitraum, der zur Reinigung des Durchgangskanals des Quetschventils 96 ausreicht, wird dieses geschlossen und die Speisung des Spülventils 98 über den Anschlußnippel 166b mit Druckluft wird eingestellt. Über den Anschlußnippel 166a wird das Spülventil 98 weiter mit Druckluft beaufschlagt, so daß Lackpulver nicht aus der Befülleinrichtung 100 austreten kann.
Nach dem Befüllvorgang wird der Förderraum 50 des Vorlagebehälters 10 über die Druckluftleitung 80 und das Filterelement 76 auf einem Überdruck von etwa 0,2 bis 0,5 bar gebracht und dieser Druck gehalten. Der Druckraum 52 des Vorlagebehälters 10 wird über die erwähnte, nicht zu erkennende Druckluftleitung mit Fluidisierungsluft beaufschlagt, welche durch den Fluidisierungsboden 48 des Vorlagebehälters 10 strömt. Aufgrund der Tatsache, daß der Fluidisierungsboden 48 des Vorlagebehälters 10 radial außen dünner ist als radial innen, hat die aus dem Fluidisierungsboden 48 in den Förderraumes 50 des Vorlagebehälters 10 strömende Fluidisierungsluft eine umso höhere Strömungsgeschwindigkeit, je weiter radial außen sie den Fluidisierungsboden 48 durchströmt hat. Aufgrund dieser unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten der Fluidisierungsluft sind Luftlöcher vermieden, in denen ggfs. weniger oder gar kein Lackpulver vorliegt. Mit anderen Worten kommt es im Förderraum 50 zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Pulverpartikel in der Fluidisierungsluft.
Um das fluidisierte Lackpulver aus dem Vorlagebehälter 10 zu einem Verbraucher zu fördern, wird nun die Absaugeinrichtung 58 aktiviert, indem Druckluft über die Druckluftleitung 72 und die Düse 70 in den Förderkanal 64 des Absaugrohres 60 eingeblasen wird. Aufgrund des Venturi-Effektes entsteht an der Absaugbohrung 62 ein Unterdruck, aufgrund dessen fluidisiertes Lackpulver aus dem Förderraum 50 des Vorlagebehälters 10 abgesaugt wird und durch die aus der Druckluftdüse 70 ausströmende Druckluft in den Förderkanal 64 mitgerissen und weiter in eine hier nicht gezeigte, über den Anschlußnippel 65 mit dem Förderkanal verbundene Förderleitung gefördert wird, die zum Verbraucher führt. Der im Förderraum 50 herrschende Überdruck führt dazu, daß mehr fluidisiertes Lackpulver gefördert wird als ohne diesen Überdruck, wodurch die Förderleistung der Pulverförderpumpe positiv beinflußt ist.
Über die Wägezelle 30 kann stets verfolgt werden, welche Mengen an fluidisiertem Lackpulver gefördert werden. Über den nicht dargestellten Sensor in der Sensoraufnahme 132 der Fülleinrichtung 100 kann darüber hinaus stets erfaßt werden, ob der Füllstand der Befülleinrichtung 100 einen minimalen Wert erreicht, so daß neues Pulver nachgelegt werden muß.
Die Fördergeschwindigkeit der Pulverförderpumpe liegt bei etwa 2,5 m/sec. Dies ist im Vergleich zu bekannten Pulverförderpumpen relativ langsam, hat jedoch den Vorteil, daß das Lackpulver schonend gefördert und, u.a. durch Reibung, weniger stark mechanisch und/oder thermisch beansprucht wird. Dadurch ist eine konstantere Qualität des geförderten Lackpulvers gewährleistet.
Die oben beschriebene Pulverförderpumpe dient vornehmlich als Transferpumpe zwischen einem Lackpulver-Reservoir und einem Zwischenbehälter, von dem aus eine Applikationseinrichtung gespeist wird. Die Pulverförderpumpe ist jedoch auch dazu geeignet, Lackpulver direkt zu einer Applikationseinrichtung zu fördern.
Das Spülventil 98 hat einen Durchgangskanal, welcher Teil des Verbindungsweges bzw. des Förderkanals zwischen der Befülleinrichtung 100 und dem Vorlagebehälter 10 ist. Durch das Spülventil 98 ist es möglich, Druckluft von radial außen in diesen Verbindungsweg einzubringen, derart, daß die Druckluft im wesentlichen parallel zur Achse des Verbindungsweges in denselben strömt.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist in die in 1 links gezeigte Gewindebohrung 40 im oberen Gehäuseteil 18 des Gehäuses 12 anstelle des Blindstopfens eine Halterung für ein Rohrstück eingeschraubt, welches dem in 1 gezeigten Rohrstück 94 entspricht und welches mit einer Stirnseite eines weiteren Quetschventils 96 verbunden ist, das über ein zweites Spülventil 98 zu dem Auslaßrohr 102 einer zweiten Befülleinrichtung 100 führt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel mit zwei Befülleinrichtungen 100 kann die Zufuhr von Lackpulver aus beiden Befülleinrichtungen 100 gleichzeitig erfolgen, so lange in jeder der Befülleinrichtungen 100 der Füllstand des Lackpulvers oberhalb des Füllstandssensors liegt. Fällt bei einer der zwei Befülleinrichtungen 100 der Füllstand des Lackpulvers auf ein Niveau unterhalb des Füllstandssensors, so kann aus der anderen Befülleinrichtung noch weiter Lackpulver zum Vorlagebehälter 10 gefördert werden, während die andere Befülleinrichtung 100 mit geringem Füllstand des Lackpulvers zunächst aufgefüllt wird.
Bei einem derartigen zweikanaligen System ist so eine im wesentlichen kontinuierliche Beschickung des Vorlagebehälters 10 der Pulverförderpumpe mit Lackpulver möglich.

Claims

Vorrichtung zum Fördern pulverförmiger fluidisierbarer Medien, insbesondere eines Lackpulvers, mit a) einem Vorlagebehälter (10) mit einem Innenraum (50) für das zu fördernde Medium, welches durch eine Fördereinrichtung (58) aus dem Innenraum (50) förderbar ist; b) einer Befülleinrichtung (100) mit einem Auslaß (102), der mit einem wahlweise verschließbaren und freigebbaren Verbindungsweg (94, 96, 98, 102) zwischen der Befülleinrichtung (100) und dem Innenraum (50) des Vorlagebehälters (10) verbunden ist; c) einer der Befülleinrichtung (10) zugehörigen Fluidisierungseinrichtung (130, 128, 114) zum Fluidisieren des zu fördernden Mediums, welche einen Fluidisierungsboden (114) aus porösem, gasdurchlässigem Material umfaßt; d) Fördermitteln, durch welche fluidisiertes Medium in der Befülleinrichtung (100) in Richtung auf deren Auslaß (102) förderbar ist; dadurch gekennzeichnet, daß e) die Fördermittel zumindest teilweise durch einen Bereich des Fluidisierungsbodens (114) gebildet sind, wobei dieser Bereich in Richtung auf den Auslaß (102) rinnenartig ausgebildet ist und eine Neigung aufweist, so daß fluidisiertes Medium aufgrund der Schwerkraft zum Auslaß (102) gelangt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rinnenartige Bereich des Fluidisierungsbodens (114) in größerem Abstand zum Auslaß (102) flacher ist als in weniger großem Abstand zum Auslaß (102).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rinnenartige Bereich des Fluidisierungsbodens senkrecht zur Längsrichtung des rinnenartigen Bereichs gekrümmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung des rinnenartigen Bereichs des Fluidisierungsbodens (114) in von dem Auslaß (102) weg weisender Richtung im wesentlichen gleichmäßig schwächer wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidisierungsboden (114) in einem von dem Auslaß (102) entfernt liegenden Endbereich keine Krümmung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (102) in einer im wesentlichen vertikal verlaufenden Seitenwand (110) der Befülleinrichtung (100) vorgesehen ist, an welcher der Fluidisierungsboden (114) mit einem Außenrand (123) anliegt, wobei der Auslaß (102) nahe an dem Außenrand (123) des Fluidisierungsbodens (114) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Auslaß (102) und dem Außenrand (123) des Fluidisierungsbodens (114) kein Abstand verbleibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (102) ein Auslaßrohr (102) umfaßt, welches bezogen auf eine im wesentlichen horizontalen Ebene nach unten geneigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsweg (94, 96, 98, 102) zwischen der Befülleinrichtung (100) und dem Innenraum (50) des Vorlagebehälters (10) bezogen auf eine im wesentlichen horizontale Ebene nach unten geneigt ist.