DE102006032380B4 - Vorrichtung zum Fördern fluidisierbarer Medien - Google Patents
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Abstract
a) einem Vorlagebehälter (10) mit einem Innenraum (50, 52), der einen mit zu förderndem Medium befüllbaren Förderbereich (50) und einen mit Fluidisierungsgas, insbesondere Druckluft, beaufschlagbaren Druckbereich (52) umfasst;
b) einer Überleiteinrichtung, über welche Fluidisierungsgas aus dem Druckbereich (52) in den Förderbereich (50) übergeleitet wird, wodurch zu förderndes Medium im Förderbereich (50) fluidisiert wird, und welche ihrerseits einen Fluidisierungsboden (48) aus porösem, gasdurchlässigem Material umfasst, welcher zwischen dem Druckbereich (52) und dem Förderbereich (50) angeordnet ist;
c) einer Fördereinrichtung (58), durch welche fluidisiertes Medium aus dem Förderraum (50) heraus förderbar ist;
wobei
d) die Überleiteinrichtung so ausgestaltet ist, dass Fluidisierungsgas mit lokal unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten in den Förderbereich (50) einströmt;
dadurch gekennzeichnet, dass
e) der Fluidisierungsboden (48) unterschiedliche Dicken aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern fluidisierbarer Medien, insbesondere eines Lackpulvers, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Derartige Vorrichtungen sind aus der
EP 0 452 152 A2 bekannt und werden insbesondere in der Oberflächentechnik, z. B. in der Automobilindustrie, zum Fördern von Lackpulver verwendet. Vorrichtungen der eingangs genannten Art können beispielsweise eingesetzt werden, um Lackpulver zu einer Applikationseinrichtung, beispielsweise einem Rotationszerstäuber, zu fördern. Häufig wird eine derartige Vorrichtung jedoch auch dafür verwendet, Lackpulver aus einem Reservoir, beispielsweise einem sogenannten Big-Bag, in dem das Lackpulver angeliefert wird, zu einem Vorlagebehälter einer anderen Fördervorrichtung zu überführen, von dem aus das Lackpulver zu einer Applikationseinrichtung gefördert wird. - Bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art ist die Überleiteinrichtung üblicherweise durch einen Fluidisierungsboden aus porösem, für das Fluidisierungsgas, insbesondere Druckluft, durchlässigem Material gebildet. In der Regel wird Druckluft in den Druckraum eingebracht, welcher unterhalb des Förderraums angeordnet ist. Diese Druckluft dringt dann durch den Fluidisierungsboden in den Förderraum ein und strömt somit von unten gegen das im Förderraum befindliche Lackpulver. Das heißt, beim Fluidisieren wird das Lackpulver nach oben geblasen. Dabei kommt es häufig vor, dass sogenannte ”Luftlöcher” entstehen, womit Bereiche innerhalb des Luft-Pulver-Gemischs gemeint sind, in denen kein Lackpulver vorhanden ist oder gegenüber dem umgebenden Gemisch nur wenige Pulverpartikel vorliegen. Gelangen solche Bereiche in die Fördereinrichtung, durch welche fluidisiertes Medium aus dem Förderraum heraus gefördert werden soll, so resultiert ein ungleichmäßiger Förderdurchsatz, der unerwünscht ist. Insbesondere, wenn eine Fördervorrichtung der eingangs genannten Art Lackpulver direkt zu einer Applikationseinrichtung fördert, können derartige Luftlöcher und daraus resultierende Unterbrechungen in der Materialzufuhr zu einem qualitativ minderwertigen Beschichtungsergebnis führen.
- Dadurch, dass die Überleiteinrichtung so ausgestaltet ist, dass das Fluidisierungsgas mit lokal unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten in den Förderbereich einströmt, ist es möglich, dass das im Förderraum befindliche Lackpulver verwirbelt wird und es zu einer guten, im Wesentlichen homogenen Durchmischung von Fluidisierungsgasen und Lackpulver ohne die Bildung der angesprochenen Luftlöcher kommt. Es ist insbesondere günstig, wenn die Überleiteinrichtung einen Fluidisierungsboden aus porösem, gasdurchlässigem Material umfasst, der zwischen dem Druckbereich und dem Förderbereich angeordnet ist. Ein derartiger Fluidisierungsboden ist relativ leicht herstellbar und kann kostengünstig an individuelle Anforderungen, beispielsweise eine bestimmte Form, angepasst werden.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Gefahr von Luftlöchern vermindert ist.
- Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Fluidisierungsboden unterschiedliche Dicken aufweist.
- Die gewünschten lokal unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten des Fluidisierungsgases werden damit dadurch erzielt, dass den Fluidisierungsboden in unterschiedlich dicken Bereichen durchströmendes Fluidisierungsgas jeweils unterschiedlich lange durch den Fluidisierungsboden hindurchströmt. Je länger Fluidisierungsgas durch den Fluidisierungsboden strömt, desto langsamer verlässt es den Fluidisierungsboden in Richtung auf den Förderraum.
- Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Wenn die Überleiteinrichtung so ausgestaltet ist, dass Bereiche des Fluidisierungsgases, die unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten haben, in weitgehend gleiche Richtungen strömen, wird Lackpulver in vorteilhafter Weise von einer Seite her mit Fluidisierungsgasen beaufschlagt.
- Dabei ist es günstig, wenn der Fluidisierungsboden in einem innenliegenden Bereich dicker ist als in einem seinem Außenrand benachbarten Bereich. Dies hat zur Folge, daß Fluidisierungsgas, das den Fluidisierungsboden aus dessen innenliegendem Bereich verläßt, langsamer ist, als Fluidisierungsgas, das den Fluidisierungsboden aus dessen äußerem Bereich verläßt.
- Günstige Strömungsgeschwindigkeiten lassen sich erzielen, wenn der Fluidisierungsboden eine minimale Dicke von etwa 10 mm und eine maximale Dicke von etwa 50 mm hat.
- Ein im wesentlichen gleichmäßiger Geschwindigkeitsgradient wird erreicht, wenn eine Außenfläche des Fluidisierungsbodens im wesentlichen eben ausgebildet ist und die gegenüberliegende Außenfläche des Fluidisierungsbodens im wesentlichen konisch ausgebildet ist. Dabei wird ein gutes Ergebnis erzielt, wenn die im wesentlichen ebene Außenfläche in Richtung auf den Förderraum weist.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
-
1 einen mit einer in2 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 gegenüber1 kleinerem Maßstab die mit dem Vorlagebehälter verbundene Befülleinrichtung mit einer Bodenwanne; -
3 einen Schnitt durch die Bodenwanne der Befülleinrichtung von2 entlang der dortigen Schnittlinie III-III in kleinerem Maßstab als in2 ; -
4 eine Draufsicht von oben auf die Bodenwanne der2 und3 ; und -
5 in gegenüber1 größerem Maßstab das in1 bereichsweise gezeigte Spülventil zwischen Vorlagebehälter und Befülleinrichtung im axialen Schnitt. - In
1 ist ein insgesamt mit10 bezeichneter Vorlagebehälter einer Pulverförderpumpe gezeigt, welcher ein zylindrisches Gehäuse12 aufweist. Dieses umfaßt einen unteren Gehäuseteil14 , einen mittleren Gehäuseteil16 sowie einen oberen Gehäuseteil18 , welche als zu beiden Seiten hin offene Hohlzylinder mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, koaxial zueinander angeordnet und dicht miteinander verbunden sind. Das Gehäuse12 ist oben mit einer Abdeckplatte20 und unten mit einem Boden22 verschlossen. Das mittlere Gehäuseteil16 weist eine gegenüber dem unteren Gehäuseteil14 und dem oberen Gehäuseteil18 geringere Wandstärke auf. Die Gehäuseteile14 ,16 ,18 , die Abdeckplatte20 und der Boden22 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 Gehäuseteil16 aus einem transparenten Kunststoff gefertigt sein, so daß das Innere des Gehäuses12 von außen einsehbar ist. - Der Boden
22 ist zentrisch von einer Gewindebohrung26 durchsetzt, in welche von außen her ein Dämpfer28 aus elastischem Material eingeschraubt ist. Mit diesem Dämpfer28 sitzt der Vorlagebehälter10 auf einer an und für sich bekannten und hier nicht weiter interessierenden Wägezelle30 auf, über welche das Gewicht des Vorlagebehälters10 erfaßbar ist. Die Wägezelle30 ihrerseits ruht auf einer Halterung32 für den Vorlagebehälter10 . Durch den Dämpfer28 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-Durchgangsbohrungen34 ,36 auf, die zueinander koaxial angeordnet sind, so daß sie eine gemeinsame Achse38 aufweisen. In gleicher Weise sind im oberen Gehäuseteil18 zwei Gewindebohrungen40 ,42 mit gemeinsamer Achse44 vorgesehen. Die Abdeckplatte20 weist wie der Boden22 zentrisch eine Gewindebohrung auf; diese trägt das Bezugszeichen46 . - Im unteren Gehäuseteil
14 ist nahe dem Boden22 ein Fluidisierungsboden48 aus einem porösen Material ähnlich demjenigen einer Fritte, welches gas- und insbesondere luftdurchlässig ist, gehalten. Der Fluidisierungsboden48 trennt den Innenraum des Gehäuses12 in einen oberhalb des Fluidisierungsbodens48 liegenden Förderraum50 und einen unterhalb des Fluidisierungsbodens48 liegenden Druckraum52 . In letzteren kann über eine in1 nicht zu erkennende Druckluftleitung Druckluft eingeblasen werden, welche durch den Fluidisierungsboden48 hindurch in den Förderraum50 strömt und darin befindliches Lackpulver fluidisiert. Letzteres wird dadurch fließfähig. - Der Fluidisierungsboden
48 weist eine in Richtung auf den Förderraum50 weisende ebene Außenfläche54 auf, die senkrecht zur Achse24 des Gehäuses12 des Vorlagebehälters10 verläuft. Auf der in Richtung auf den Boden22 des Gehäuses12 weisenden Seite56 des Fluidisierungsbodens48 ist dessen Außenfläche konisch bzw. bereichsweise kegelstumpfförmig ausgebildet. D. h., der Fluidisierungsboden48 verjüngt sich in Richtung auf den Boden22 . - Der Fluidisierungsboden
48 ist derart dimensioniert, daß er in einem seinem Umfangsrand benachbarten Bereich eine Dicke von etwa 10 mm und in einem seine Achse24 umgebenden Bereich eine Dicke von etwa 50 mm aufweist. Im konischen Bereich seiner Außenfläche54 nimmt die Dicke des Fluidisierungsbodens48 von außen nach innen gleichmäßig zu. Radial ist der Fluidisierungsboden48 gegenüber dem unteren Gehäuseteil14 über einen hier nicht dargestellten O-Ring abgedichtet. - Die Gewindebohrungen
34 und36 im unteren Gehäuseteil14 halten eine Absaugeinrichtung58 , welche nach dem Venturi-Prinzip arbeitet. Dazu ist in die in1 rechts zu erkennende Gewindebohrung36 ein Absaugrohr60 eingeschraubt, welches eine bezogen auf die Achse des Absaugrohrs60 radiale Absaugbohrung62 in Form einer Sackbohrung aufweist, die in der in1 gezeigten Betriebsanordnung des Absaugrohres60 in dem Gehäuse12 parallel zu dessen Achse24 verläuft. Die Öffnung der Absaugbohrung62 weist dabei in Richtung auf den Fluidisierungsboden48 . Senkrecht zur Längsachse der Absaugbohrung62 geht von dieser ein Förderkanal64 ab, welcher ausgehend von der Absaugbohrung62 zunächst einen sich relativ stark verjüngenden konischen Bereich66 und sich daran anschließend einen sich wieder allmählich erweiternden Abschnitt68 aufweist. Der Förderkanal64 erstreckt sich koaxial zur gemeinsamen Achse38 der Gewindebohrungen34 und36 im unteren Gehäuseteil14 und mündet in einem Anschlußnippel65 an der Außenseite des unteren Gehäuseteils14 . - Auf der dem Förderkanal
64 gegenüberliegenden Seite der Absaugbohrung62 geht von dieser eine koaxial zum Förderkanal64 verlaufende und nicht näher bezeichnete Durchgangsbohrung aus, in welcher eine Druckluftdüse70 sitzt. Deren Düsenspitze ragt ein wenig in den konischen Bereich66 des Förderkanals64 . Die Druckluftdüse70 steht über eine Druckluftleitung72 , die sich durch die in1 links zu erkennende Gewindebohrung34 im unteren Gehäuseteil14 hindurch erstreckt und darin gehalten ist, mit einer hier nicht dargestellten steuerbaren Druckluftquelle in Verbindung. Wird über die Düse70 Druckluft in den Förderkanal64 eingeblasen, so entsteht aufgrund der Venturiwirkung in der Absaugbohrung62 ein Unterdruck. Dadurch wird sich im Förderraum50 des Gehäuses12 befindliches fluidisiertes Lackpulver über die Absaugbohrung62 angesaugt und durch die Druckluft aus der Düse70 in den Förderkanal64 und weiter zum Anschlußnippel65 gefördert. Der Anschlußnippel65 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 Abdeckplatte20 des Gehäuses12 ist ein Verbindungsglied74 eingeschraubt, welches ein in das Innere des Förderraums50 des Gehäuses12 ragendes Filterelement76 trägt, das mit einem ersten Anschluß eines außerhalb des Gehäuses12 vorgesehenen T-Verbindungsstücks78 einer Druckluftleitung80 verbunden ist. Der zweite Anschluß des T-Verbindungsstückes78 ist mit einem an und für sich bekannten Sicherheitsventil82 verbunden, während der dritte Anschluß des T-Verbindungsstücks78 über einen Leitungsabschnitt84 mit einer einen Druckmesser86 umfassenden Venturi-Pumpe88 verbunden ist, wie sie an und für sich bekannt ist. Stromauf der Venturi-Pumpe88 sind ein hier nicht näher interessierendes Quetschventil90 , ein Geräuschdämpfer92 und eine nicht gezeigte Druckluftquelle vorgesehen. Die Förderleistung der Pulverförderpumpe kann u. a. durch die in den Druckraum52 eingeblasene und durch den Fluidisierungsboden48 in den Förderraum50 strömende Luft in Verbindung mit der Einstellung des Sicherheitsventils82 beeinflußt werden. Je höher der Druck ist, der im Förderraum50 vorherrscht, desto größer ist die Förderleistung. - Die in
1 links gezeigte Gewindebohrung40 im oberen Gehäuseteil18 ist durch einen Blindstopfen verschlossen. In die zweite, in1 rechts zu erkennende Gewindebohrung42 im oberen Gehäuseteil18 des Gehäuses12 ist eine nicht näher bezeichnete Halterung für ein Rohrstück94 eingeschraubt, welche mit einer Stirnseite eines an und für sich bekannten Quetschventils96 verbunden ist. Das Quetschventil96 ist an seiner gegenüberliegenden Stirnseite mit einem bidirektionalen Spülventil98 verbunden, welches in1 nur bereichsweise, in4 dagegen vollständig und im Detail gezeigt ist. Auf die Funktionsweise des Spülventils98 wird nachstehend noch näher eingegangen. - Das Spülventil
98 ist auf der dem Quetschventil96 gegenüberliegenden Seite mit einem Auslaßrohr102 einer in2 gezeigten Befülleinrichtung100 verbunden. Das Rohrstück94 , das Quetschventil96 , das Spülventil98 und das Auslaßrohr102 bilden so gemeinsam einen Verbindungsweg zwischen der Befülleinrichtung100 und dem Vorlagebehälter10 . Die Befülleinrichtung100 weist einen oberen Trichter104 und eine damit verbundene Bodenwanne106 auf. Das Innere der Befülleinrichtung100 ist von außen durch ein Sichtfenster105 in der Wand des Trichters104 einsehbar. Anstelle des Sichtfensters105 kann auch eine in2 nicht eigens gezeigte Öffnung vorgesehen sein, welche durch einen von außen zugänglichen abnehmbaren, in2 nicht gezeigten Deckel dicht verschlossen ist. In diesem Fall ist oberhalb der Öffnung ein in das Innere des Trichters104 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 Befülleinrichtung100 abgenommen werden, ohne daß zu förderndes Medium durch die Öffnung aus dem Trichter104 austritt. - Die Bodenwanne
106 ist senkrecht zur Längsachse108 der Befülleinrichtung100 gesehen rechteckig ausgebildet, was in4 gut zu erkennen ist. Das Auslaßrohr102 ist an einer Längsseite110 der Bodenwanne106 vorgesehen, und zwar mittig bezogen auf die Längserstreckung dieser Längsseite110 (vgl.4 ) und von dem Boden112 der Bodenwanne106 beabstandet (vgl.2 ). - In der Bodenwanne
106 ist ein gekrümmter Fluidisierungsboden114 gehalten. Der Fluidisierungsboden114 liegt mit seinem Außenrand123 an der Längsseite110 , mit seinem Außenrand124 an der Längseite118 , mit seinem Außenrand125 an der Schmalseite120 und mit seinem Außenrand126 an der Schmalseite122 der Bodenwanne106 an. Die Außenränder124 ,125 und126 verlaufen geradlinig in einer gemeinsamen Ebene in im wesentlichen konstanten Abstand zum Boden112 der Bodenwanne106 . Der Außenrand123 des Fluidisierungsbodens114 an der Längsseite110 dagegen ist gekrümmt und hat einen von oben in Richtung auf den Boden112 der Bodenwanne106 gesehen konkaven Verlauf. Dadurch ist der Fluidisierungsboden114 schaufelförmig und bildet eine Art Rinne, die in Richtung auf das Auslaßrohr102 bezogen auf den Boden112 der Bodenwanne106 nach unten geneigt ist. Die Krümmung des Fluidisierungsbodens114 wird mit zunehmender Entfernung von seinem Außenrand123 , der die größte Krümmung aufweist, in Richtung auf seinen gegenüberliegenden Außenrand124 , der keine Krümmung aufweist, schwächer. Die Krümmung des Fluidisierungsbodens114 ist also umso schwächer, je größer die Entfernung zum Auslaßrohr102 der Bodenwanne106 ist. - Zwischen dem Fluidisierungsboden
114 und dem Boden112 der Bodenwanne106 ist ein Druckraum128 gebildet, dem über eine Druckluftleitung130 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 Längsseite110 der Bodenwanne106 ist so positioniert, daß zwischen ihr und dem Fluidisierungsboden114 kein Abstand verbleibt. Das Auslaßrohr102 selbst verläuft schräg nach unten in Richtung auf den Vorlagebehälter10 , wie es in2 zu erkennen ist. Auf Höhe des Außenrandes des Fluidisierungsbodens114 an der Längsseite118 der Bodenwanne106 ist an der gegenüberliegenden Längsseite110 die Unterseite einer von außen zugänglichen Aufnahme132 für einen hier nicht gezeigten Füllstandssensor vorgesehen (vgl. auch3 und4 ). In den2 und3 ist oberhalb des Fluidisierungsbodens114 durch eine Kreuzschraffur Lackpulver134 angedeutet. - Das in
1 bereichsweise zu erkennende Spülventil98 ist in5 in größerem Maßstab im axialen Schnitt gezeigt. Wie dort zu sehen ist, umfaßt das Spülventil98 eine Verbindungshülse136 mit einem radial nach innen weisenden Kragen138 , der mittig bezogen auf die Längserstreckung der Verbindungshülse136 angeordnet ist. An beiden Endbereichen weist die Verbindungshülse136 jeweils ein Innengewinde140 auf, wobei die Wandstärke der Verbindungshülse136 im Bereich142 zwischen dem Innengewinde140 und dem Kragen138 geringer ist als im Bereich des Innengewindes140 selbst. - An die Verbindungshülse
136 ist von beiden Seiten her jeweils eine Luftleiteinrichtung144a ,144b angeschraubt, von denen nachstehend der Einfachheit halber lediglich die in5 rechts zu erkennende Luftleiteinrichtung144a erläutert wird. Die Erläuterung gilt sinngemäß entsprechend für die in5 links gezeigte Luftleiteinrichtung144b , die baugleich dazu ist. Die Buchstaben a und b bezeichnen jeweils, zu welcher der Luftleiteinrichtungen144a oder144b eine bestimmte Komponente gehört. Nachstehend wird diese Buchstaben-Kennzeichnung jedoch nur verwendet, wenn eine eindeutige Zuordnung notwendig ist. - Die Luftleiteinrichtung
144 umfaßt eine Anschlußhülse146 mit einer ersten Stirnseite148 , welche von außen zugänglich ist. Ausgehend von dieser Stirnseite148 weist die Anschlußhülse146 in Richtung auf ihr gegenüberliegendes Ende einen Anschlußabschnitt150 auf, dessen Außendurchmesser demjenigen der Verbindungshülse136 des Spülventils98 entspricht. Dieser Anschlußabschnitt150 geht über eine senkrecht auf der Achse der Anschlußhülse146 stehende umlaufende Stufenringfläche152 in einen Außengewindeabschnitt154 mit kleinerem Außendurchmesser über, der zum Innengewinde140 der mittleren Hülse136 komplementär ist. An den Außengewindeabschnitt154 der Anschlußhülse146 schließt sich über eine weitere senkrecht auf der Achse der Anschlußhülse146 stehende umlaufende Stufenringfläche156 ein Strömungsabschnitt158 an. Dieser ist von in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Durchgangsbohrungen160 durchsetzt, von denen in5 jeweils eine im Schnitt zu erkennen ist. Auf die Außenmantelfläche des Strömungsabschnittes158 der Anschlußhülse146 ist ein Dichtring162 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 Anschlußhülse146 einen radial nach innen ragenden umlaufenden Rastkragen161 auf. - Etwa mittig bezogen auf die Längserstreckung des Anschlußabschnitts
150 der Anschlußhülse146 weist dieser einen radial nach innen ragenden umlaufenden Konterkragen162 auf. In dem Bereich zwischen dem Konterkragen162 und der Stufenringfläche152 weist der Anschlußabschnitt150 der Anschlußhülse146 eine radiale Gewindebohrung164 auf, in welche von außen ein Anschlußnippel166 zur Verbindung mit einer hier nicht näher gezeigten Druckluftleitung eingeschraubt ist. - In dem Bereich von dem Konterkragen
162 bis zur axialen Position der Gewindebohrung164 weist die Innenmantelfläche des Anschlußabschnitts150 der Anschlußhülse146 ein Innengewinde168 auf. Über dieses ist eine Strömungshülse170 in der Anschlußhülse146 gehalten, deren einer Endbereich dazu mit einem entsprechenden Außengewinde172 versehen ist. An dem dem Außengewinde172 gegenüberliegenden Ende weist die Strömungshülse170 einen radial nach außen ragenden umlaufenden Auflagekragen174 auf. Zwischen der Außenmantelfläche178 der Strömungshülse170 und der Innenmantelfläche180 der Anschlußhülse146 verbleibt ein erster Ringraum182 . Dieser erstreckt sich in axialer Richtung zwischen dem Außengewinde172 und dem Auflagekragen174 der Strömungshülse170 . Die Strömungshülse170 liegt an den Konterkragen162 der Anschlußhülse146 an, wenn sie ordnungsgemäß in die Anschlußhülse146 eingedreht ist. In dieser Position liegt der Auflagekragen174 der Strömungshülse170 auf der stirnseitigen Ringfläche des Strömungsabschnitts158 der Anschlußhülse146 auf. - Zwischen dem Dichtring
162 und der Umfangswand176 des Auflagekragens174 der Strömungshülse170 sowie der Innenmantelfläche der Verbindungshülse136 in deren Bereich142 mit geringerer Wandstärke ist ein zweiter Ringraum184 gebildet. - Der Übergang von der parallel zur Achse
190 der Strömungshülse170 verlaufenden Innenmantelfläche der Strömungshülse170 zur senkrecht auf der Achse190 stehenden stirnseitigen Außenfläche186 des Auflagekragens174 ist durch mehrere ringförmige Strömungsflächen188 gebildet, von denen in5 vier mit dem Bezugszeichen188-1 ,188-2 ,188-3 und188-4 bezeichnet sind. Diese Strömungsflächen188 sind Schritten von etwa 7° zueinander geneigt. - Die Abmessungen der Verbindungshülse
136 des Spülventils98 , der Anschlußhülse146 sowie der Strömungshülse170 sind derart aufeinander abgestimmt, daß zwischen dem Kragen138 der Verbindungshülse136 und der stirnseitigen Außenfläche186 der Strömungshülse170 ein schmaler Spalt192 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 Anschlußnippel166a Druckluft in den Ringraum182a eingeblasen wird, so drückt diese zunächst durch Durchgangsbohrungen160a im Strömungsabschnitt180a der Anschlußhülse146a gegen den Dichtring162a und weitet diesen radial auf, wodurch der Strömungsweg zum Ringraum184a freigegeben wird. Die Druckluft strömt dann an dem geweiteten Dichtring162a vorbei in den zweiten Ringraum184a und von dort durch den Spalt192a bezogen auf die Achse190 des Spülventils98 radial nach innen. Aufgrund der in 7°-Schritten zueinander geneigten Strömungsflächen188a folgt die Druckluft dem Verlauf der durch die Strömungsflächen188a gebildeten Oberfläche und wird so in Richtung auf die Stirnseite148a der Anschlußhülse146a der Luftleiteinrichtung144a umgelenkt und verläßt das Spülventil98 in Richtung der in5 mit A bezeichneten Pfeile. Der gleiche Vorgang läuft ab, wenn der Anschlußnippel166b des Spülventils98 mit Druckluft beaufschlagt wird. Dann verläßt die eingebrachte Druckluft das Spülventil98 jedoch in Richtung der in5 mit dem Buchstaben B bezeichneten Pfeile. - Im Gegensatz zum Dichtring
162 sind die Verbindungshülse136 , die Anschlußhülse146 und die Strömungshülse170 aus einem kohlenstoffdotierten Kunststoff, inbesondere POM, gefertigt. - Die Anschlußhülse
146a des Spülventils98 ist mit dem Auslaßrohr102 der Befülleinrichtung100 und die Anschlußhülse146b des Spülventils98 mit dem Quetschventil96 (vgl.1 ) verbunden. - Die oben beschriebene Pulverförderpumpe funktioniert wie folgt:
In der Befülleinrichtung100 liegt zunächst zu förderndes Lackpulver vor, wobei der Füllstand höher ist als es in den2 und3 anhand des Lackpulvers134 gezeigt ist. Druckluft wird in den Druckraum128 der Befülleinrichtung100 über die Druckluftleitung130 eingeblasen. Diese strömt durch den Fluidisierungsboden114 und fluidisiert das darüber liegende Pulver134 . Das fluidisierte Pulver ist fließfähig, ähnlich einer Flüssigkeit, und folgt bereits aufgrund der Schwerkraft der Neigung des gekrümmten Fluidisierungsbodens114 in Richtung auf das Auslaßrohr102 der Befülleinrichtung100 . - So lange noch kein Pulver
134 zum Vorlagebehälter10 gelangen soll, ist das Quetschventil96 geschlossen und das Spülventil98 wird über seinen Anschlußnippel166a mit Druckluft beaufschlagt, so daß Druckluft in Richtung der Pfeile A in das Auslaßrohr102 und durch dieses in die Befülleinrichtung100 strömt. Auf diese Weise wird verhindert, daß Lackpulver aufgrund der Schwerkraft in den Auslaß102 fließt, da es durch die aus dem Spülventil98 in die Befülleinrichtung100 strömende Druckluft zurückgeblasen wird. - Soll nun Lackpulver aus der Befülleinrichtung
100 in den Vorlagebehälter10 überführt werden, so wird das Quetschventil96 geöffnet. Gleichzeitig wird die Druckluftzufuhr zum Anschlußnippel166a des Spülventils98 unterbrochen und dafür dessen Anschlußnippel166b mit Druckluft gespeist. Dadurch, daß die Druckluftzufuhr zum Anschlußnippel166a des Spülventils98 unterbrochen ist, drückt keine Druckluft mehr gegen den Dichtring162a , weshalb sich dieser wieder an die Außenmantelfläche des Strömungsabschnitts158a der Anschlußhülse146a anlegt. Somit erfüllt der Dichtring162a die Funktion einer Rückschlag-Sicherung und verhindert, daß Lackpulver aus dem Inneren des Spülventils98 durch den Spalt192a über den zweiten Ringraum184a , Durchgangsbohrungen162a , den ersten Ringraum182a und die Gewindebohrung164a in den Anschlußnippel166a und von dort in die damit verbundene Druckluftleitung gelangt. - Während des Befüllvorgangs, bei dem Lackpulver von der Befülleinrichtung
100 zum Vorlagebehälter10 der Pulverförderpumpe überführt wird, wird der Förderraum50 des Vorlagebehälters10 gegenüber der Umgebung drucklos oder unter leichtem Unterdruck gehalten. Der Fluidisierungsboden114 in der Bodenwanne106 der Befülleinrichtung100 wirkt gleichsam als leitende Förderrinne für fluidisiertes Lackpulver und dieses tritt in das Auslaßrohr102 ein und fließt unter Wirkung der Schwerkraft und des Unterdrucks im Förderraum50 weiter in das Spülventil98 . Das Spülventil98 ist über den Anschlußnippel166b mit Druckluft beaufschlagt, die, wie schon erwähnt, das Spülventil98 in Richtung der Pfeile B verläßt. Diese Druckluft reißt von der Befülleinrichtung100 kommendes und zur Verbindungshülse136 des Spülventils98 gelangendes fluidisiertes Lackpulver mit sich und fördert dieses so über das offene Quetschventil96 und das Rohrstück94 in den Förderraum50 des Vorlagebehälters10 , wobei gleichzeitig die Fluidisierung des Lackpulvers aufrechterhalten wird. - Ist entsprechend einer bestimmten Soll-Vorgabe genug Pulver von der Befülleinrichtung
100 in den Vorlagebehälter10 überführt worden, so wird das Spülventil98 zunächst zusätzlich zum Anschlußnippel166b über den Anschlußnippel166a mit Druckluft beaufschlagt. Dies bedeutet, daß Druckluft das Spülventil98 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 Befülleinrichtung100 verhindert. Gleichzeitig wird durch die in Richtung der Pfeile B strömende Druckluft das Quetschventil96 bzw. dessen hier nicht zu erkennender Durchgangskanal von fluidisiertem Pulver befreit und gleichsam freigeblasen, wobei auch dieses Lackpulver in den Vorlagebehälter10 überführt wird. Nach einem gewissen Zeitraum, der zur Reinigung des Durchgangskanals des Quetschventils96 ausreicht, wird dieses geschlossen und die Speisung des Spülventils98 über den Anschlußnippel166b mit Druckluft wird eingestellt. Über den Anschlußnippel166a wird das Spülventil98 weiter mit Druckluft beaufschlagt, so daß Lackpulver nicht aus der Befülleinrichtung100 austreten kann. - Nach dem Befüllvorgang wird der Förderraum
50 des Vorlagebehälters10 über die Druckluftleitung80 und das Filterelement76 auf einem Überdruck von etwa 0,2 bis 0,5 bar gebracht und dieser Druck gehalten. Der Druckraum52 des Vorlagebehälters10 wird über die erwähnte, nicht zu erkennende Druckluftleitung mit Fluidisierungsluft beaufschlagt, welche durch den Fluidisierungsboden48 des Vorlagebehälters10 strömt. Aufgrund der Tatsache, daß der Fluidisierungsboden48 des Vorlagebehälters10 radial außen dünner ist als radial innen, hat die aus dem Fluidisierungsboden48 in den Förderraumes50 des Vorlagebehälters10 strömende Fluidisierungsluft eine umso höhere Strömungsgeschwindigkeit, je weiter radial außen sie den Fluidisierungsboden48 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 Förderraum50 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 Absaugeinrichtung58 aktiviert, indem Druckluft über die Druckluftleitung72 und die Düse70 in den Förderkanal64 des Absaugrohres60 eingeblasen wird. Aufgrund des Venturi-Effektes entsteht an der Absaugbohrung62 ein Unterdruck, aufgrund dessen fluidisiertes Lackpulver aus dem Förderraum50 des Vorlagebehälters10 abgesaugt wird und durch die aus der Druckluftdüse70 ausströmende Druckluft in den Förderkanal64 mitgerissen und weiter in eine hier nicht gezeigte, über den Anschlußnippel65 mit dem Förderkanal verbundene Förderleitung gefördert wird, die zum Verbraucher führt. Der im Förderraum50 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 Sensoraufnahme132 der Fülleinrichtung100 kann darüber hinaus stets erfaßt werden, ob der Füllstand der Befülleinrichtung100 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 Befülleinrichtung100 und dem Vorlagebehälter10 ist. Durch das Spülventil98 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 Gewindebohrung40 im oberen Gehäuseteil18 des Gehäuses12 anstelle des Blindstopfens eine Halterung für ein Rohrstück eingeschraubt, welches dem in1 gezeigten Rohrstück94 entspricht und welches mit einer Stirnseite eines weiteren Quetschventils96 verbunden ist, das über ein zweites Spülventil98 zu dem Auslaßrohr102 einer zweiten Befülleinrichtung100 führt. - Bei diesem Ausführungsbeispiel mit zwei Befülleinrichtungen
100 kann die Zufuhr von Lackpulver aus beiden Befülleinrichtungen100 gleichzeitig erfolgen, so lange in jeder der Befülleinrichtungen100 der Füllstand des Lackpulvers oberhalb des Füllstandssensors liegt. Fällt bei einer der zwei Befülleinrichtungen100 der Füllstand des Lackpulvers auf ein Niveau unterhalb des Füllstandssensors, so kann aus der anderen Befülleinrichtung noch weiter Lackpulver zum Vorlagebehälter10 gefördert werden, während die andere Befülleinrichtung100 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 (6)
- Vorrichtung zum Fördern fluidisierbarer Medien, insbesondere eines Lackpulvers, mit a) einem Vorlagebehälter (
10 ) mit einem Innenraum (50 ,52 ), der einen mit zu förderndem Medium befüllbaren Förderbereich (50 ) und einen mit Fluidisierungsgas, insbesondere Druckluft, beaufschlagbaren Druckbereich (52 ) umfasst; b) einer Überleiteinrichtung, über welche Fluidisierungsgas aus dem Druckbereich (52 ) in den Förderbereich (50 ) übergeleitet wird, wodurch zu förderndes Medium im Förderbereich (50 ) fluidisiert wird, und welche ihrerseits einen Fluidisierungsboden (48 ) aus porösem, gasdurchlässigem Material umfasst, welcher zwischen dem Druckbereich (52 ) und dem Förderbereich (50 ) angeordnet ist; c) einer Fördereinrichtung (58 ), durch welche fluidisiertes Medium aus dem Förderraum (50 ) heraus förderbar ist; wobei d) die Überleiteinrichtung so ausgestaltet ist, dass Fluidisierungsgas mit lokal unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten in den Förderbereich (50 ) einströmt; dadurch gekennzeichnet, dass e) der Fluidisierungsboden (48 ) unterschiedliche Dicken aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überleiteinrichtung so ausgestaltet ist, dass Bereiche des Fluidisierungsgases, die unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten haben, in weitgehend gleiche Richtungen strömen.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierungsboden (
48 ) in einem innenliegenden Bereich dicker ist als in einem seinem Außenrand benachbarten Bereich. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierungsboden (
48 ) eine minimale Dicke von etwa 10 mm und eine maximale Dicke von etwa 50 mm hat. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche (
54 ) des Fluidisierungsbodens (48 ) im Wesentlichen eben ausgebildet ist und die gegenüberliegende Außenfläche (56 ) des Fluidisierungsbodens (48 ) konisch ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (
54 ) in Richtung auf den Förderraum (50 ) weist.
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