DE102012013996A1

DE102012013996A1 - Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffpartikeln und Beschichtungsanlage mit einer solchen

Info

Publication number: DE102012013996A1
Application number: DE201210013996
Authority: DE
Inventors: Herbert Schulze; Jürgen Röckle
Original assignee: Eisenmann SE
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2014-05-28

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffpartikeln aus mit Feststoffpartikeln beladener Kabinenluft von Behandlungsanlagen mit einer elektrostatisch arbeitenden Abscheideeinheit umfasst die Abscheideeinheit wenigstens ein erstes Abscheideelement (52) und ein zweites Abscheideelement (52), an welchen die Kabinenluft entlang führbar ist. Mittels einer im Luftstrom der Kabinenluft angeordneten Elektrodeneinrichtung (66) sind Feststoffpartikel ionisierbar. Das erste und das zweite Abscheidelement (52) sind relativ zueinander beweglich gelagert und zwischen einer Abscheidestellung, in welcher ein von der Kabinenluft durchströmbarer Abscheidekanal (64) ausgebildet ist, und einer Reinigungsstellung, in welcher der Abstand zwischen den Abscheideelementen (52) größer ist als deren Abstand in der Abscheidestellung, bewegbar. Außerdem ist eine Anlage zum Beschichten von Gegenständen angegeben, welche eine solche Abscheidevorrichtung (38) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffpartikeln aus mit Feststoffpartikeln beladener Kabinenluft von Behandlungsanlagen mit einer elektrostatisch arbeitenden Abscheideeinheit, die ihrerseits umfasst:

a) wenigstens ein erstes Abscheideelement und ein zweites Abscheideelement, an welchen die Kabinenluft entlang führbar ist;
b) einer im Luftstrom der Kabinenluft angeordneten Elektrodeneinrichtung, mittels welcher Feststoffpartikel ionisierbar sind.

Ferner befasst sich die Erfindung mit einer Anlage zum Beschichten von Gegenständen mit

a) einer Beschichtungskabine, in welcher die Gegenstände mit einem Beschichtungsmaterial beaufschlagbar sind und durch welche ein Luftstrom geleitet werden kann, der entstehende Overspraypartikel des Beschichtungsmaterials aufnimmt und abführt;
b) einer Abscheidevorrichtung, welcher diese Kabinenluft zuführbar ist und wo zumindest ein Großteil der Overspraypartikel abgeschieden wird.

Bei vielen industriellen Vorgängen, bei denen Gegenstände in einer Behandlungsanlage behandelt werden, werden Feststoffpartikel in die Behandlungskabine freigesetzt, welche aus dieser abgeführt werden müssen. Hierzu wird ein Luftstrom durch die Behandlungskabine geführt, welcher die entstehenden Feststoffpartikel aufnimmt und abführt. Beispiele für solche Behandlungen sind das Abschleifen und Polieren von Gegenständen.
Ein anderes Beispiel für eine Behandlung, bei welcher abzuführende Feststoffpartikel entstehen, ist das Beschichten von Gegenständen. Beispielsweise wird bei der manuellen oder automatischen Applikation von Beschichtungsmaterialien, wie beispielsweise Pulverlacken, auf Gegenstände ein Teilstrom des Beschichtungsmaterials nicht auf den Gegenstand appliziert. Dieser Teilstrom wird in der Fachwelt ”Overspray” genannt. Im Weiteren wird auch der Begriff Overspray immer im Sinne von Overspraypartikeln verwendet.
Entstehende Feststoffpartikel bzw. Overspraypartikel werden von dem Luftstrom in der Behandlungskabine erfasst und einer Abscheidung zugeführt, sodass die Luft gegebenenfalls nach einer geeigneten Konditionierung wieder in die Behandlungskabine zurückgeleitet werden kann.
Für entstehende Feststoffpartikel wie Overspraypartikel sind Abscheidevorrichtungen der eingangs genannten Art vom Markt her bekannt, mittels denen auf trockenem Wege abgeschieden wird. Diese arbeiten elektrostatisch und die Feststoffpartikel werden an einer Abscheidefläche vorbeigeführt und dort abgeschieden, indem die Feststoffpartikel durch eine Elektrodeneinrichtung ionisiert werden und auf Grund des zwischen der Abscheidefläche und der Elektrodeneinrichtung aufgebauten elektrischen Feldes zur Abscheidefläche wandern.
Die Reinigungswirkung derartiger Abscheider ist zwar sehr hoch. Für einen kontinuierlichen Betrieb muss jedoch stets dafür gesorgt werden, dass sich zwischen der Abscheidefläche und der Elektrodeneinrichtung ein ausreichend starkes elektrisches Feld ausbilden kann, was nur bis zu einer gewissen Schichtdicke von Feststoffpartikeln auf der Abscheidefläche möglich ist, da eine solche Schicht isolierend wirkt.
Daher müssen die an den Abscheideflächen haftenden Feststoffpartikel in regelmäßigen Zeitabständen entfernt werden. Bei bekannten Abscheidern werden die an den Abscheideflächen haftenden Feststoffpartikel hierzu einfach mechanisch abgeklopft.
Damit die abgeklopften Feststoffpartikel aufgefangen und abtransportiert werden können, müssen die Abscheider entsprechend nach unten offen sein, so dass die Feststoffpartikel durch die Schwerkraft nach unten fallen und dort gesammelt werden können. Hierzu ist es beispielsweise bekannt, viele vertikal angeordnete rohrähnliche Abscheideelemente zu verwenden, welche einen Abscheidekanal zur Verfügung stellen. Ein Koronadraht verläuft koaxial in dem Abscheidekanal, um die Feststoffpartikel zu ionisieren, wenn die mit Overspray beladene Luft einen jeweiligen Abscheidekanal durchströmt.
Auf Grund der für ein homogenes elektrisches Feld nahezu optimalen Geometrie zwischen einem Elektrodendraht und einer diesen Draht umgebenden Zylinderfläche, wie es bei solchen Abscheiderohren der Fall sein kann, ist die Abscheidewirkung sehr gut.
Die effektive Abscheidung wird jedoch mit einer verhältnismäßig großen Bauhöhe der Vorrichtung erkauft, da die Rohre senkrecht stehen müssen, um ein Abfallen der Feststoffpartikel nach unten sicherzustellen, wenn der Abscheider gereinigt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Abscheidevorrichtung und eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchen eine effektive Abscheidung von Feststoffpartikeln bei gleichzeitig akzeptablerer Bauhöhe möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Filtermodul der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass

c) das erste und das zweite Abscheidelement relativ zueinander beweglich gelagert sind und zwischen einer Abscheidestellung, in welcher ein von der Kabinenluft durchströmbarer Abscheidekanal ausgebildet ist, und einer Reinigungsstellung, in welcher der Abstand zwischen den Abscheideelementen größer ist als deren Abstand in der Abscheidestellung, bewegbar sind.

Durch diese Maßnahme kann aus zwei Komponenten ein Abscheidekanal gebildet werden, der auch horizontal oder jedenfalls in einem Winkel zur Vertikalen verlaufen kann und aus dem dennoch anhaftende Feststoffpartikel nach unten abgeklopft werden können. Wenn nämlich die beiden Abscheideelemente in die Reinigungsstellung bewegt sind, ist der Abscheidekanal in Längsrichtung geteilt und es öffnet sich ein Weg für die Feststoffpartikel nach unten. So können durch entsprechend lange Abscheideelemente beträchtlich lange Abscheidekanäle gebildet werden, die jedoch nur einen geringen Bauraum in die Höhe benötigen.
Dabei ist es besonders günstig, wenn das erste und/oder das zweite Abscheideelement als Profilblech ausgebildet ist, bei welchem hintereinander folgend zueinander parallele und zu einer Seite hin offene Kanäle ausgebildet sind, wobei die offenen Seiten der Kanäle jedes Abscheideelements abwechselnd in eine erste und in eine dazu entgegengesetzte Richtung oder in die gleiche Richtung weisen. Die Kanäle der Profilbleche sind folglich als eine Art Rinne ausgebildet.
Vorzugsweise sind das erste und das zweite Abscheideelement in der Abscheidestellung derart angeordnet, dass jeweils ein Kanal des ersten Abscheideelements und jeweils ein Kanal des zweiten Abscheideelements den Abscheidekanal begrenzen.
Besonders im Hinblick auf die Fertigung der Profilbleche hat es sich als günstig erweisen, wenn das erste und/oder das zweite Abscheideelement als Trapezblech mit trapezförmigen Kanälen oder als Wellblech mit Kanälen mit C-förmigem Querschnitt ausgebildet sind.
Für eine effektive Ionisierung der Feststoffpartikel ist es von Vorteil, wenn die Elektrodeneinrichtung wenigstens eine Stabelektrode umfasst, welche sich in der Abscheidestellung der Abscheideelemente im Abscheidekanal erstreckt.
Für einen aufeinander abgestimmten Bewegungsablauf der beteiligten Komponenten zwischen der Abscheidestellung und der Reinigungsstellung ist es günstig, wenn die wenigstens eine Stabelektrode und/oder die Abscheideelemente von einem Scherengitter getragen sind.
Um bei mehreren nebeneinander angeordneten Abscheideelementen unterschiedliche Positionen und Lagen von mehreren Stabelektroden bei dem Bewegungsablauf berücksichtigen zu können, sind vorzugsweise mehrere Stabelektroden an Enden von Haltezungen getragen, die von Streben des Scherengitters in einer Ebene senkrecht zu den Abscheideelementen abragen.
Vorteilhaft kann das Scherengitter mittels eines Antriebs gelängt oder gestaucht werden.
Um die Stabelektroden in Abhängigkeit der Bewegung der Abscheideelemente zu bewegen, kann es alternativ oder ergänzend zu dem Scherengitter günstig sein, wenn die wenigstens eine Stabelektrode für einen Abscheidekanal von einem der Kanäle des ersten oder des zweiten Abscheideelements getragen ist.
Um anhaftende Feststoffpartikel in der Reinigungsstellung der Abscheideelemente effektiv entfernen zu können, ist eine Klopfeinrichtung von Vorteil, mittels welcher das erste und/oder das zweite Abscheideelement durch mechanische Einwirkung erschütterbar ist.
Es ist besonders günstig, wenn in der Abscheidestellung der Abscheideelemente ein oder mehrere Abscheidekanäle ausgebildet sind, welche gegenüber einer Vertikalen geneigt, vorzugsweise weitgehend horizontal, verlaufen. So bildet sich in der Reinigungsstellung ein vertikaler Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Abscheideelementen, so dass Feststoffpartikel frei und weitgehend ungehindert durch diesen Zwischenraum nach unten abfallen können.
Bei der Beschichtungsanlage der eingangs genannten Art wird die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass die oben beschriebene Abscheidevorrichtung mit allen oder einigen der genannten Merkmale vorhanden ist.
Die Vorteile bei der Beschichtungsanlage entsprechen den oben zur Abscheidevorrichtung erläuterten Vorteilen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
1 eine Vorderansicht einer Lackierkabine mit einer Abscheidevorrichtung für Overspray, die elektrostatisch arbeitende Abscheideeinheiten umfasst, von denen eine mit weggebrochenem Gehäuse gezeigt ist, so dass der Blick auf eine Abscheideanordnung frei ist;
2 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Abscheideanordnung in einer Reinigungskonfiguration;
3 eine der 2 entsprechende perspektivische Ansicht einer Ionisationseinrichtung der Abscheideanordnung in der Reinigungskonfiguration;
4 eine perspektivische Ansicht der Abscheideanordnung von 2 aus einer gegenüberliegenden Blickrichtung;
5 Schnitte der Abscheideanordnung nach den 2 bis 4 in einer Abscheidekonfiguration und der Reinigungskonfiguration;
6 perspektivische Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Abscheideanordnung in einer Abscheidekonfiguration und einer Reinigungskonfiguration;
7 Schnitte der Abscheideanordnung nach 6 in der Abscheidekonfiguration und der Reinigungskonfiguration;
8 perspektivische Ansichten eines dritten Ausführungsbeispiels einer Abscheideanordnung in einer Abscheidekonfiguration und einer Reinigungskonfiguration;
9 Schnitte der Abscheideanordnung nach den 8 in der Abscheidekonfiguration und der Reinigungskonfiguration;
10 Schnitte eines vierten Ausführungsbeispiels einer Abscheideanordnung in einer Abscheidekonfiguration und einer Reinigungskonfiguration;
11 perspektivische Ansichten eines fünften Ausführungsbeispiels einer Abscheideanordnung in einer Abscheidekonfiguration und einer Reinigungskonfiguration;
12 Schnitte der Abscheideanordnung nach den 11 in der Abscheidekonfiguration und der Reinigungskonfiguration;
13 Schnitte eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Abscheideanordnung in einer Abscheidekonfiguration und einer Reinigungskonfiguration;
14 drei Arten von Abscheideelementen der Abscheideanordnung gemäß 13;
15 Schnitte eines siebten Ausführungsbeispiels einer Abscheideanordnung in einer Abscheidekonfiguration und einer Reinigungskonfiguration;
16 Schnitte eines achten Ausführungsbeispiels einer Abscheideanordnung in einer Abscheidekonfiguration und einer Reinigungskonfiguration.
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Dort ist mit 2 insgesamt eine Lackierkabine einer Oberflächenbehandlungsanlage bezeichnet, in welcher Fahrzeugkarosserien 4 lackiert werden, nachdem sie in der Lackierkabine 2 vorgelagerten, nicht eigens gezeigten Vorbehandlungsstationen z. B. gereinigt und entfettet wurden. Die Lackierkabine 2 ruht auf einem Stahlbau 6, wie es an und für sich bekannt ist.
Die Lackierkabine 2 umfasst einen oben angeordneten Lackiertunnel 8, welcher von vertikalen Seitenwänden 10 und einer horizontalen Kabinendecke 12 begrenzt wird, jedoch an den Stirnseiten offen ist. Darüber hinaus ist der Lackiertunnel 8 nach unten hin in der Weise offen, dass mit Overspray beladene Kabinenabluft nach unten strömen kann. Die Kabinendecke 12 ist in üblicher Weise als untere Begrenzung eines Luftzuführraumes 14 mit Filterdecke 16 ausgebildet.
Oberhalb einer unteren Öffnung 18 des Lackiertunnels 8 ist ein Stahlgerüst 20 angeordnet, welches eine an und für sich bekannte Fördertechnik 22 trägt, auf welches hier nicht näher eingegangen wird. Mit diesem können zu lackierende Fahrzeugkarosserien 4 von der Eingangsseite des Lackiertunnels 8 zu dessen Ausgangsseite transportiert werden. Im Inneren des Lackiertunnels 8 befinden sich Applikationseinrichtungen in Form von mehrachsigen Applikationsrobotern 24, wie sie an und für sich bekannt sind. Mittels der Applikationsroboter 24 können die Fahrzeugkarosserien 4 mit Lack beschichtet werden.
Die untere Öffnung 18 des Lackiertunnels 8 ist durch einen begehbaren Gitterrost 26 abgedeckt. Unterhalb der Gitterrostes 26 befindet sich ein Anlagenbereich 28, in welchem die von der Kabinenluft mitgeführten Overspraypartikel von der Kabinenluft getrennt werden.
Aus dem Luftzuführraum 14 strömt also Luft nach unten durch den Lackiertunnel 8 hindurch zu dem Anlagenbereich 28, wobei die Luft im Lackiertunnel 8 vorhandenen Lack-Overspray aufnimmt und mit sich führt.
Der Anlagenbereich 28 umfasst einen Strömungsbereich 30, in den die mit Overspray beladene Kabinenluft zunächst einströmt und welcher hierzu nach oben zur Lackierkabine 2 hin offen, jedoch zur Seite von den Seitenwänden 10 und nach unten durch eine Zwischendecke 32 begrenzt ist. Die Zwischendecke 32 weist in Kabinenlängsrichtung mehrere hintereinander angeordnete Durchgänge auf, über welche die mit Overspraypartikeln beladene Kabinenluft aus dem Strömungsbereich 30 zunächst insgesamt vertikal nach unten in jeweils einen Luftleitkanal 34 einströmen kann.
Die Luftleitkanäle 34 lenken die Kabinenluft dann um 90° in die Horizontale um, worauf diese dann in insgesamt horizontaler Richtung in jeweils einen mit dem jeweiligen Luftleitkanal 34 verbundenen Vorabscheider 36 einströmt. Insgesamt sind so viele Vorabscheider 36 wie Luftleitkanäle 34 vorhanden. Die Vorabscheider 36 bilden die erste Stufe einer zweistufigen Abscheidevorrichtung 38, die in einem Abscheidebereich 40 unterhalb des Strömungsbereichs 30 der Lackierkabine 2 untergebracht ist.
Die Kabinenluft wird in den Vorabscheidern 36 noch zweimal um 90° umgelenkt und durchströmt dabei Filtereinheiten im jeweiligen Inneren der Vorabscheider 36, die beispielsweise in an und für sich bekannter Weise als Lamellenfilter ausgebildet sein können. Die Vorabscheider 36 filtern Großpartikel des Oversprays mit einem Gewicht von mehr als etwa 5 mg aus der Kabinenluft.
Nachdem die Kabinenluft die Vorabscheider 36 passiert hat, führt sie nur noch trockene Partikel mit einem Gewicht von weniger als etwa 5 mg mit sich. Diese Kabinenluft gelangt von den Vorabscheidern 36 zu einer zweiten Stufe der Abscheidevorrichtung 38. Diese zweite Stufe der Abscheidevorrichtung 38 ist durch eine entsprechende Anzahl elektrostatisch arbeitender Abscheideeinheiten 42 gebildet. Von diesen ist jede strömungstechnisch mit jeweils einem Vorabscheider 36 verbunden, so dass die Kabinenluft in weitgehend horizontaler Richtung in die Abscheideeinheiten 42 einströmen und diese durchströmen kann. Nach den Abscheideeinheiten 42 gelangt die dann von Overspray gereinigte Kabinenluft in einen Sammelströmungskanal 44, über welchen sie einer weiteren Aufbereitung und Konditionierung zugeführt und im Anschluss daran in einem hier nicht eigens gezeigten Kreislauf wieder in den Luftzuführraum 14 geleitet wird, aus dem sie wieder von oben in den Lackiertunnel 8 einströmt. Bei der Konditionierung kann es sich insbesondere um ein Nachregeln der Temperatur, der Luftfeuchte und gegebenenfalls um das Entfernen von noch in der Luft befindlichen Lösemitteln handeln.
Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann die Abscheidevorrichtung 38 auch ohne Vorabscheider 36 und insgesamt gegebenenfalls einstufig ausgebildet sein. In diesem Fall strömt die Kabinenluft ohne Zwischenstufe in die elektrostatisch arbeitenden Abscheideeinheiten 42 ein und wird dort gereinigt. Wenn die Abscheideeinheiten 42 in dem Abscheidebereich 40 unterhalb des Lackiertunnels 8 angeordnet sind, wird die zunächst vertikal nach unten strömende Kabinenluft in der Praxis nur einmal um 90° in Richtung auf die Abscheideeinheiten 42 umgelenkt, so dass die Kabinenluft wieder in weitgehend horizontaler Richtung in die Abscheideeinheiten 42 einströmen und diese durchströmen kann. Bei einer weiteren, ebenfalls nicht gezeigten Abwandlung sind die elektrostatisch arbeitenden Abscheideeinheiten 42 nicht unterhalb des Lackiertunnels 8, sondern neben dem Lackiertunnel 8 angeordnet. Dies kann beispielsweise bei einem Lackiertunnel 8 praktikabel sein, welcher in horizontaler Richtung von Kabinenluft durchströmt wird und in dem Gegenstände in an und für sich bekannter Weise vor einer Filterwand lackiert werden, die als Vorabscheider dient. Die Abscheideeinheiten 42 sind dann in Strömungsrichtung der Kabinenluft hinter dieser Filterwand angeordnet, so dass die mit Overspray beladene Kabinenluft ohne Umlenkung in weitgehend horizontaler Richtung in die Abscheideeinheiten 42 einströmen und diese durchströmen kann. Gegebenenfalls kann auch bei dieser Anordnung der Abscheideeinheiten 42 auf einen oder mehrere Vorabscheider verzichtet werden.
Die elektrostatisch arbeitenden Abscheideeinheiten 42 umfassen nun jeweils ein Strömungsgehäuse 46, in dem eine Abscheideanordnung 48 untergebracht ist.
In den 2 bis 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer solchen Abscheideanordnung 48 gezeigt, welche das Bezugszeichen 48.1 trägt. Von nachfolgend erläuterten mehrfach vorkommenden Komponenten ist bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Abscheideanordnung 48 der Übersichtlichkeit halber immer jeweils nur eine mit einem Bezugszeichen versehen.
Die Abscheideanordnung 48 umfasst eine Abscheidegruppe 50 in Form von mehreren Abscheideelementen 52, die als elektrisch leitfähige Trapezbleche 54 ausgebildet sind. Wie anhand der 2 bis 5 verständlich ist, soll der Begriff ”Trapezblech” vorliegend ein gekantetes Profilblech bezeichnen, bei dem hintereinander folgend zueinander parallele Trapezkanäle 56 mit trapezförmigem Querschnitt ausgebildet sind, deren offene Seiten abwechselnd in die eine und in die andere Richtung weisen und deren Kanalwände 58 durch das Trapezblech 54 gebildet sind.
Mehrere solcher Trapezbleche 54 sind vertikal angeordnet und dabei so ausgerichtet, dass ihre Trapezkanäle 56 horizontal verlaufen. Die Trapezbleche 54 sind zudem abwechselnd in der Weise spiegelsymmetrisch nebeneinander angeordnet, dass die offene Seite eines Trapezkanals 56 eines ersten Trapezbleches 54 der offenen Seite eines Trapezkanals 56 eines zweiten Trapezbleches 54 gegenüberliegt, wie es in 2 zu erkennen ist.
Die Trapezbleche 54 sind in der Weise beweglich in dem Strömungsgehäuse 46 der Abscheideeinheit 42 gelagert, dass sie in einer Richtung senkrecht zu ihrer Erstreckungsebene verschoben werden können, was durch einen Doppelpfeil 60 veranschaulicht ist. Beispielsweise können die Trapezbleche 56 hierzu in Führungsschienen geführt sein. Um die Trapezbleche 56 zu bewegen, sind sie mit einem Antrieb 62 gekoppelt, was in den Figuren lediglich schematisch angedeutet ist.
Auf diese Weise können die Trapezbleche 54 zwischen einer Abscheidestellung und einer Reinigungsstellung verfahren werden, wobei zwei benachbarte Trapezbleche 54 zu betrachten sind und zumindest eines dieser beiden Trapezbleche 54 dabei seine Position verändert.
In der in 5A zu erkennenden Abscheidestellung sind die die Trapezbleche 54 so angeordnet, dass jeweils zwei gegenüberliegende Trapezkanäle 56 zweier benachbarter Trapezbleche 54 mit ihren Kanalwänden 58 einen horizontalen Abscheidekanal 64 mit sechseckigem Querschnitt begrenzen. In der Praxis hat es sich bewährt, wenn der Querschnitt der Abscheidekanäle 60 einem regelmäßigen Sechseck folgt, wozu die Trapezbleche 54 entsprechend gekantet sind.
In der in den 2, 4 und 5B zu erkennenden Reinigungsstellung sind die Trapezbleche 54 dagegen so gegeneinander in der Bewegungsrichtung 60 verschoben, dass zwischen ihnen ein Abstand verbleibt, der größer ist als deren Abstand in der Abscheidestellung. Hierauf wird auch weiter unten nochmals eingegangen.
Allgemein ausgedrückt sind die Abscheidekanäle 64 somit von einem ersten und einem zweiten Abscheideelement 42 begrenzt, die relativ zueinander zwischen einer Abscheidestellung und einer Reinigungsstellung bewegbar sind.
Die Abscheideanordnung 48 umfasst neben der Abscheidegruppe 50 außerdem eine Elektrodeneinrichtung 66, welche mit einem Pol einer Hochspannungsquelle 68 verbunden ist, die lediglich einmal in 2 gezeigt ist. Die Trapezbleche 54 liegen auf Massepotential, wozu sie mit dem Massepol der Hochspannungsquelle 68 verbunden sind. Somit sind auf diese Weise die Kanalwände 58 der Abscheidekanäle 64 mit der Hochspannungsquelle 68 verbunden.
Es können alle Elektrodeneinrichtungen 66 aller Abscheideeinheiten 42 mit einer einzigen Hochspannungsquelle 68 verbunden sein. Alternativ kann auch jede Elektrodeneinrichtung 66 jeder Abscheideeinheit 42 jeweils separat mit einer einzelnen Hochspannungsquelle verbunden sein.
Die Elektrodeneinrichtung 66 umfasst eine Vielzahl von als Sprühelektroden wirkenden Stabelektroden 70, welche an einem Scherengitter 72 befestigt sind und dadurch zwischen einer Abscheidestellung und einer Reinigungsstellung bewegbar sind. Das Scherengitter 72 ist hierzu mit dem Antrieb 62 gekoppelt und kann mittels des Antriebs 62 gelängt oder gestaucht werden.
In der Abscheidestellung verlaufen die Stabelektroden 70 weitgehend koaxial in den Abscheidekanälen 64 der Abscheidegruppe 50, wenn die Trapezbleche 54 ihre Abscheidestellung einnehmen (vgl. 5A). In der Reinigungsstellung sind die Stabelektroden 72 in der Bewegungsrichtung 60 verschoben und nehmen eine Position weitgehend mittig zwischen den einander zugewandten Trapezkanälen 56 zweier benachbarter Trapezbleche 54 ein. Die Bewegungen der Trapezbleche 54 und der Stabelektroden 70 sind so miteinander verknüpft, dass die Trapezbleche 54 und die Stabelektroden 70 stets gemeinsam ihre Abscheidestellung bzw. ihre Reinigungsstellung einnehmen.
Wie besonders gut anhand der 3 und 4 zu erkennen ist, ragen von den nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehenen Streben des Scherengitters 72 jeweils mehrere Haltezungen 74 in einer Ebene senkrecht zu den Trapezblechen 54 ab, die an ihrem Ende jeweils eine Stabelektrode 70 tragen. Die Länge, die Position und die Erstreckungsrichtung der Haltezungen 74 bezogen auf die zugehörige Strebe des Scherengitters 72 ist jeweils an die Geometrie der Trapezbleche 54 und den erforderlichen Bewegungsablauf zwischen Abscheidestellung und Reinigungsstellung angepasst und kann für jede Strebe des Scherengitters 72 unterschiedlich ausfallen, was ebenfalls in den 3 und 4 gut zu erkennen ist.
Auf diese Weise kann die gesamte Abscheideanordnung 48 zwischen einer Abscheidekonfiguration und einer Reinigungskonfiguration verstellt werden, in denen die Trapezbleche 54 und die Stabelektroden 70 jeweils ihre Abscheidestellung bzw. ihre Reinigungsstellung einnehmen.
Die Abscheideanordnung 48 ist außerdem noch mechanisch mit einer Klopfeinrichtung 76 gekoppelt, durch welche die Abscheideanordnung 48, insbesondere die Trapezbleche 54, durch mechanische Einwirkung erschüttert werden können, wodurch an den Trapezblechen 54 haftende Stäube in an und für sich bekannter Weise abgerüttelt werden können. Die Klopfeinrichtung 76 ist jeweils lediglich bei den Schnitten in den 5, 7, 9, 10, 12, 14, 15 und 16 und dort nur stark schematisch gezeigt.
Unterhalb der Abscheideanordnung 48 ist in dem Strömungsgehäuse 46 der Abscheideeinheit 42 noch ergänzend eine Sammelwanne 78 (vgl. 1) angeordnet, um die Overspraypartikel bei einem Reinigungsvorgang aufzufangen.
Die oben erläuterte elektrostatisch arbeitende Abscheideeinheit 42 funktioniert nun wie folgt:
Nachdem die mit Overspray beladene Kabinenluft aus dem Lackiertunnel 8 den Vorabscheider 36 als erste Stufe der Abscheidevorrichtung 38 durchströmt hat, ist sie teilweise von Overspray befreit und gelangt nur noch mit trockenen Overspraypartikeln beladen in die Abscheideeinheit 42.
Deren Abscheideanordnung 48 ist mittels des Antriebs 62 in ihre Abscheidekonfiguration gebracht und die Kabinenluft strömt in weitgehend horizontaler Richtung durch die Abscheidekanäle 64 hindurch. An den Stabelektroden 70 kommt es dabei in an und für sich bekannter Weise zu Koronaentladungen, durch welche die Overspraypartikel in der vorbeiströmenden Kabinenabluft effektiv ionisiert werden. Zwischen einer jeweiligen Stabelektrode 70 und den benachbarten Trapezblechen 54 bildet sich ein elektrisches Feld aus, auf Grund dessen sich die ionisierten Overspraypartikel an den Kanalwänden 58 der umgebenden Trapezkanäle 56 absetzen.
Die so gereinigte Kabinenluft strömt dann in den Sammelströmungskanal 44, über welchen sie, wie oben erwähnt, wieder in den Luftzuführraum 14 und zurück in den Lackiertunnel 8 geleitet wird.
Die Stärke des elektrischen Feldes zwischen den Stabelektroden 70 und den Trapezblechen 54 nimmt mit zunehmender Schichtdicke der abgeschiedenen Partikel an den Trapezblechen 54 ab, da die abgeschiedene Schicht mit zunehmender Schichtdicke zunehmend isolierend wirkt. Daher müssen die Abscheideeinheiten 42 bzw. deren Abscheideanordnungen 48 von Zeit zu Zeit von abgeschiedenen Partikeln befreit werden.
Hierzu wird zunächst der Strömungsweg der Kabinenluft in denjenigen Luftleitkanal 34 unterbrochen, der zu der zu reinigenden Abscheideeinheit 42 führt. Dies kann beispielsweise durch eine einfache Verschlussplatte am entsprechenden Zugang zum Luftleitkanal 34 erfolgen, was hier nicht eigens dargestellt ist. Diejenigen Abscheideeinheiten 42, die noch nicht gereinigt werden müssen, können unverändert weiter betrieben werden, so dass keine Unterbrechung des Lackiervorgangs notwendig ist.
Dann wird die Hochspannungsversorgung der zu reinigenden Abscheideeinheit 42 unterbrochen und deren Abscheideanordnung 48 mittels des Antriebs 62 in die oben beschriebene Reinigungskonfiguration bewegt, wodurch zwischen den einzelnen Trapezblechen 54 ein Weg nach unten zur Sammelwanne 78 entsteht. Nun wird die Klopfeinrichtung 76 aktiviert und die Abscheideanordnung 48 mechanisch erschüttert. Hierdurch lösen sich die abgeschiedenen Partikel von den Kanalwänden 58 der Trapezkanäle 56 und fallen jeweils zwischen zwei benachbarten Trapezblechen 54 nach unten in die Sammelwanne 78.
Auf Grund des Abstandes, den die Trapezbleche 54 und die Stabelektroden 70 in der Reinigungskonfiguration der Abscheideanordnung 48 zueinander einhalten, können die Partikel insbesondere sicher an den Stabelektroden 70 vorbei nach unten abfallen.
Wenn die Abscheideanordnung 48 hinreichend von Partikeln befreit ist, wird die Klopfeinrichtung 76 deaktiviert, die Abscheideanordnung 48 mittels des Antriebs 62 in ihre Abscheidekonfiguration gebracht, die Hochspannungsversorgung wieder aufgebaut und der Strömungsweg der Kabinenluft in den zugehörigen Luftleitkanal 34 hinein freigegeben.
Wenn die Sammelwanne 78 voll ist, wird diese aus dem Strömungsgehäuse 46 der Abscheideeinheit 42 entnommen und der darin gesammelte Overspray entsorgt.
In den 6 und 7 ist als zweites Ausführungsbeispiel eine Abscheideanordnung 48.2 gezeigt, bei der ebenfalls ein Scherengitter vorhanden ist, welches der Einfachheit halber jedoch nicht gezeigt ist.
Dort ist die Abscheidegruppe 50 aus Abscheideelementen 52 in Form von elektrisch leitfähigen Wellblechen 80 gebildet, die wieder auf Massepotential gelegt sind. Bei den Wellblechen 80 sind hintereinander folgend zueinander parallele Rundkanäle 81 mit C-förmigem Querschnitt ausgebildet, deren offene Seiten abwechselnd in die eine und in die andere Richtung weisen.
Die Wellbleche 80 sind entsprechende den Trapezblechen 54 bei der Abscheideanordnung 48.1 angeordnet, so dass entsprechende Abscheidekanäle 64 ausgebildet sind, in denen die Stabelektroden 70 verlaufen, wie es anhand der 6 und 7 ersichtlich ist. Auch die Abscheidekonfiguration und die Reinigungskonfiguration der Abscheideanordnung 48.2 entspricht denjenigen der Abscheideanordnung 48.1. Die Abscheideanordnung 48.2 wird entsprechend in der Art und Weise betrieben wie die Abscheideanordnung 48.1.
In den 8 und 9 ist als drittes Ausführungsbeispiel eine Abscheideanordnung 48.3 gezeigt, welche sich von der Abscheideanordnung 48.2 bei gleicher Abscheidekonfiguration durch eine andere Reinigungskonfiguration unterscheidet.
Bei der Abscheideanordnung 48.3 ist jedes zweite Wellblech 80 in einer vertikalen Bewegungsrichtung 82 verschiebbar gelagert und kann dazu beispielsweise in vertikalen Führungsschienen geführt sein, die nicht eigens gezeigt sind.
In der Reinigungskonfiguration sind diese vertikal beweglichen Wellenbleche 80 nun gegenüber den übrigen Wellenblechen in vertikaler Richtung versetzt angeordnet, so dass bei zwei benachbarten Wellblechen 80 immer zwei Wellentäler und zwei Wellenberge nebeneinander liegen.
Auf diese Weise ist für die abgeschiedenen Partikel zwischen zwei benachbarten Wellbleche 80 ein Weg nach unten in die Sammelwanne 78 geschaffen, wenn die Abscheideanordnung 48.3 mittels des Antriebs 62 in ihre Reinigungskonfiguration gebracht worden ist.
Während oder vor der Vertikalbewegung der entsprechenden Wellbleche 80 werden die Stabelektroden 70 horizontal in Richtung auf die in ihrer vertikalen Position verbleibenden Wellbleche 80 bewegt, wobei die Relativpositionen der Stabelektroden 70 zueinander unverändert bleiben können. Statt eines Scherengitters 72 kann bei der Abscheideanordnung 48.3 auch eine andersartige, nicht eigens gezeigte Haltevorrichtung vorgesehen sein.
Eine in 10 als viertes Ausführungsbeispiel gezeigte Abscheideanordnung 48.4 folgt diesem Bewegungsprinzip, wobei dort wieder Trapezbleche 54 vorhanden sind.
In den 11 und 12 ist als fünftes Ausführungsbeispiel eine Abscheideanordnung 48.5 gezeigt, bei welcher die Abscheideelemente 52 in Form von anders aufgebauten Wellblechen als Profilbleche 84 vorliegen, bei denen hintereinander folgend zueinander parallele und rinnenartige Kanäle 86 mit C-förmigem Querschnitt ausgebildet sind, deren offene Seiten alle in die gleiche Richtung weisen.
Die Profilbleche 84 sind so angeordnet, dass die offene Seite der Kanäle 86 abwechselnd in die eine und in die andere Richtung weist. Auf diese Weise entspricht die Abscheidekonfiguration der Abscheideanordnung 48.5 einem Rohrbündel mit horizontal verlaufenden Rohren, wobei zwei sich mit der offenen Seite gegenüberliegende Kanäle 86 jeweils einen Abscheidekanal 64 bilden, in dem sich wieder eine Stabelektrode 70 erstreckt.
Der Bewegungsablauf zwischen der Abscheidekonfiguration und der Reinigungskonfiguration der Abscheideanordnung 48.5 folgt wieder der horizontalen Bewegung sowohl der Profilbleche 84 als auch der Stabelektroden 70 in der horizontalen Bewegungsrichtung 60. Hierzu umfasst die Abscheideanordnung 48.5 wieder ein Scherengitter 72, auf dessen Darstellung jedoch der Einfachheit halber verzichtet wurde.
Eine besonders im Hinblick auf die kombinierte Bewegung der Abscheideelemente 52 und der Stabelektroden 70 mechanische einfacher aufgebaute Abwandlung ist bei der Abscheideanordnung 48.6 verwirklicht, welche als sechstes Ausführungsbeispiel in den 13 und 14 gezeigt ist.
Diese Abscheideanordnung 48.6 umfasst im Wechsel die oben erläuterten Trapezbleche 54 und Trapezprofile 88, welche im Querschnitt komplementär zu den Trapezblechen 54 sind und hierzu entsprechende Trapezkanäle 90 aufweisen.
Die Trapezprofile 88 weisen jedoch einen Abscheideabschnitt 92 auf, der an einem Außenrand, der senkrecht zu den Trapezkanälen 90 verläuft, in einen davon elektrisch isolierten Kontaktabschnitt 94 übergeht. Der Abscheideabschnitt 92 liegt auf Massepotential und der Kontaktabschnitt 94 ist mit der Hochspannungsquelle 68 verbunden. Jede Stabelektrode 70 ist nun über ein Kontaktglied 96 am Grund von bestimmten Trapezkanälen 90 im Kontaktabschnitt 94 getragen, so dass ein elektrischer Kontakt von dem Kontaktabschnitt 94 zu den Stabelektroden 70 ausgebildet ist. Insgesamt sind die Kontaktglieder 96 so vorgesehen, dass in allen Abscheidekanälen 64, die in der Abscheidekonfiguration der Abscheideanordnung 48.6 (siehe 13A) ausgebildet sind, koaxial zu dem jeweiligen Abscheidekanal 64 eine Stabelektrode 70 verläuft.
Hierzu gibt es zwei Arten von Trapezprofilen 88, die aus 14 ersichtlich sind: Bei einem Trapezprofil 88a einer ersten Art sind nur Trapezkanäle 90, die zur gleichen Seite des Trapezprofils 88a hin offen sind, im Kontaktabschnitt 94 mit einem Kontaktglied 94 und einer Stabelektrode 70 bestückt. Bei einem Trapezprofil 88b einer zweiten Art sind dagegen alle Trapezprofile 90 im Kontaktabschnitt 94 mit einem Kontaktglied 94 und einer Stabelektrode 70 versehen.
Bei der Abscheideanordnung 48.6 ist außen ein Trapezprofil 88a der ersten Art angeordnet, dem sich dann immer im Wechsel ein Trapezblech 54 und ein Trapezprofil 88b der zweiten Art anschließen, wobei die Anordnung außen mit einem Trapezblech 54 abschließt.
Der Bewegungsablauf zwischen der Abscheidekonfiguration und der Reinigungskonfiguration folgt wieder der Bewegung in der horizontalen Bewegungsrichtung 60, wobei die Stabelektroden 70 bei der Bewegung der Trapezprofile 88 mitgeführt werden.
15 zeigt als siebtes Ausführungsbeispiel eine Abscheideanordnung 48.7 mit Trapezprofilen 88a, 88b der ersten und der zweiten Art, bei welcher wieder die vertikale Bewegung jedes zweiten Abscheideelements 52 in die vertikale Bewegungsrichtung 82 vorgesehen ist. In diesem Fall sind die vertikal verfahrbaren Abscheideelemente 52 durch die Trapezbleche 54 gebildet, die keine Stabelektroden 70 tragen.
Die Stabelektroden 70 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht mehr koaxial zu den in der Abscheidekonfiguration der Abscheideanordnung 48.7 ausgebildeten Abscheidekanälen 64 angeordnet, sondern etwas in den jeweiligen Trapezkanal 90 hinein versetzt. Dies kann durch entsprechend kürzere Kontaktglieder 96 erreicht werden. So können die Trapezbleche 54 dann ohne Behinderung an den Stabelektroden 70 vorgeführt werden.
Hierdurch kommt es im Gegenzug jedoch zu unterschiedlichen Abständen zwischen einer Stabelektrode 70 und den Wandflächen des umgebenden Trapezkanals 90 des Trapezprofils 88 bzw. des umgebenden Trapezkanals 56 den benachbarten Trapezbleches 54. Dies führt wiederum zu einem inhomogeneren elektrischen Feld innerhalb der Abscheidekanäle 64.
In 16 ist als achtes Ausführungsbeispiel eine Abscheideanordnung 48.8 gezeigt, die dem entgegenwirkt. Die Grundanordnung der Trapezbleche 54 und der Trapezprofile 88a und 88b der ersten und zweiten Art entspricht derjenigen der Abscheideanordnungen 48.6 und 48.7 nach den 13 bis 15.
In die Trapezkanäle 56 der Trapezbleche 54 sind jedoch zusätzlich Abstandsbleche 98 eingeschweißt, wodurch ein Trapezkanal 100 mit kleinerer Tiefe als der Trapezkanal 56 ausgebildet ist. Die Tiefe des Trapezkanals 100 ist dabei so abgestimmt, dass der Abstand der Stabelektrode 70 zu dem Abstandsblech 98 des Trapezbleches 54 und zu dem Boden des Trapezkanals 90 des Trapezprofils 88 gleich groß ist, wenn die Abscheidanordnung 48.8 in der Abscheidekonfiguration vorliegt.
In einer Abwandlung kann die gleiche Struktur wie bei den Trapezblechen 54 mit den Abstandsblechen 98 auch gebildet sein, indem zwei verschiedene Trapezbleche, deren Trapezkanäle unterschiedliche Querschnitte haben, gegeneinander versetzt miteinander verbunden werden. Dabei ist der Boden der Trapezkanäle des einen Trapezbleches so breit wie die Öffnung der Trapezkanäle des anderen Trapezbleches.
Insgesamt sind durch die oben erläuterten Ausführungsbeispiele Abscheidevorrichtungen verwirklicht, bei denen die Abscheidekanäle in den baulichen Toleranzen weitgehend horizontal verlaufen. Das Grundprinzip von zwei relativ zueinander beweglichen Abscheideelementen kann jedoch auch dann genutzt werden, wenn die Abscheidekanäle gegenüber der Horizontalen geneigt sind. Grundsätzlich zeigt das oben erläuterte Konzept seine größte Wirkung, wenn die Abscheidekanäle und Strömungswege der Kabinenluft in einem Winkel zur Vertikalen verlaufen.

Claims

Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffpartikeln aus mit Feststoffpartikeln beladener Kabinenluft von Behandlungsanlagen mit einer elektrostatisch arbeitenden Abscheideeinheit (42), die ihrerseits umfasst: a) wenigstens ein erstes Abscheideelement (52) und ein zweites Abscheideelement (52), an welchen die Kabinenluft entlang führbar ist; b) einer im Luftstrom der Kabinenluft angeordneten Elektrodeneinrichtung (66), mittels welcher Feststoffpartikel ionisierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass c) das erste und das zweite Abscheidelement (52) relativ zueinander beweglich gelagert sind und zwischen einer Abscheidestellung, in welcher ein von der Kabinenluft durchströmbarer Abscheidekanal (64) ausgebildet ist, und einer Reinigungsstellung, in welcher der Abstand zwischen den Abscheideelementen (52) größer ist als deren Abstand in der Abscheidestellung, bewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Abscheideelement (52) als Profilblech (54; 80; 84; 88) ausgebildet ist, bei welchem hintereinander folgend zueinander parallele und zu einer Seite hin offene Kanäle (56; 81; 86; 90) ausgebildet sind, wobei die offenen Seiten der Kanäle (56; 81; 86; 90) jedes Abscheideelements (52) abwechselnd in eine erste und in eine dazu entgegengesetzte Richtung oder in die gleiche Richtung weisen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher das erste und das zweite Abscheideelement (52) in der Abscheidestellung derart angeordnet sind, dass jeweils ein Kanal (56; 81; 86; 90) des ersten Abscheideelements (52) und jeweils ein Kanal (56; 81; 86; 90) des zweiten Abscheideelements (52) den Abscheidekanal (64) begrenzen.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Abscheideelement (52) als Trapezblech (54) mit trapezförmigen Kanälen (56) oder als Wellblech (80, 84) mit Kanälen (81, 86) mit C-förmigem Querschnitt ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodeneinrichtung (66) wenigstens eine Stabelektrode (70) umfasst, welche sich in der Abscheidestellung der Abscheideelemente (52) im Abscheidekanal (64) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Stabelektrode (70) und/oder die Abscheideelemente (52) von einem Scherengitter (72) getragen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stabelektroden (70) von Enden von Haltezungen (74) getragen sind, die von Streben des Scherengitters (72) in einer Ebene senkrecht zu den Abscheideelementen (52) abragen.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Scherengitter (72) mittels eines Antriebs (62) gelängt oder gestaucht werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Stabelektrode (70) für einen Abscheidekanal (64) von einem der Kanäle (56; 81; 86; 90) des ersten oder des zweiten Abscheideelements (52) getragen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klopfeinrichtung (76) vorhanden ist, mittels welcher das erste und/oder das zweite Abscheideelement (52) durch mechanische Einwirkung erschütterbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abscheidestellung der Abscheideelemente (52) ein oder mehrere Abscheidekanäle (64) ausgebildet sind, welche gegenüber einer Vertikalen geneigt, vorzugsweise weitgehend horizontal, verlaufen.
Anlage zum Beschichten von Gegenständen mit a) einer Beschichtungskabine (2), in welcher die Gegenstände (4) mit einem Feststoff-Beschichtungsmaterial beaufschlagbar sind und durch welche ein Luftstrom geleitet werden kann, der entstehende Overspraypartikel des Beschichtungsmaterials aufnimmt und abführt; b) einer Abscheidevorrichtung (38), welcher diese Kabinenluft zuführbar ist und wo zumindest ein Großteil der Overspraypartikel abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass c) die Abscheidevorrichtung (38) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.