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Die Erfindung betrifft eine Abscheideeinheit zum Abscheiden von Overspray, welches in einer Oberflächenbehandlungsanlage entsteht und dort von einem Luftstrom aufgenommen und zu einer oder mehreren Abscheideeinheiten geführt wird, wobei die Abscheideeinheit ein Gehäuse umfasst, in welchem eine Filtereinheit untergebracht ist, an der sich Overspray abscheiden kann.
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Bei der manuellen oder automatischen Applikation von Lacken auf Gegenstände wird ein Teilstrom des Lackes, der im Allgemeinen sowohl Festkörper und/oder Bindemittel als auch Lösemittel enthält, nicht auf den Gegenstand appliziert. Dieser Teilstrom wird in der Fachwelt ”Overspray” genannt. Im Weiteren wird der Begriff Overspray im Sinne eines dispersen Systems, wie einer Emulsion oder Suspension oder einer Kombination daraus, verstanden. Der Overspray wird von dem Luftstrom in der Beschichtungskabine erfasst und einer Abscheidung zugeführt, sodass die Luft gegebenenfalls nach einer geeigneten Konditionierung wieder in die Beschichtungskabine zurückgeleitet werden kann.
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Insbesondere bei Anlagen mit größerem Lackverbrauch, beispielsweise bei Anlagen zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien, kommen in bekannter Weise Nassabscheidesysteme einerseits oder elektrostatisch arbeitende Trockenabscheider andererseits zum Einsatz.
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Als Alternative zu diesen Abscheidesystemen ist beispielsweise aus der
DE 10 2011 108 631 A1 bekannt, mit austauschbaren Abscheideeinheiten der eingangs genannten Art zu arbeiten, die als Einweg-Filtermodule nach Erreichen einer Grenzbeladung mit Overspray gegen unbeladene Filtermodule ausgetauscht und entsorgt oder gegebenenfalls recycelt werden. Die Aufbereitung und/oder Entsorgung von derartigen Filtermodulen kann energetisch und auch im Hinblick auf die erforderlichen Ressourcen verträglicher sein als der Aufwand bei einem Nassabscheider oder einer elektrostatisch arbeitenden Abscheidevorrichtung.
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Grundsätzlich wird bei solchen Systemen eine Vielzahl von Abscheideeinheiten auf Lager vorgehalten, so dass stets leere Abscheideelemente zu Verfügung stehen, um eine Abscheideeinheit bei Erreichen ihrer Grenzbeladung zu ersetzen. Entsprechend müssen Lagerräume mit einem ausreichenden Lagervolumen zur Verfügung gestellt werden.
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Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abscheideeinheit der eingangs genannten Art zu schafften, deren Lagervolumen möglichst klein ist.
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Diese Aufgabe wird bei einer Abscheideeinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Filtereinheit wenigstens ein aufblähbares Abscheideelement umfasst, welches verschiedene Volumina zwischen einem Betriebsvolumen und einem Lagervolumen haben kann, das kleiner als das Betriebsvolumen ist.
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Erfindungsgemäß ist die Filtereinheit zumindest teilweise als aufbläh- oder aufblasbarer Körper ausgebildet, der mit einem Füllfluid, in der Regel Luft, gefüllt werden kann. Aus Brandschutzgründen kann das Fluid auch ein Löschmedium, beispielsweise Wasser, Kohlendioxid CO2 oder Stickstoff N2, sein. Wenn die Filtereinheit im Brandfall zerstört wird, wird dieses Löschmedium freigesetzt und kann die Brandbekämpfung zumindest unterstützen.
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Im Lagerzustand kann das Füllfluid abgelassen oder auch gezielt abgepumpt sein, wodurch das Volumen der Filtereinheit sich auf ein Lagervolumen verringert. Das Betriebsvolumen und das Lagervolumen beziehen sich auf das lichte Außenvolumen und den Raum, den eine Filtereinheit im Betrieb oder bei der Lagerung benötigt.
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Es ist günstig, wenn mehrere aufblähbare Abscheideelemente vorhanden sind, so dass die Filterwirkung entsprechend hoch ist.
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Vorzugsweise sind ein oder mehrere Abscheideelemente schlauchförmig. Hierdurch kann im Betriebsvolumen eine große Abscheidefläche erzeugt werden.
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Es ist günstig, wenn ein oder mehrere Abscheideelemente eine Abscheidehülle haben, die einen Innenraum begrenzen und mit wenigstens einem Tragelement verbunden sind. Mit Hilfe eines oder mehrerer Tragelemente kann die Filtereinheit im Betriebsvolumen freitragend stabilisiert werden, so dass sie auch ohne weitere Befestigungsmaßnahmen im Gehäuse der Abscheideeinheit angeordnet werden kann.
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Um das Lagervolumen der Filtereinheit bzw. der Abscheideeinheit klein zu halten, ist es vorteilhaft, wenn das wenigstens eine Tragelement aufblähbar ist und verschiedene Volumina zwischen einem Betriebsvolumen und einem Lagervolumen haben kann, das kleiner als das Betriebsvolumen ist, wobei ein Innenraum des Tragelements fluiddicht mit dem Innenraum eines oder mehrerer Abscheideelemente kommuniziert. Auf diese Weise kann die Filtereinheit als Baueinheit aufgeblasen oder in ihrem Lagervolumen gelagert oder transportiert werden.
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Es ist günstig, wenn ein Befüllstutzen, insbesondere ein Ventilstutzen, vorhanden ist, über welchen ein Füllfluid zugegeben oder abgelassen werden kann.
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Vorzugsweise ist der Befüllstutzen im laufenden Betrieb mit einer Quelle für Füllfluid verbunden. So kann das Betriebsvolumen der Filtereinheit auch bei möglichen Leckagen, die durch Beschädigungen entstehen oder konstruktiv bedingt sein können, stets aufrechterhalten werden. Zum Beispiel kann die Filtereinheit hierfür im Betriebs mit Druckluft aus einer Druckluftquelle beaufschlagt werden.
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Der Befüllstutzen ist vorzugsweise an dem wenigstens einen Tragelement vorgesehen. So ist der Befüllstutzen in der Regel von außen gut zugänglich.
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Für eine effektive Filterwirkung kann es günstig sein, wenn ein oder mehrere Abscheideelemente ein Abscheidematerial tragen. So kann beispielsweise auch das Filterkonzept zwischen demjenigen eines Trägheitsfilters und eines Abscheidefilters variiert werden.
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Für eine kompakte Lagerung ist es außerdem von Vorteil, wenn die Abscheideeinheit modular aus Einzelteilen aufgebaut ist, von denen eines die Filtereinheit ist. In diesem Fall können Gehäusekomponenten und Komponenten der Filtereinheit getrennt von einander vorgehalten und gelagert werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einzelner Bauteile einer Abscheideeinheit, welche eine Filtereinheit mit aufblähbaren Filterelementen umfasst;
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2 eine perspektivische Ansicht einer Abscheideeinheit in teilweiser Durchsicht, die aus den einzelnen Bauteilen zusammengefügt ist;
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3 in größerem Maßstab die Filtereinheit mit aufgeblähten Filterelementen;
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4 in größerem Maßstab die Filtereinheit mit entlüfteten Filterelementen.
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In den Figuren ist mit 10 insgesamt eine Abscheideeinheit bezeichnet, mit welcher eine nicht eigens gezeigte Abscheidevorrichtung einer Oberflächenbehandlungsanlage arbeitet. Beispielsweise kann die Abscheideeinheit bei einer Lackierkabine vorgesehen sein, um von der Lackierkabine mitgeführten Overspray aus der Kabinenluft abzuscheiden, wie es eingangs erläutert wurde.
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Die Abscheideeinheit 10 ist modular aus Einzelteilen aufgebaut, die nachfolgend erläutert werden. Die Abscheideeinheit 10 hat ein Gehäuse 12 mit einem horizontal rechtwinkligen Querschnitt und einem Strömungseinlass 14, durch welchen Kabinenluft in einen Innenraum 16 der Abscheideeinheit 10 einströmen kann. Die Abmessung und Ausbildung des Strömungseinlasses 14 ist in bekannter Art und Weise an einen Anschlussstutzen einer Luftleiteinrichtung angepasst, mittels welcher mit Overspray beladene Luft zu der Abscheideeinheit 10 geleitet werden kann.
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In dem Innenraum 16 des Gehäuses 12 ist eine Filtereinheit 18 untergebracht, welche von mit Overspray beladener Kabinenluft durchströmt wird und wo sich Overspray abscheidet. Die dann gereinigte Kabinenluft verlässt die Abscheideeinheit 10 durch einen Strömungsauslass 20.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Strömungseinlass 14 bei einer im Betrieb befindlichen Abscheideeinheit 10 oben angeordnet, so dass die Luft von oben in den Innenraum 16 einströmt. Dort wird die Luft einmal um 90° umgelenkt, durchströmt die Filtereinheit 18 verlässt die Abscheideeinheit 10 in horizontaler Richtung.
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Damit eintretende Luft nicht unmittelbar von oben auf die Filtereinheit 18 trifft, umfasst das Gehäuse 12 eine Luftleitwand 22, die so angeordnet ist, dass sie sich bei einer vollständig zusammengefügten Abscheideeinheit 10 oberhalb der Filtereinheit 18 befindet. Die Luftleitwand 22 erstreckt sich mit einer Neigung nach unten von einer Gehäusewand 24 mit dem Strömungseinlass 20 in Richtung auf eine gegenüberliegende Gehäusewand 26, wobei dort ein Durchgang 28 verbleibt, durch den die Luft in den Innenraum 16 der Abscheideeinheit 10 einströmen kann. Außerdem umfasst das Gehäuse 12 noch zwei Seitenwände 30 und 32.
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Das Filtergehäuse 12 umfasst ferner ein Bodenteil 34, welches beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in seiner Geometrie und seinen Abmessungen als standardisierte Tragstruktur und beispielsweise nach Vorgabe einer so genannten Euro-Palette ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine Abscheideeinheit 10 mit einem an solche Standardstrukturen angepassten Fördersystem bewegt werden.
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Zumindest ein unterer Sammelbereich der Abscheideeinheit 10 ist flüssigkeitsdicht und auf diese Weise als Sammelwanne 36 für Lack ausgebildet, der sich in der Abscheideeinheit 10 abscheidet und nach unten abfließt.
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Die Filtereinheit 18 umfasst zwei Tragelemente 38 und 40, zwischen denen sich mehrere Abscheideelemente 42 erstrecken, von denen nur eines mit Bezugszeichen versehen ist. Die Abscheideelemente 42 sind aufblähbar und weisen eine flexible Abscheidehülle 44 auf, die einen Innraum 46 begrenzt, der in 3 zu erkennen ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Abscheidehülle 44 und damit das Abscheideelement 42 schlauchförmig. Die Abscheideelemente 42 können auf ihrer Außenseite ein Abscheidematerial 48 tragen.
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Bei dem Abscheidematerial 48 kann es sich beispielsweise um Vliesmaterialien oder auch Cellulosematerialien wie gegebenenfalls behandelte Papier- und Pappmaterialien handeln, die auf die Abscheidehüllen 44 aufgebracht und zum Beispiel aufgeklebt sind.
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3 zeigt die Filtereinheit 18 mit aufgeblähten Abscheideelementen 42, wogegen die Filtereinheit 18 in 4 mit entleerten und in sich zusammengefallenen Abscheideelementen 42 zeigt. In 3 haben die Abscheideelemente 42 ein jeweiliges Betriebsvolumen. 4 veranschaulicht, dass die Abscheideelemente 42 ein Lagervolumen haben können, das kleiner als das Betriebsvolumen ist.
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Allgemein ausgedrückt umfasst die Filtereinheit 18 somit wenigstens ein aufblähbares Abscheideelement 42, welches verschiedene Volumina zwischen einem Betriebsvolumen und einem Lagervolumen haben kann, das kleiner als das Betriebsvolumen ist.
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Die Tragelemente 38, 40 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls aufblähbar und haben hierzu jeweils eine flexible Traghülle 50, die jeweils einen Innenraum 52 begrenzen. In 3 ist die Traghülle 50 des Tragelements 40 teilweise weggebrochen gezeigt, so dass dessen Innenraum 52 erkennbar ist. Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung können auch beide oder wenigstens eines der Tragelemente 38, 40 eine starre Hülle haben und nach Art eine Hohlplatte ausgebildet sein.
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In 3 haben auch die Tragelemente 38, 40 ein jeweiliges Betriebsvolumen. In entleerten Zustand, der in 4 angedeutet ist, haben sie entsprechend ein jeweiliges Lagervolumen, das kleiner als das Betriebsvolumen ist. Insgesamt kann somit das Volumen der Filtereinheit 18 als Baueinheit zwischen einem Betriebsvolumen und einem Lagervolumen verändert werden, welches kleiner als das Betriebsvolumen der Filtereinheit 18 ist.
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Die Abscheideelemente 42 sind an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils fluiddicht mit den Tragelementen 38 und 40 verbunden, so dass die Innenräume 46 der Abscheideelemente 42 mit den Innenräumen 52 der Trageelemente 38, 40 kommunizieren.
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Das Tragelement 38 umfasst einen Befüllstutzen 54, über welchen ein Füllfluid, wie beispielsweise insbesondere Luft, der Filtereinheit 18 zugeführt oder aus der Filtereinheit 18 abgelassen werden kann, um diese in ihr Betriebsvolumen bzw. ihr Lagervolumen zu bringen. Mit einem gasförmigen Fluid werden die aufblähbaren Komponenten somit aufgeblasen. Gegebenenfalls kann es auch sinnvoll sein, die Filtereinheit 18 mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser, zu füllen, zum Beispiel aus Brandschutzgründen, wie es oben erläutert wurde. Der Befüllstutzen 54 ist als Ventilstutzen, beispielsweise mit einem freigebbaren Rückschlagventil, ausgebildet, so dass ein Entweichen von Füllfluid aus der gefüllten Filtereinheit 18 mit deren Betriebsvolumen verhindert ist.
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Wenn es einen zweiten Ventilstutzen an der Filtereinheit 18 gibt, kann diese insgesamt von einem Fluid, d. h. einem Gas oder einer Flüssigkeit, durchströmt werden. Dies kann dann sinnvoll sein, wenn die Temperatur der Filtereinheit 18 den Abscheideprozess beeinflusst und die Temperatur der Filtereinheit 18 beispielsweise geringer oder höher sein sollte, als die Temperatur der auf die Filtereinheit 18 treffende Kabinenluft.
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Insgesamt sind bei der Abscheideeinheit 10 das Gehäuse 12, das Bodenteil 34 und die Filtereinheit 18 aus einem nassfesten Recyclingmaterial gefertigt. Allgemein ausgedrückt sind eine Komponente, mehrere Komponenten oder alle Komponenten des Filtermoduls 40 aus einem nassfesten Recyclingmaterial gefertigt. Für die Traghüllen 50 der Tragelemente 38 und 40 sowie für die Abscheidehüllen 44 der dazwischen aufgespannten Abscheideelemente 42 kommen insbesondere Kunststoffe in Betracht, beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen. Für die anderen Komponenten kommen daneben insbesondere Cellulosematerialien wie Papier- und Pappmaterialien, Wellkarton, Kartone mit stehender Welle, Kartone mit Wabenstruktur oder Wickelkartone, aber auch anderer Materialien wie z. B. MDF-Materialien in Frage. Als Bodenteil 34 eignet sich beispielsweise auch eine Euro-Palette aus Holz.
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Für den Betrieb einer Oberflächenbehandlungsanlage mit einer Abscheidevorrichtung, welche Abscheideeinheiten 10 verwendet, können nun eine Vielzahl von Abscheideeinheiten 10 platzsparend gelagert und vorgehalten werden, deren Einzelkomponenten hierzu kompakt gelagert werden. Die Filtereinheiten 18 werden hierzu auf ihr Lagervolumen gebracht. Zu diesem Zweck kann nach der Produktion der Filtereinheiten 18 Fluid aus den Tragelementen 38, 40 und den Abscheideelementen 42 abgelassen werden. Gegebenenfalls kann vorhandenes Restfluid über den Stutzen 54 auch mit einer Pumpe abgesaugt werden.
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Wenn eine Abscheideeinheit 10 im Betrieb der Oberflächenbehandlungsanlage ausgetauscht werden muss, wird die Filtereinheit 18 zunächst über den Stutzen 54 mit Füllfluid beaufschlagt und in ihr Betriebsvolumen gebracht. Dann wird die Abscheideeinheit 10 aus den Einzelkomponenten des Gehäuses 12, dem Bodenteil 34 und der Filtereinheit 18 zusammengefügt.
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Gegebenenfalls kann die Filtereinheit 18 auch zunächst mit ihrem Lagervolumen in dem Gehäuse 12 untergebracht und erst in dessen Innenraum 16 mit Füllfluid gefüllt werden.
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Um das Betriebsvolumen auch bei möglichen Leckagen, die durch Beschädigungen entstehen oder konstruktiv bedingt sein können, kann die Filtereinheit 18 im Betrieb auch an eine Füllfluid-Versorgung angeschlossen sein. Hierfür kann beispielsweise eine Druckluftversorgung vorhanden sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011108631 A1 [0004]
