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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pulverförderinjektor mit einer Venturi-Düsenanordnung sowie eine Venturi-Düsenanordnung für Pulverförderinjektoren.
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Insbesondere betrifft die Erfindung Pulverförderinjektoren zum Fördern von Beschichtungspulver mit einer Treibdüse und einer Fangdüse, wobei die Fangdüse einen Strahlfangkanal aufweist, welcher der Treibdüse mit Abstand axial gegenüberliegt. Diese Anordnung aus Treib- und Fangdüse wird hierin auch als „Venturi-Düsenanordnung“ bezeichnet.
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Düsenanordnungen dieser Art kommen in Pulverförderinjektoren zum Einsatz, welche unter Ausnutzung des sogenannten Venturi-Effekts mit Hilfe von Förderluft insbesondere fluidisiertes Beschichtungspulver aus einem Pulvervorratsbehälter fördern und durch die Fangdüse hindurch über beispielsweise einen Pulverzuführschlauch einer Beschichtungspistole oder dergleichen Einrichtung zum Versprühen von Beschichtungspulver zuleiten. Die in der Regel als länglicher Hohlkörper ausgeführte Fangdüse bildet dafür in ihrem Inneren einen sogenannten Strahlfangkanal aus, in welchen das zu fördernde Pulver-Luft-Gemisch eingeleitet wird.
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Dem Strahlfangkanal der Fangdüse liegt stromaufwärts in Axialrichtung eine Treib- oder Förderstrahldüse gegenüber, durch welche hindurch Treib- oder Förderluft in die Fangdüse gepresst wird. Bedingt durch den verhältnismäßig kleinen Durchmesser der Treib- bzw. Förderstrahldüse bildet sich ein Luftstrom hoher Geschwindigkeit aus, wodurch sich in einem unmittelbar angrenzenden Pulverzuführkanal, welcher mit dem Pulverbehälter in Verbindung steht, ein Unterdruck ausbildet. Aufgrund des Unterdrucks wird fluidisiertes Beschichtungspulver aus dem Pulvervorratsbehälter im Pulverzuführkanal in Richtung der Fangdüse gefördert und durch diese hindurch dem Pulverzuführschlauch zugeleitet.
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Ein Pulverförderinjektor dieser Art mit einer entsprechenden Venturi-Düsenanordnung ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 198 24 802 A1 bekannt.
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Aus dem Stand der Technik bekannte Pulverförderinjektoren haben den Nachteil, dass der Luftstrom und die Pulverpartikel die Treibdüse und die Fangdüse und insbesondere den Strahlfangkanal der Fangdüse abnutzen. Bedingt durch den abrasiven Effekt des Beschichtungspulvers, welches mit hoher Geschwindigkeit durch die Fangdüse geleitet wird, unterliegt insbesondere der Strahlfangkanal der Fangdüse einem verhältnismäßig hohen Verschleiß, was sich im Allgemeinen dadurch bemerkbar macht, dass der Materialabtrag zu einem Aufweiten des Strahlfangkanals führt, was einen Druckabfall zur Folge hat. Dadurch ist mit der Zeit immer mehr Treib- bzw. Förderluft zum Fördern des Beschichtungspulvers notwendig, was einerseits unwirtschaftlich ist und andererseits auch zu unbefriedigenden Beschichtungsergebnissen durch ungleichmäßige Beschichtungspulverwolken führen kann bzw. die zu fördernde Pulvermenge mit der Zeit absinken kann.
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Aus diesem Grund ist es bei Pulverförderinjektoren notwendig, die Fangdüsen regelmäßig auszutauschen. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es beispielsweise aus der
DE 198 24 802 A1 bekannt, den Strahlfangkanal der Fangdüse aus einem relativ hartem Material, insbesondere Glas zu bilden.
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Durch einen regelmäßigen Austausch der Fangdüsen kann zwar entgegengewirkt werden, dass sich im Betrieb des Pulverförderinjektors der Querschnitt des Strahlfangkanals in unverhältnismäßiger Weise aufweitet, jedoch verhindert diese Maßnahme nicht, dass die mit dem Pulverförderinjektor bewirkte Pulverförderung zunehmend ineffizienter bzw. schlechter wird. Dies liegt daran, dass auch die Treibdüse des Pulverförderinjektors zumindest einem schleichenden Verschleiß ausgesetzt ist, weil im Betrieb des Pulverförderinjektors nicht verhindert werden kann, dass sich der effektive Strömungsquerschnitt bzw. die effektive Düsenöffnung der Treibdüse verändert und somit nicht mehr dem ursprünglich gewählten und im Hinblick auf den Betrieb und die Födereffizienz des Pulverförderinjektors optimierten Auslegewert entspricht.
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Insbesondere wenn die Treibdüse aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, besteht die Gefahr, dass sich aufgrund der durch die Treibdüse gepressten Förderluft die Düsenöffnung der Treibdüse im Laufe der Zeit aufweitet. Wenn hingegen die Düsenöffnung der Treibdüse aus Metall gebildet wird, welches im Vergleich zu Kunststoff „härter“ und deshalb einem geringeren Verschleiß ausgesetzt ist, kann in der Regel ein Ansammeln und Ansintern von Pulverpartikeln an dem Düsenmundstück nicht verhindert werden, da Metall den Nachteil hat, dass die Pulverpartikel dazu tendieren, anzuhaften und anzusintern.
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Somit ist beim Stand der Technik grundsätzlich nicht vermeidbar Gefahr, dass im Betrieb des Pulverförderinjektors der effektive Düsenquerschnitt bzw. die effektive Düsenöffnung der Treibdüse und damit auch der Förderluftstrom verändert werden.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Möglichkeit zu schaffen, dass bei einem routinemäßigen oder defektbedingten Austauschen der Fangdüse sichergestellt wird, dass anschließend der Pulverförderinjektor eine besondere effiziente und optimierte Förderung von Beschichtungspulver garantiert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere durch die Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche gelöst.
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Demnach ist insbesondere erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Fangdüse und die Treibdüse als ein Bauteil vereint untrennbar miteinander verbunden sind. Unter dem hierin verwendeten Begriff „als ein Bauteil vereint“ bzw. „untrennbar miteinander verbunden“ ist eine Verbindung der beiden Bauteile „Fangdüse“ und „Treibdüse“ zu verstehen, die nicht mehr zerstörungsfrei gelöst werden kann.
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Indem erfindungsgemäß die Fangdüse und die Treibdüse des Pulverförderinjektors als ein Bauteil vereint untrennbar miteinander verbunden sind, ist es für den Benutzer des Pulverförderinjektors besonders einfach, bei einem routinemäßigen oder defektbedingten Austausch der Fangdüse gleichzeitig die Treibdüse mit auszutauschen, so dass anschließend der Pulverförderinjektor bzw. die aufeinander abgestimmten Strömungsquerschnitte in der Düsenanordnung den ursprünglich gewählten, werkseitigen Auslegungen entsprechen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass bei herkömmlichen Pulverförderinjektoren zwar die Treibdüse - wenn überhaupt - nur mit relativ hohem Aufwand austauschbar war, was in der Praxis somit in der Regel nicht vorgenommen wurde.
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Die erfindungsgemäße Lösung, wonach die Fangdüse und die Treibdüse als ein Bauteil vereint untrennbar miteinander verbunden sind, ermöglicht darüber hinaus, den Pulverförderinjektor als sogenannten „Inline-Injektor“ auszuführen, bei welchem das mit dem Pulverförderinjektor zu fördernde Beschichtungspulver im Hinblick auf die Längsachse des Strahlfangkanals axial dem Pulverförderinjektor zugeführt wird.
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Diese Ausführungsform als „Inline-Injektor“ hat den entscheidenden Vorteil, dass das zu fördernde Beschichtungspulver in dem Pulverförderinjektor nicht mehr oder zumindest kaum noch umgelenkt werden muss, so dass - wenn überhaupt - nur noch geringe Verwirbelungen und insbesondere weniger Strömungswiderstand entsteht. Dies erhöht die Förderleistung des Pulverförderinjektors bei gleicher Förderluftmenge, wobei gleichzeitig der Pulveraustrag im Vergleich zu herkömmlichen Pulverförderinjektoren, die nicht als Inline-Injektoren ausgebildet sind, weiter vergleichmäßigt werden kann. Darüber hinaus ist die Verschleißanfälligkeit der Düsenanordnung deutlich reduziert, da der Grad der Verwirbelung des zu fördernden Beschichtungspulvers im Pulverförderinjektor deutlich reduziert ist.
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Gemäß einem nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung somit auch einen Pulverförderinjektor zum Fördern von Beschichtungspulver, der eine Treibdüse und eine Fangdüse aufweist, wobei die Fangdüse einen Strahlfangkanal aufweist, welcher der Treibdüse mit Abstand axial gegenüberliegt, und wobei die Treibdüse einen Pulvereinlass aufweist, welcher dem Strahlfangkanal mit Abstand axial gegenüberliegt.
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Gemäß einem weiteren nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung schließlich noch eine Venturi-Düsenanordnung für Pulverförderinjektoren, wobei die Düsenanordnung einen ersten Bereich aufweist, der als Treibdüse dient, und einen zweiten Bereich aufweist, der als Fangdüse dient, wobei der zweite Bereich einen als Strahlfangkanal dienenden Kanal mit einer Längsachse aufweist, und wobei der erste Bereich eine Düsenöffnung aufweist, welche axial dem Strahlfangkanal gegenüberliegt, wobei der erste und zweite Bereich der Düsenanordnung als ein Bauteil vereint untrennbar miteinander verbunden oder verbindbar sind.
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Nachfolgend werden verschiedene erfindungswesentliche Aspekte zusammengefasst:
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Erster Aspekt der vorliegenden Erfindung:
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Pulverförderinjektor zum Fördern von Beschichtungspulver, wobei der Pulverförderinjektor eine Treibdüse und eine Fangdüse aufweist, und wobei die Fangdüse einen Strahlfangkanal aufweist, welcher der Treibdüse mit Abstand axial gegenüber liegt. Erfindungsgemäß ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass die Fangdüse und die Treibdüse als ein Bauteil vereint untrennbar miteinander verbunden sind. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Treibdüse einen Pulvereinlass aufweist, welcher dem Strahlfangkanal mit Abstand axial gegenüber liegt. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Treibdüse einen Pulvereinlass aufweist, welcher dem Strahlfangkanal mit Abstand axial gegenüberliegt und bezüglich einer Achse ausgerichtet ist, die mit einer von dem Strahlfangkanal definierte Längsachse übereinstimmt oder parallel zu einer von dem Strahlfangkanal definierte Längsachse verläuft. Alternativ hierzu ist gemäß Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, dass die Treibdüse einen Pulvereinlass aufweist, welcher bezüglich einer Achse ausgerichtet ist, die eine von dem Strahlfangkanal definierte Längsachse schneidet, vorzugsweise unter 90° oder unter einem stumpfen Winkel.
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Zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung:
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Pulverförderinjektor zum Fördern von Beschichtungspulver, wobei der Pulverförderinjektor eine Treibdüse und eine Fangdüse aufweist, und wobei die Fangdüse einen Strahlfangkanal aufweist, welcher der Treibdüse mit Abstand axial gegenüber liegt. Erfindungsgemäß ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass die Treibdüse einen Pulvereinlass aufweist, welcher dem Strahlfangkanal mit Abstand axial gegenüber liegt. In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Fangdüse und die Treibdüse als ein Bauteil vereint untrennbar miteinander verbunden sind.
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Grundsätzliche Aspekte der vorliegenden Erfindung:
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Bei dem erfindungsgemäßen Pulverförderinjektor kann ein Injektorgehäuse vorgesehen sein, in welchem zumindest die Treibdüse zumindest bereichsweise vorzugsweise entfernbar oder austauschbar aufgenommen ist. Die als ein Bauteil vereint untrennbar miteinander verbundene Fang- und Treibdüse weisen vorzugsweise mindestens eine Dichtung auf zum Abdichten des Bauteils gegenüber dem Injektorgehäuse.
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Bei dem erfindungsgemäßen Pulverförderinjektor kann ein Injektorgehäuse vorgesehen sein, in welchem zumindest bereichsweise zumindest die Treibdüse aufgenommen ist, wobei das Injektorgehäuse einen mit einer Pulverleitung verbindbaren Pulvereinlassbereich aufweist, in welchem ein bezüglich der Längsachse der Fangdüse axialer Pulvereinlasskanal ausgebildet ist und strömungsmäßig mit dem Pulvereinlass der Treibdüse verbunden ist. In dem Pulvereinlasskanal kann eine Axialdichtung vorgesehen sein, insbesondere in einem stromaufwärtigen Endbereich des Pulvereinlasskanals.
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Bei dem erfindungsgemäßen Pulverförderinjektor kann ein Injektorgehäuse vorgesehen sein, in welchem zumindest bereichsweise die vorzugsweise als ein Bauteil vereinte Fang- und Treibdüse aufgenommen ist, wobei in dem Injektorgehäuse eine Aufnahme ausgebildet ist, in welcher zumindest ein stromaufwärtiger Bereich der vorzugsweise als ein Bauteil vereinte Fang- und Treibdüse aufgenommen ist, wobei die Aufnahme kreiszylinderförmig und bezüglich der Längsachse der Fangdüse axial ausgeführt ist. In dem Injektorgehäuse kann ein Förderluftanschluss vorgesehen sein, welcher über einen zwischen der Aufnahme des Injektorgehäuses und der als ein Bauteil vereinten Fang- und Treibdüse gebildeten Ringraum strömungsmäßig mit dem Förderluftkanal verbunden ist. Die Treibdüse kann einen mit dem Förderluftkanal strömungsmäßig verbundenen Förderlufteinlass aufweisen, welcher nicht-axial bezüglich der Längsachse der Fangdüse angeordnet und ausgerichtet ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Pulverförderinjektor kann die vorzugsweise als ein Bauteil vereinte Fang- und Treibdüse rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse der Fangdüse sein.
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Bei dem erfindungsgemäßen Pulverförderinjektor kann ferner ein Pulverleitungsanschluss vorgesehen sein zum Anschließen einer Pulverleitung, insbesondere eines Pulverschlauches, an einem stromabwärtigen Endbereich der Fangdüse, wobei der Pulverleitungsanschluss insbesondere lösbar mit dem stromabwärtigen Endbereich der Fangdüse verbunden ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Pulverförderinjektor kann ein Injektorgehäuse vorgesehen sein, in welchem zumindest bereichsweise die vorzugsweise als ein Bauteil vereinte Fang- und Treibdüse aufgenommen ist, wobei ein stromaufwärtiger Endbereich des Pulverleitungsanschlusses zumindest bereichsweise in dem Injektorgehäuse aufgenommen und über eine Arretiereinrichtung lösbar mit dem Injektorgehäuse verbunden ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Pulverförderinjektor können die Fangdüse aus einem ersten Material und die Treibdüse aus einem zweiten Material gebildet sein, wobei das erste Material verschieden von dem zweiten Material oder identisch mit dem zweiten Material ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Pulverförderinjektor kann der Strahlfangkanal rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse der Fangdüse ausgebildet sein. Die Fangdüse kann rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse ausgebildet sein.
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Bei dem erfindungsgemäßen Pulverförderinjektor kann die Treibdüse ein Treibdüsengehäuse mit einem Förderluftkanal und einem mit dem Förderluftkanal strömungsmäßig verbundenen Düsenmundstück aufweisen, welches axial gegenüber dem Strahlfangkanal liegt. Das Düsenmundstück kann als Insert ausgebildet und untrennbar mit dem Treibdüsengehäuse verbunden sein.
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Dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung:
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Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Venturi-Düsenanordnung für Pulverförderinjektoren, wobei die Düsenanordnung einen ersten Bereich aufweist, der als Treibdüse dient, und einen zweiten Bereich aufweist, der als Fangdüse dient, wobei der zweite Bereich einen als Strahlfangkanal dienenden Kanal mit einer Längsachse aufweist, und wobei der erste Bereich eine Düsenöffnung aufweist, welche axial dem Strahlfangkanal gegenüberliegt, wobei der erste und zweite Bereich der Düsenanordnung als ein Bauteil vereint untrennbar miteinander verbunden sind.
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Der als Treibdüse dienende erste Bereich kann einen Pulvereinlass aufweisen, welcher dem als Strahlfangkanal dienenden Kanal des zweiten Bereichs mit Abstand axial gegenüberliegt. Die Düsenanordnung kann in einem Injektorgehäuse derart vorzugsweise entfern- oder austauschbar aufnehmbar sein, dass zumindest bereichsweise mindestens der erste Bereich der Düsenanordnung in dem Injektorgehäuse aufgenommen ist. Die die Düsenanordnung kann mindestens eine Dichtung aufweisen zum Abdichten der Düsenanordnung gegenüber dem Injektorgehäuse.
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Der als Treibdüse dienende erste Bereich kann einen Förderlufteinlass aufweisen, welcher nicht-axial bezüglich der Längsachse des als Strahlfangkanal dienenden Kanals des zweiten Bereichs angeordnet und ausgerichtet ist. Die Düsenanordnung kann rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse des als Strahlfangkanal dienenden Kanals ausgebildet sein.
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Nachfolgend wird eine exemplarische Ausführungsform der Erfindungen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 schematisch in einer Schnittansicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Venturi-Düsenanordnung;
- 2 schematisch in einer Schnittansicht die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Venturi-Düsenanordnung in einem in einem Injektorgehäuse aufgenommenen Zustand;
- 3 schematisch in einer Schnittansicht eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverförderinjektors;
- 4 schematisch und in einer isometrischen Ansicht die exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverinjektors gemäß 3;
- 5a bis e schematisch verschiedene Ansichten der exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverinjektors gemäß 4;
- 6 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine weitere exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverinjektors; und
- 7 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine weitere exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverinjektors.
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Zur Förderung von Pulver von einem Gebinde oder einem Behälter zu einer Sprühpistole oder einer anderen Sprühvorrichtung insbesondere zur elektrostatischen Sprühbeschichtung von Gegenständen wird meistens eine Strahlpumpe mit einem Pulverförderinjektor verwendet, welcher nach dem Injektorprinzip oder Venturirohrprinzip arbeitet. In diesem Pulverförderinjektor erzeugt ein Luftstrahl in einem Unterdruckbereich, der durch Kanalverbreiterung gebildet wird, einen Unterdruck, der dazu benutzt wird, Beschichtungspulver aus dem Behälter oder Gebinde abzusaugen. Das abgesaugte Beschichtungspulver wird vom Luftstrahl mitgerissen und zur Sprühvorrichtung gefördert. Durch Einstellen der Durchflussrate des Luftstromes kann der Unterdruck und damit die geförderte Pulvermenge eingestellt werden.
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Der Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, wonach Pulverförderinjektoren der bekannten Art den Nachteil aufweisen, dass der Luftstrom und die Pulverpartikel die Treibdüse und den Strahlfangkanal abnutzen. Dies hat nicht nur den Nachteil, dass sich in Abhängigkeit vom Abnutzungsgrad auch der Pulvervolumenstrom (pro Zeiteinheit geförderte Pulvermenge) ändert, was ungleiche Beschichtungsstärken und Beschichtungsqualitäten auf einem zu beschichteten Gegenstand zur Folge hat.
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Insbesondere wurde vorliegend erkannt, dass nicht nur die Fangdüse bzw. der Strahlfangkanal der Fangdüse einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sein kann, sondern auch die bei Pulverförderinjektoren zum Einsatz kommende Treibdüse, diese jedoch in der Regel nicht in dem Ausmaß, wie es für den Strahlfangkanal der Fangdüse gilt, da die Treibdüse in der Regel nicht den Pulverpartikeln ausgesetzt ist. Dennoch ist es unvermeidbar, dass beim Betrieb des Pulverförderinjektors auch über die Zeit die Treibdüse verschleißt.
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Nachfolgend wird zunächst unter Bezugnahme auf die Darstellungen in 1 und 2 eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Venturi-Düsenanordnung 100 näher beschrieben. Die Venturi-Düsenanordnung 100 eignet sich insbesondere für Pulverförderinjektoren 50, um Beschichtungspulver mit Hilfe von Förderluft aus einem Vorratsbehälter zu fördern.
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Die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Venturi-Düsenanordnung 100 weist einen ersten Bereich auf, der als Treibdüse 1 dient, und einen zweiten Bereich auf, der als Fangdüse 11 dient. Der zweite Bereich der Düsenanordnung 100, der als Fangdüse 11 dient, weist in seinem Inneren einen als Strahlfangkanal 12 dienenden Kanal mit einer Längsachse L auf. Durch diesen Kanal strömt - wenn die Venturi-Düsenanordnung 100 beispielsweise in einem Pulverförderinjektor 50 zur Pulverförderung verwendet wird - ein Gemisch aus Beschichtungspulver und Förderluft.
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Der Kanal, der nachfolgend auch als Strahlfangkanal 12 oder Pulverstromkanal bezeichnet wird, weist eine Längsachse L auf, wobei in 1 die Strömungsrichtung durch einen Pfeil gekennzeichnet ist. Das zu fördernde Gemisch aus Beschichtungspulver und Förderluft tritt an einem trichterförmigen Düseneinlass 13 in den als Fangdüse 11 dienenden zweiten Bereich ein und an einem Düsenauslass 14 wieder aus der Fangdüse 11 aus.
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Zumindest im Bereich des Düseneinlasses 13 und im Bereich des Düsenauslasses 14 ist der zweite Bereich, der als Fangdüse 11 dient, auf der Außenseite zylinderförmig ausgebildet, so dass entsprechende zylinderförmige Führungsflächen 15, 15' gebildet werden.
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Der stromaufwärts von dem zweiten Bereich (Fangdüse 11) angeordnete erste Bereich der Düsenanordnung 100 übernimmt die Funktion einer Treibdüse 1. Der zweite Bereich (Treibdüse 1) besteht im Wesentlichen aus einem Treibdüsengehäuse 2 mit einem Förderluftkanal 3 und einer mit dem Förderluftkanal 3 strömungsmäßig verbundenen Düse 4, deren Düsenöffnung axial gegenüber dem Strahlfangkanal 12 liegt.
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Obgleich in 1 nicht dargestellt, ist es denkbar, dass die Düse 4 bzw. die Düsenöffnung durch ein Düsenmundstück gebildet wird, welches als ein Metall-Insert ausgebildet und insbesondere untrennbar mit dem Treibdüsengehäuse 2 verbunden sein kann.
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Die in 1 schematisch in einer Schnittansicht gezeigte Venturi-Düsenanordnung 100 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der als Treibdüse 1 dienende erste Bereich und der als Fangdüse 11 dienende zweite Bereich als ein Bauteil vereint und untrennbar miteinander verbunden sind. In diesem Zusammenhang ist es grundsätzlich denkbar, den ersten und zweiten Bereich 1, 11 der Düsenanordnung 100 einstückig aus ein und demselben Material zu bilden, beispielsweise als Spritzgussbauteil.
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Alternativ hierzu, und wie in 1 schematisch angedeutet, kann der erste und zweite Bereich 1, 11 der Düsenanordnung 100 zunächst separat gebildet werden, wobei dann diese beiden Bereiche 1, 11 untrennbar miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Klebung oder Verpressung. Dies hätte den Vorteil, dass die beiden Bereiche 1, 11 der Venturi-Düsenanordnung 100 aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere unterschiedlichen Kunststoffmaterialien gebildet werden können.
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Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass der zweite Bereich 11 der Düsenanordnung 100, welcher bezüglich der Längsachse L des Strahlfangkanals 12 rotationssymmetrisch ausgeführt ist, als ein Drehteil ausgebildet sein kann. Dies vereinfacht insbesondere die Fertigung und Montage des zweiten Bereiches 11 der Düsenanordnung 100.
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Die erfindungsgemäße Düsenanordnung 100, wie sie beispielsweise schematisch in 1 in einer Schnittansicht gezeigt ist, zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass es sich hierbei um eine sogenannte „Inline“-Düsenanordnung 100 handelt, was bedeutet, dass das mit der Düsenanordnung 100 zu fördernde Beschichtungspulver axial entlang der Längsachse L des Strahlfangkanals 12 durch die gesamte Düsenanordnung 100 fließt.
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Insbesondere ist bei der exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung 100 vorgesehen, dass der erste Bereich 1 der Düsenanordnung 100 einen Pulvereinlass 5 aufweist, welcher axial dem Düsenauslass 14 (Pulverauslass) des zweiten Bereiches (Fangdüse 11) gegenüberliegt.
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Durch diese axiale Anordnung des Pulvereinlasses 5 und Pulverauslasses 14 kann erreicht werden, dass das zu fördernde Beschichtungspulver nicht oder zumindest nur gering innerhalb der Düsenanordnung 100 umzulenken ist, was die Verwirbelung des Beschichtungspulver-Luftgemisches in der Düsenanordnung 100 deutlich verringert. Darüber hinaus wiederfährt dem Beschichtungspulver-Luftgemisch in der Düsenanordnung 100 nur ein minimaler Strömungswiderstand, was insgesamt die mit der Düsenanordnung 100 erzielbare Förderleistung bei gleicher Förderluftmenge erhöht.
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Im Einzelnen, und wie in 1 schematisch angedeutet, ist der erste Bereich der Düsenanordnung 100, welcher als Treibdüse 1 dient, im Wesentlichen zylindrisch aufgebaut und weist ein Treibdüsengehäuse 2 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Außenfläche auf. Dieses Treibdüsengehäuse 2 definiert im Inneren zumindest bereichsweise einen Förderluftkanal 3, der axial oder zumindest im Wesentlichen axial bezüglich der Längsachse L des Strahlfangkanals 12 angeordnet ist. In den Förderluftkanal 3 erstreckt sich ein Düsenvorsprung 6, in welchem die Düsenöffnung 4 der Treibdüse 1 ausgebildet ist.
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Die Düsenöffnung 4 ist über den Förderluftkanal 3 strömungsmäßig mit einem Förderlufteinlass 7 verbunden, welcher nicht-axial bezüglich der Längsachse L des als Strahlfangkanal 12 dienenden Kanals des zweiten Bereichs 11 angeordnet und ausgerichtet ist. Andererseits ist - wie bereits ausgeführt - die Düsenöffnung 4 der Treibdüse 1 axial bezüglich der Längsachse L des Strahlfangkanals 12 angeordnet.
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Im Betrieb der Düsenanordnung 100 wird über den Förderlufteinlass 7 der Treibdüse 1 Förderluft zugeführt, welcher über die Düsenöffnung 4 der Treibdüse 1 in Richtung des Strahlfangkanals 12 ausströmt. Aufgrund der düsenförmigen Anordnung zumindest des stromaufwärtigen Bereiches des Strahlfangkanals 12 wird die Förderluft in die Fangdüse 11 gepresst und bedingt durch den verhältnismäßig kleinen Durchmesser der Düsenöffnung 4 der Treibdüse 1 bildet sich ein Luftstrom hoher Geschwindigkeit aus, wodurch im Bereich des Pulvereinlasses 5 der Düsenanordnung 100 ein Unterdruck ausgebildet wird. Durch diesen sich im Betrieb der Düsenanordnung 100 im Pulvereinlassbereich ausbildenden Unterdruck wird Beschichtungspulver angesaugt, wenn der Pulvereinlass 5 des als Treibdüse 1 dienenden ersten Bereiches 1 der Düsenanordnung 100 über eine Pulverleitung etc. strömungsmäßig mit einem entsprechenden Pulverbehälter oder dergleichen in Verbindung besteht.
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Wie in 1 schematisch angedeutet, weist das Treibdüsengehäuse 2 an seinem stromabwärtigen Endbereich eine zylinderförmige Innenkontur auf, in welche der stromaufwärtige Endbereich des zweiten Bereiches 11 der Düsenanordnung 100, d.h. der stromaufwärtige Endbereich des als Fangdüse 11 dienenden Bereiches der Düsenanordnung 100 einsetzbar und entsprechend unlösbar mit dem Treibdüsengehäuse 2 verbindbar ist (beispielsweise durch Klebung oder durch Verpressen).
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Insgesamt werden somit der erste und zweite Bereich 1, 11 der Düsenanordnung 100 als ein Bauteil vereint untrennbar miteinander verbunden. Diese beiden als ein Bauteil vereinten untrennbar miteinander verbundenen Bereiche 1, 11 weisen insgesamt eine Außenkontur auf, die bezüglich der Längsachse L des Strahlfangkanals 12 vorzugsweise rotationssymmetrisch ist. Auf diese Weise lässt sich die Düsenanordnung 100 beliebig in einer Aufnahme 21 eines Injektorgehäuses 20 einsetzen, ohne dass der Benutzer auf eine bestimmte Ausrichtung der Düsenanordnung 100 zu achten hat.
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Wie es der schematischen Schnittansicht gemäß 1 ferner entnommen werden kann, ist die Düsenanordnung 100 mit entsprechenden Dichtungen 8 versehen, über welche die Düsenanordnung 100 gegenüber einem Injektorgehäuse 20 abdichtbar ist, wenn die Düsenanordnung 100 in dem Injektorgehäuse 20 aufgenommen ist.
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Im Einzelnen ist es hierbei bevorzugt, dass mindestens zwei umlaufende Dichtungsbereiche 8a, 8b vorgesehen sind, wobei zwischen den beiden umlaufenden Dichtungsbereichen 8a, 8b eine Rille oder Ringnut 22 gebildet wird. In diesem Bereich, wo die Rille bzw. Ringnut 22 zwischen den beiden umlaufenden Dichtungsbereichen 8a, 8b gebildet wird, mündet auch der Förderlufteinlass 7 der Treibdüse 1.
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2 zeigt schematisch und in einer Schnittansicht die exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düsenanordnung 100 gemäß 1 in einem Zustand, in welchem die Düsenanordnung 100 zumindest bereichsweise in einem Gehäuse, insbesondere Injektorgehäuse 20 aufgenommen ist.
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Wie dargestellt, weist hierzu das Gehäuse bzw. Injektorgehäuse 20 eine Aufnahme 21 auf, deren Größe an den Außendurchmesser und Außenkonfiguration zumindest des stromaufwärtigen Endbereiches des ersten Bereiches (Treibdüse 1) der Düsenanordnung 100 angepasst ist. Durch die Dichtungsringe 8a, 8b der Düsenanordnung 100 wird zumindest der stromaufwärtige Endbereich der Düsenanordnung 100 gegenüber der Wandung der in dem Injektorgehäuse 20 vorgesehenen Aufnahme 21 abdichtet.
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Der Darstellung in 2 ist ferner zu entnehmen, dass die zwischen den beiden umlaufenden Dichtungsbereichen 8a, 8b der Düsenanordnung 100 ausgebildete Rille oder Ringnut 22 mit der Wandung der Aufnahme 21 des Injektorgehäuses 20 einen Ringraum bildet, wobei dieser Ringraum über einen im Injektorgehäuse 20 ausgebildeten Förderluftanschluss 23 strömungsmäßig verbunden ist.
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Der schematischen Schnittansicht in 2 ist ferner zu entnehmen, dass ein Pulverleitungsanschluss 24 auf dem stromabwärtigen Endbereich des zweiten Bereiches der Düsenanordnung 100 (Fangdüse 11) aufgesteckt und insbesondere lösbar mit dem stromabwärtigen Endbereich verbunden ist.
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Der Pulverleitungsanschluss 24 weist hierzu einen bezüglich der Längsachse L des Strahlfangkanals 12 axial angeordneten Aufnahmekanal auf, in welchem zumindest bereichsweise der stromabwärtige Endbereich der Fangdüse 11 aufnehmbar ist. Des Weiteren kann - wie in 2 schematisch angedeutet - der Pulverleitungsanschluss 24 eine entsprechende Dichtung 25 aufweisen, um insbesondere den Pulverleitungsanschluss 24 gegenüber dem Injektorgehäuse 20 abzudichten.
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Der Pulverleitungsanschluss 24 ist derart auf den stromabwärtigen Endbereich der Fangdüse 11 aufsteckbar, dass ein von dem Injektorgehäuse 20, dem Pulverleitungsanschluss 24 sowie der Düsenanordnung 100 begrenzter Ringraum 26 gebildet wird, welcher strömungsmäßig mit einem in dem Injektorgehäuse 20 ausgebildeten Dosierluftkanal 27 in Verbindung steht. Über diesen Dosierluftkanal 27 kann dem Ringraum 26 Dosierluft zugeführt werden, welche dem mit der Düsenanordnung 100 geförderten Beschichtungspulver-Luft-Gemisch hinzugefügt werden kann.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Darstellungen in 3, 4 und 5a-e eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverförderinjektors 50 näher beschrieben.
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Kurz zusammengefasst weist die exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverförderinjektors 50 eine Düsenanordnung 100 sowie ein Injektorgehäuse 20 auf. Bei der Düsenanordnung 100 handelt es sich insbesondere um eine Düsenanordnung 100, wie sie zuvor unter Bezugnahme auf die Darstellungen in 1 und 2 beschrieben wurde.
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Die Düsenanordnung 100, wie sie bei dem in 3, 4 und 5a-e schematisch dargestellten Pulverförderinjektor 50 zum Einsatz kommt, ist somit eine Düsenanordnung 100 bestehend aus einer Treibdüse 1 und einer Fangdüse 11, wobei die Fangdüse 11 einen Strahlfangkanal 12 aufweist, welcher der Treibdüse 1 mit Abstand axial gegenüberliegt. Insbesondere sind dabei die Fangdüse 11 und die Treibdüse 1 als ein Bauteil vereint untrennbar miteinander verbunden.
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Darüber hinaus zeichnet sich die bei der exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverförderinjektors 50 zum Einsatz kommende Düsenanordnung 100 dadurch aus, dass die Treibdüse 1 der Düsenanordnung 100 einen Pulvereinlass 5 aufweist, welcher dem Strahlfangkanal 12 mit Abstand axial gegenüberliegt.
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In dem Injektorgehäuse 20 des Pulverförderinjektors 50 ist die Düsenanordnung 100 und insbesondere die Treibdüse 1 der Düsenanordnung 100 zumindest bereichsweise vorzugsweise entfern- oder austauschbar aufgenommen.
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Die Düsenanordnung 100 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse L des Strahlfangkanals 12 ausgeführt. Von daher ist die Düsenanordnung 100 im Hinblick auf Rotation unabhängig von deren Ausrichtung zumindest bereichsweise in dem Injektorgehäuse 20 aufnehmbar, was die Austauschbarkeit der Düsenanordnung 100 vereinfacht.
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Ferner ist beispielsweise der Darstellung gemäß 3 zu entnehmen, dass die Düsenanordnung 100 zumindest in dem Bereich der Treibdüse 1 zwei umlaufende Ringdichtungen 8a, 8b aufweist, zwischen denen eine Rille bzw. Rinne 22 gebildet wird. Diese Rille bzw. Rinne 22 definiert im eingesetzten Zustand der Düsenanordnung 100 einen Ringraum, welcher strömungsmäßig mit einem in dem Injektorgehäuse 20 ausgebildeten und insbesondere nicht-axial ausgerichteten Förderluftkanal 3 verbunden ist, so dass unabhängig von der rotatorischen Ausrichtung der Düsenanordnung 100 dem Treibluftkanal 3 der Düsenanordnung 100 stets Förderluft zuführbar ist. Dies ergibt sich unmittelbar aus der schematischen Schnittansicht gemäß 3.
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Der Darstellung gemäß 3 ist ferner zu entnehmen, dass die exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverförderinjektors 50 ferner einen Pulverleitungsanschluss 24 aufweist, der dazu dient, einen Pulverleitung, insbesondere einen Pulverschlauch, an dem stromabwärtigen Endbereich der Fangdüse 11 der Düsenanordnung 100 anzuschließen. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der Pulverleitungsanschluss 24 lösbar mit dem stromabwärtigen Endbereich der Fangdüse 11 der Düsenanordnung 100 verbunden ist.
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Beispielsweise kann - wie in 3 gezeigt - der Pulverleitungsanschluss 24 als eine Schlauchtülle ausgebildet sein, welche über den stromabwärtigen Endbereich der Fangdüse 11 stülpbar ist.
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Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass der beispielsweise als Schlauchtülle ausgebildete Pulverleitungsanschluss 24 in seinen über den stromabwärtigen Endbereich der Fangdüse 11 gestülpten Zustand mittels einer Überwurfmutter am Injektorgehäuse 20 befestigt wird.
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Gemäß der in den Zeichnungen dargestellten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverförderinjektors 50 kommt jedoch anstelle einer solchen Überwurfmutter eine Arretiereinrichtung 60 zum Einsatz, mit welcher der Pulverleitungsanschluss 24 lösbar mit dem Injektorgehäuse 20 verbindbar ist.
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Der insbesondere als Schlauchtülle ausgeführte Pulverleitungsanschluss 24 wird derart lösbar mit dem stromabwärtigen Endbereich der Fangdüse 11 verbunden, dass ein Ringraum 26 gebildet wird, welcher durch die Düsenanordnung 100, dem Injektorgehäuse 20 und dem Pulverleitungsanschluss 24 definiert wird, wenn die Düsenanordnung 100 zusammen mit dem Pulverleitungsanschluss 24 zumindest bereichsweise in dem Injektorgehäuse 20 aufgenommen ist (vgl. hierzu die schematische Schnittansicht gemäß 3).
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Dieser Ringraum 26 steht strömungsmäßig mit einem in dem Injektorgehäuse 20 ausgebildeten Dosierluftkanal 27 in Verbindung, über den bedarfsweise Dosierluft dem Ringraum 26 zugeführt werden kann.
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Der stromaufwärtige Endbereich des insbesondere als Schlauchtülle ausgeführten Pulverleitungsanschlusses 24 weist vorzugsweise schraubenförmig ausgebildete Rippen 28 auf, welche in einem Zustand, wenn die Düsenanordnung 100 zusammen mit dem Pulverleitungsanschluss 24 in dem Injektorgehäuse 20 zumindest bereichsweise aufgenommen ist, entsprechende Dosierluftkanäle definieren, die strömungsmäßig mit dem Ringraum 26 bzw. dem in dem Injektorgehäuse 20 ausgebildeten Dosierluftkanal 27 verbunden sind. Über diese Dosierluftkanäle kann dann die in den Dosierluftkanal 27 des Injektorgehäuses 20 eingespeiste Dosierluft dem Gemisch aus Förderluft und Beschichtungspulver beigemischt werden.
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In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die insbesondere am stromaufwärtigen Endbereich des vorzugsweise als Schlauchtülle ausgebildeten Pulverleitungsanschlusses 24 vorgesehenen Rippen 28 schraubenförmig ausgebildet sind, um der dem Förderluft-Beschichtungspulver-Gemisch zuzuführenden Dosierluft einen gewissen Drall zu geben. Die Rippen 28 haben zudem den Vorteil, dass sie die Griffigkeit des Pulverleitungsanschlusses 24 erhöhen.
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Nachdem die Arretiereinrichtung 60 entsichert ist, kann die Düsenanordnung 100 zusammen mit dem Pulverleitungsanschluss 24 ohne weiteres von Hand aus dem Injektorgehäuse 20 bzw. der in dem Injektorgehäuse 20 für die Düsenanordnung 100 vorgesehenen Aufnahme 21 herausgezogen werden.
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Der insbesondere als Schlauchtülle ausgebildete Pulverleitungsanschluss
24 kann aus einem elektrisch nicht leitenden Material bestehen und auf der Außenseite einer Schicht oder einer Hülse aus elektrisch leitendem Material umgeben sein. Die dem als Schlauchtülle insbesondere ausgebildeten Pulverleitungsanschluss
24 umgebende Hülse kann beispielsweise aus Metall oder einem elektrisch leitfähigen Kunststoff bestehen. Denkbar wäre beispielsweise, als Pulverleitungsanschluss
24 eine Schlauchtülle zu verwenden, wie sie in der Druckschrift
DE 202 04 116 U1 beschrieben wird.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Darstellungen in 6 eine weitere exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverförderinjektors 50 beschrieben.
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Kurz zusammengefasst weist die exemplarische Ausführungsform des Pulverförderinjektors 50 einen Aufbau auf, welcher im Prinzip dem Aufbau des zuvor unter Bezugnahme auf die Darstellungen in 3 bis 5 beschriebenen Pulverförderinjektor 50 entspricht.
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Demnach weist der Pulverförderinjektor 50 ein Injektorgehäuse 20 mit einer Aufnahme 21 auf, in welcher eine als ein Bauteil ausgeführte Düsenanordnung 100 austauschbar aufgenommen ist. Die bei dem Pulverförderinjektor 50 gemäß der in 6 dargestellten Ausführungsform zum Einsatz kommende Düsenanordnung 100 entspricht vorzugsweise der Düsenanordnung 100, wie sie zuvor unter Bezugnahme auf die Darstellungen in 1 und 2 beschrieben wurde. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird von daher auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.
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Der Pulverförderinjektor 50 weist einen Pulverzuführkanal 29 auf, welcher mit einem Pulverbehälter (englisch: „hopper“) strömungsmäßig in Verbindung steht, wobei der Pulverzuführkanal 29 vorzugsweise zumindest im Wesentlichen axial zur Förderachse verläuft (vgl. 3). Wie in 6 und 7 angedeutet, ist es aber auch denkbar, wenn der Pulverzuführkanal 29 des Pulverförderinjektor 50 gegenüber der Förderachse leicht abgewinkelt ist.
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Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass gegenüber den herkömmlichen Pulverförderinjektoren 50, deren Pulverzuführkanäle in einem Winkel von etwa 90° zur Förderachse verlaufen, bei gleicher Förderluftmenge und gleichem durch den Förderluftstrom erzeugtem Unterdruck im Pulverzuführkanal 29 eine verbesserte Förderleistung des Beschichtungspulvers erzielt wird.
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Der Pulverförderinjektor 50 weist ferner einen Förderluftanschluss 24 auf, welcher über eine entsprechende Filtereinrichtung 30 mit einem Förderluftschlauch oder dergleichen Leitung verbindbar ist. Auch ist ein Dosierluftanschluss 27' des Pulverförderinjektors 50 über eine entsprechende Filtereinrichtung 30 mit einem Dosierluftschlauch oder dergleichen Leitung verbindbar.
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Die in 7 schematisch dargestellte weitere exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverförderinjektors 50 entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß 6, wobei bei der Ausführungsform gemäß 7 jedoch keine Filtereinrichtungen 30 vorgesehen sind.
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Dass von dem Pulverförderinjektor 50 gemäß der vorliegenden Erfindung geförderte Beschichtungspulver kann von dem Pulverförderinjektor 50 zu einem weiteren Behälter oder zu einer Sprüheinrichtung gefördert werden, beispielsweise einer manuellen oder automatischen Sprühpistole, mit welcher das Beschichtungspulver auf zu beschichtende Gegenstände gesprüht wird.
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Die Stärke des Pulvervolumenstromes (geförderte Pulvermenge pro Zeiteinheit) ist hauptsächlich von der Stärke des Unterdrucks oder Vakuums in dem Unterdruckbereich am stromaufwärtigen Ende der Treibdüse 1 abhängig und damit primär von der Stärke des Förderluftstroms.
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Für kleine Pulvermengen pro Zeiteinheit kann der Förderluftstrom so schwach werden, dass sich in der Pulverleitung, welche den Pulverförderinjektor 50 mit dem Pulverempfänger verbindet, Pulverablagerungen entstehen. Deshalb ist es üblich, dem Beschichtungspulver-Förderluft-Strom nach dem Unterdruckbereich Zusatzluft in Gestalt von Dosierluft zuzuführen, um die für eine ablagerungsfreie Pulverförderung in der Pulverleitung erforderliche Gesamtluftmenge einzustellen.
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Demnach können ein oder mehrere Dosierluftanschlüsse 27' für die Dosierluft stromabwärts der Fangdüse 11 oder in der Fangdüse 11 oder stromaufwärts der Fangdüse 11 vorgesehen sein.
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Wie es der Darstellung in 6 und 7 entnommen werden kann, ist es nicht zwingend erforderlich, dass der Pulverzuführkanal 29 axial bezüglich der Längsachse L des Strahlfangkanals 12 ausgebildet ist. Vielmehr verläuft hier der Pulverzuführkanal 29 unter einem stumpfen Winkel von in etwa 45°. Dies jedoch gilt jedoch vorzugsweise nicht für den Pulvereinlass 5 der Düsenanordnung 100, welcher vorzugsweise axial bezüglich der Längsachse L des Strahlfangkanals 12 ausgeführt ist.
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Das von dem Pulverförderinjektor 50 geförderte Beschichtungspulver dient insbesondere zur elektrostatischen Sprühbeschichtung von Gegenständen und kann beispielsweise aus Kunststoff, Keramik oder einem anderen Beschichtungsmaterial bestehen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Anlagen zur elektrostatischen Sprühbeschichtung von Gegenständen mit Beschichtungspulver beschränkt, sondern kann auch zur Förderung von Pulver für andere Zwecke verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19824802 A1 [0005, 0007]
- DE 20204116 U1 [0080]
