-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen, beispielsweise zum Abscheiden von Lack-Overspray aus mit Lack-Overspray beladener Luft in einem Lackierprozess. Das Verfahren und die Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen kommen insbesondere in Behandlungsanlagen, beispielsweise Beschichtungsanlagen, in der Automobilindustrie oder in sonstigen Industrieanlagen zum Einsatz.
-
Zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Verunreinigungen enthaltenden Rohgasstrom können beispielsweise als Einwegfilter ausgebildete Abscheidemodule verwendet werden. Solche Abscheidemodule dienen insbesondere der Anlagerung oder Filtration oder sonstigen Abscheidung von Verunreinigungen an Abscheideelementen und werden beispielsweise nach Ablauf einer vorgegebenen Nutzungsdauer entsorgt und durch frische Abscheidemodule ersetzt.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen bereitzustellen, bei welchem bzw. bei welcher eine optimierte Nutzung der Abscheidemodule ermöglicht wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch gelöst.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Verunreinigungen enthaltenen Rohgasstrom umfasst vorzugsweise Folgendes:
- Hindurchführen des Rohgasstroms durch mehrere parallel zueinander angeordnete Abscheidemodule;
- Ermitteln eines Annäherns, eines Erreichens und/oder eines Überschreitens eines vorgegebenen Beladungsgradmaximums eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule;
- Austauschen einzelner oder mehrerer Abscheidemodule gegen ein oder mehrere unbeladene Abscheidemodule.
-
Der Rohgasstrom wird vorzugsweise derart durch die Abscheidemodule hindurchgeführt, dass Verunreinigungen beim Hindurchführen an oder in den Abscheidemodulen abgeschieden werden.
-
Insbesondere sind die Abscheidemodule vorzugsweise derart parallel zueinander angeordnet, dass ein Gesamtrohgasstrom sich auf mehrere Abscheidemodule verteilt und somit mehrere Teilgasströme des Rohgasstroms parallel zueinander durch die parallel zueinander angeordneten Abscheidemodule hindurchströmen.
-
Die Abscheidemodule umfassen vorzugsweise als Filtereinheiten ausgebildete Abscheideelemente, beispielsweise Taschenfilter, Tiefenfilter und/oder Filtermatten. Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Abscheidemodule beispielsweise als Prallabscheider ausgebildete Abscheideelemente umfassen.
-
Unter einem unbeladenen Abscheidemodul ist insbesondere ein Abscheidemodul zu verstehen, welches zum Abscheiden von Verunreinigungen bereit ist, beispielsweise ein neues und somit noch nicht verunreinigtes Abscheidemodul oder ein aufbereitetes Abscheidemodul, beispielsweise ein entleertes oder gereinigtes Abscheidemodul.
-
Insbesondere dann, wenn die Abscheidemodule Einwegmodule sind, ist ein unbeladenes Abscheidemodul vorzugsweise ein frisches und noch nicht mit Verunreinigungen verunreinigtes Abscheidemodul.
-
Die zum Abscheiden von Verunreinigungen aus dem Verunreinigungen enthaltenen Rohgasstrom genutzten Abscheidemodule sind vorzugsweise in einer Abscheidemodulaufnahme zur Aufnahme mehrerer Abscheidemodule, insbesondere zur Aufnahme mehrerer identisch ausgebildeter Abscheidemodule, aufgenommen.
-
Die Abscheidemodulaufnahme ist insbesondere in einer Strömungsführung zur Führung des Rohgasstroms angeordnet und/oder ausgebildet.
-
Ein Austauschen eines Abscheidemoduls gegen ein unbeladenes Abscheidemodul ist insbesondere ein Entnehmen eines Abscheidemoduls aus der Abscheidemodulaufnahme und ein Anordnen eines unbeladenen Abscheidemoduls an dem durch das Entnehmen freigewordenen Platz der Abscheidemodulaufnahme.
-
Für einen optimierten Betrieb, insbesondere für eine hinsichtlich Kosten und Umweltverträglichkeit optimierte Nutzung der Abscheidemodule, erfolgt vorzugsweise eine Überwachung und/oder Überprüfung des Beladungsgrads einzelner oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zum Ermitteln eines Annäherns, eines Erreichens und/oder eines Überschreitens des vorgegebenen Beladungsgradmaximums mittels einer Steuervorrichtung ein oder mehrere Betriebsparameter der Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen überwacht und/oder ausgewertet werden. Beispielsweise können ein oder mehrere Betriebsparameter einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Rohgasstroms, beispielsweise eines Ventilators, und/oder ein oder mehrere Betriebsparameter einer die Verunreinigung im Rohgasstrom verursachenden Vorrichtung, beispielsweise einer Applikationsvorrichtung, insbesondere einer Beschichtungsvorrichtung, beispielsweise eines Lackierroboters, überwacht und/oder ausgewertet werden.
-
Ein Beladungsgradmaximum ist insbesondere ein vorgegebener Wert für die maximal zu erzielende Beladung eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule, wobei der Wert vorzugsweise so gewählt wird, dass eine strukturelle Integrität des Abscheidemoduls insbesondere für dessen Austausch und/oder Entsorgung und/oder Aufbereitung erhalten bleibt, zugleich jedoch ein vorzeitiger Austausch und somit eine unzureichende Ausnutzung der Abscheidekapazität vermieden wird.
-
Als Betriebsparameter einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Rohgasstroms kann beispielsweise eine Leistungsaufnahme und/oder eine Drehzahl eines Ventilators und/oder ein vor und/oder nach dem Ventilator gemessener Druck herangezogen werden. Insbesondere kann hierdurch auf einen Gesamtbeladungsgrad sämtlicher Abscheidemodule geschlossen werden, welche von dem mittels der Antriebsvorrichtung angetriebenen Rohgasstrom durchströmt werden.
-
Ein Betriebsparameter einer die Verunreinigungen im Rohgasstrom verursachenden Vorrichtung ist beispielsweise die Position eines Applikationskopfs, insbesondere Sprühkopfs, einer Applikationsvorrichtung, insbesondere eines Lackierroboters. Ferner kann eine Applikationsmenge und/oder Applikationsleistung ein Betriebsparameter einer die Verunreinigungen im Rohgasstrom verursachenden Vorrichtung sein, wobei insbesondere unter Verwendung von Positionsdaten und/oder Strömungsdaten auf lokal unterschiedliche Belastungen der Abscheidemodule mit Verunreinigung geschlossen werden kann.
-
Günstig kann es sein, wenn zum Ermitteln des Annäherns, des Erreichens und/oder des Überschreitens des vorgegebenen Beladungsgradmaximums eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule ein individueller Beladungsgrad eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule ermittelt wird, insbesondere gemessen und/oder berechnet wird.
-
Der individuelle Beladungsgrad wird dabei insbesondere gemessen, beispielsweise mittels einer Messvorrichtung, insbesondere einer Waage zur Ermittlung einer Masse eines einzelnen Abscheidemoduls oder eines jeden Abscheidemoduls. Alternativ oder ergänzend hierzu kann eine Druckdifferenzmessung für eines oder mehrere oder sämtliche Abscheidemodule vorgesehen sein, um einen Druckverlust in dem einen, den mehreren oder sämtlichen Abscheidemodulen zu ermitteln, woraus letztlich auf einen Beladungsgrad geschlossen werden kann.
-
Der individuelle Beladungsgrad eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule wird vorzugsweise direkt oder aber indirekt gemessen oder berechnet.
-
Günstig kann es sein, wenn zum Ermitteln des Annäherns, des Erreichens und/oder des Überschreitens des vorgegebenen Beladungsgradmaximums eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule ein Erwartungswert für den individuellen Beladungsgrad eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule ermittelt wird.
-
Insbesondere kann hierfür vorgesehen sein, dass auf der Basis eines Modells oder auf der Basis von Erfahrungswerten für jede Position oder jeden Platz in einer Abscheidemodulaufnahme eine Verunreinigungsbelastung ermittelt wird. Die Verunreinigungsbelastung kann dann beispielsweise Zeiträumen und/oder Prozessschritten (Prozesszyklen) zugeordnet werden, so dass nach Ablauf einer vorgegebenen Anzahl von Zeiträumen und/oder Prozessschritten (Prozesszyklen) auf den erwarteten Beladungsgrad eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule geschlossen werden kann, wobei dieser erwartete Beladungsgrad den Erwartungswert bilden kann.
-
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung des individuellen Beladungsgrads auf eine individuelle kontinuierliche Messung desselben an oder in den einzelnen Abscheidemodulen verzichtet wird und dass vielmehr ein zu erwartender Beladungsgrad berechnet wird, insbesondere durch Zählung von Prozesszyklen, insbesondere Lackierzyklen, die innerhalb einer bisherigen Nutzungsdauer eines jeden Abscheidemoduls durchgeführt wurden, wobei vorzugsweise zusätzlich eine Gewichtung der Prozesszyklenanzahl (Lackierzyklenanzahl) mit dem für jedes einzelne Abscheidemodul pro Prozesszyklus zu erwartenden Beladungsgradanstieg, d.h. dem pro Prozesszyklus zu erwartenden Eintrag an Verunreinigungen, vorgenommen wird. Schließlich wird der hierdurch ermittelte individuelle Beladungsgrad eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule mit dem vorgegebenen Beladungsgradmaximum verglichen, d.h. mit demjenigen Wert des Beladungsgrads, bei welchem das eine, die mehreren oder sämtliche Abscheidemodule als „beladen“ und/oder „nicht mehr zur weiteren Verunreinigungsabscheidung geeignet“ angesehen werden.
-
Zur Durchführung der Gewichtung werden vorzugsweise Gewichtungsfaktoren für jeden einzelnen Platz und/oder jede einzelne Position in einer Abscheidemodulaufnahme zur Aufnahme der Abscheidemodule ermittelt, insbesondere empirisch ermittelt. Beispielsweise kann während einer Inbetriebnahme der Anlage für eine bestimmte Zeitdauer eine bestimmte Anzahl an Prozesszyklen durchgeführt werden. Die zunächst frischen Abscheidemodule werden dann nach Durchführung der bestimmten Anzahl an Prozesszyklen auf deren jeweiligen Beladungsgrad hin überprüft, beispielsweise durch Wiegen derselben zur Ermittlung der Menge an Verunreinigungen im jeweiligen Abscheidemodul. Hierdurch kann auf die lokale Verteilung der Verunreinigungen auf die Abscheidemodule geschlossen werden, wodurch letztlich die Gewichtungsfaktoren für die Ermittlung, insbesondere Berechnung, der individuellen Beladungsgrade eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule bestimmt werden können.
-
Günstig kann es sein, wenn aus dem Erwartungswert abgeleitet wird, wie hoch der individuelle Beladungsgrad des einen oder der mehreren oder sämtlicher Abscheidemodule nach Ablauf einer Zeitspanne und/oder nach Durchführung einer Anzahl von die Verunreinigungen im Rohgasstrom verursachenden Prozessschritte (Prozesszyklen) ist, insbesondere abhängig von einer Position des jeweiligen Abscheidemoduls in einer Gesamtanordnung der Abscheidemodule, insbesondere in einer Abscheidemodulaufnahme zur Aufnahme der Abscheidemodule.
-
Insbesondere kann vorzugsweise ermittelt werden und durch den Erwartungswert wiedergegeben werden, dass sich längs einer Hauptströmungsrichtung des Rohgasstroms an eine Applikationsvorrichtung anschließend angeordnete Abscheidemodule stärker und/oder schneller beladen werden, als seitlich versetzt hierzu angeordnete Abscheidemodule. Dies ermöglicht insbesondere einen gezielten Austausch einzelner Abscheidemodule, ohne auch solche Abscheidemodule austauschen zu müssen, deren Abscheidekapazität noch nicht ausgeschöpft wurde.
-
Günstig kann es sein, wenn für die Gewichtungsfaktoren und/oder für den Erwartungswert Eigenschaften und/oder Betriebsparameter der die Verunreinigungen im Rohgasstrom verursachenden Vorrichtung, insbesondere eine Applikationsvorrichtung, herangezogen werden, wobei insbesondere Eigenschaften eines applizierten Mediums, Applikationszeiten, Applikationsdauern, Volumenströme und/oder Massenströme eines applizierten Mediums und/oder ein Auftragswirkungsgrad zur Ermittlung einer Overspray-Menge herangezogen werden. Ferner können hierfür Informationen zur Oberflächengestaltung und/oder zur Form eines zu behandelnden Gegenstands, insbesondere eines mit einem Medium zu beschichtenden Werkstücks, beispielsweise einer Fahrzeugkarosserie, und/oder eine Partikelgrößenverteilung eines beim Applizieren des Mediums erzeugten Mediumnebels oder Mediumaerosols herangezogen werden.
-
Insbesondere können als Eigenschaften eines applizierten Mediums ein Festkörperanteil und/oder eine Lösemittelzusammensetzung bei der Ermittlung des Erwartungswerts und/oder des Gewichtungsfaktors genutzt werden.
-
Das vorgegebene Beladungsgradmaximum wird vorzugsweise derart gewählt, dass das jeweilige Abscheidemodul höchstens soweit beladen wird, dass es noch mechanisch stabil ist, dass ein Speichervolumen und/oder eine maximale Beladungskapazität nicht überschritten wird und/oder dass ein vorgegebener maximaler Druckverlust eingehalten wird.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass für mehrere, insbesondere sämtliche, Abscheidemodule ein globales Beladungsgradmaximum vorgegeben wird, bei welchem ein vorgegebener Maximaldruckverlust überschritten wird. Durch den Austausch des am höchsten beladenen Abscheidemoduls kann bei Überschreiten des globalen Beladungsgradmaximums der Druckverlust über die Gesamtheit der Abscheidemodule reduziert werden, um die Abscheidevorrichtung effizient weiternutzen zu können.
-
Es kann vorgesehen sein, dass a) aus dem Erwartungswert für den individuellen Beladungsgrad des einen oder der mehreren oder sämtlicher Abscheidemodule in Kombination mit b) einem globalen Beladungsgrad sämtlicher Abscheidemodule ermittelt wird, welches Abscheidemodul zu einem bestimmten Zeitpunkt gegen ein unbeladenes Abscheidemodul ausgetauscht werden muss.
-
Insbesondere kann dieser Zeitpunkt aufgrund des Erreichens des globalen Beladungsgradmaximums erreicht werden, ohne dass einzelne Abscheidemodule oder überhaupt eines der Abscheidemodule bereits das jeweilige individuelle Beladungsgradmaximum erreicht haben bzw. hat.
-
Insbesondere zur Optimierung der Prozessführung kann es vorgesehen sein, dass nach einem Austausch eines oder mehrerer Abscheidemodule der individuelle Beladungsgrad des einen oder der mehreren Abscheidemodule bestimmt, insbesondere gemessen, wird und dass die hierdurch erhaltenen Werte mit dem jeweiligen Erwartungswert verglichen werden, insbesondere zur Korrektur und/oder Nachjustierung des Erwartungswerts, insbesondere des zugehörigen Gewichtungsfaktors, für den weiteren Abscheidebetrieb.
-
Optional kann hierbei vorgesehen sein, dass für eine Korrektur und/oder Nachjustierung ein Dämpfungsfaktor eingesetzt wird, um starke Ausschläge bei den Messungen abzudämpfen und somit die Gefahr einer unerwünschten Überschreitung des individuellen Beladungsgradmaximums aufgrund einer zuvor ermittelten starken Abweichung eines gemessenen individuellen Beladungsgrads von dem Erwartungswert auszuschließen.
-
Es kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung eines individuellen Beladungsgrads eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule eine Masse des jeweiligen Abscheidemoduls und/oder ein Druckverlust in dem jeweiligen Abscheidemodul direkt an oder in dem Abscheidemodul und/oder der Abscheidemodulaufnahme zur Aufnahme der Abscheidemodule gemessen werden, insbesondere kontinuierlich während des Abscheideprozesses. Vorzugsweise wird durch die Verwendung und Ermittlung von Erwartungswerten jedoch auf eine messtechnisch derart aufwendige Ausgestaltung der Anlage verzichtet.
-
Zur Ermittlung eines globalen Beladungsgrads sämtlicher Abscheidemodule werden vorzugsweise einzelne oder mehrere der folgenden Parameter gemessen:
- a) Einzelmassen der Abscheidemodule, insbesondere sämtliche Abscheidemodule; und/oder
- b) eine Gesamtmasse aller Abscheidemodule; und/oder
- c) eine Summe der Einzelmassen einer eingeschränkten Auswahl mehrerer Abscheidemodule; und/oder
- d) ein individueller Druckverlust in einem oder mehreren oder sämtlichen Abscheidemodulen; und/oder
- e) ein globaler Druckverlust in sämtlichen Abscheidemodulen gemeinsam.
-
Vorzugsweise ist jedes Abscheidemodul eindeutig identifizierbar, beispielsweise mittels einer individuellen Identifikationsnummer, so dass vorzugsweise automatisch nach der Messung des Beladungsgrads auf den Erwartungswert, insbesondere den Gewichtungsfaktor, an derjenigen Position oder an demjenigen Platz der Abscheidemodulaufnahme geschlossen werden kann, an welchem das Abscheidemodul zuvor zur Abscheidung von Verunreinigungen genutzt wurde.
-
Beispielsweise kann zur Identifikation eines jeden Abscheidemoduls vorgesehen sein, dass jedes Abscheidemodul mit einem RFID-Tags und/oder mit einem Barcode versehen ist, wobei an einer Messstation zum Messen, insbesondere Wiegen, des Beladungsgrads und/oder an einer Wechselstation zum insbesondere automatischen Austausch der Abscheidemodule an der Abscheidemodulaufnahme und/oder an der Abscheidemodulaufnahme selbst ein oder mehrere Detektoren zur Identifikation und Zuordnung des jeweiligen Abscheidemoduls vorgesehen sind.
-
Es kann vorgesehen sein, dass eine Messstation, insbesondere eine Wiegestation, zum Messen des Beladungsgrads eines aus der Abscheidemodulaufnahme entnommenen Abscheidemoduls in einen Arbeitsplatz integriert oder daran angeordnet ist. Beispielsweise kann ein Hubtisch vorgesehen sein, mittels welchem das Abscheidemodul auf eine für einen Werker ergonomisch günstige Arbeitshöhe anhebbar ist, wobei der Hubtisch beispielsweise mit Wägezellen versehen sein kann, so dass der Hubtisch selbst zugleich als Messstation, insbesondere Wiegestation, dient.
-
Vorteilhaft kann es sein, wenn das vorgegebene Beladungsgradmaximum ein individuelles Beladungsgradmaximum eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule ist.
-
Ferner kann vorgesehen sein, dass das vorgegebene Beladungsgradmaximum ein globales Beladungsgradmaximum sämtlicher Abscheidemodule ist.
-
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere oder sämtliche Abscheidemodule nach Überschreiten des jeweiligen individuellen Beladungsgradmaximums und/oder des globalen Beladungsgradmaximums mittels und/oder unter Verwendung einer automatischen und/oder maschinellen Austauschvorrichtung aus einer Abscheidemodulaufnahme entnommen und durch unbeladene Abscheidemodule ersetzt werden.
-
Das beschriebene Verfahren zum Abscheiden von Verunreinigungen ist vorzugsweise auf einer Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen durchführbar.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch eine Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen, welche insbesondere derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Verunreinigungen enthaltenen Rohgasstrom, insbesondere unter Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, umfasst vorzugsweise Folgendes:
- mehrere strömungstechnisch parallel zueinander angeordnete Abscheidemodule;
- eine Steuervorrichtung zum Ermitteln eines Annäherns, eines Erreichens und/oder eines Überschreitens eines vorgegebenen Beladungsgradmaximums eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule.
- Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung so ausgebildet und eingerichtet ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.
-
Vorteilhaft kann es sein, wenn mehrere strömungstechnisch parallel zueinander angeordnete Abscheidemodule einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Rohgasstroms, insbesondere einem gemeinsamen Ventilator, zugeordnet sind. Die gemeinsame Antriebsvorrichtung, insbesondere der gemeinsame Ventilator erzeugt dabei insbesondere eine Hauptströmung, insbesondere einen Gesamtrohgasstrom, wobei die Hauptströmung, insbesondere der Gesamtrohgasstrom, zum Abscheiden von Verunreinigungen auf die parallel zueinander angeordneten Abscheidemodule aufgeteilt wird oder aufteilbar ist.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mehrere Abscheidemodule, insbesondere sämtliche Abscheidemodule, ein System bilden, welches zumindest im saugseitigen Bereich, d.h. stromabwärts der diesem System zugehörigen Abscheidemodule, bis zur gemeinsamen Antriebsvorrichtung, insbesondere dem Ventilator, strömungstechnisch geschlossen, d.h. insbesondere von benachbarten Systemen getrennt, ausgebildet ist.
-
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Messvorrichtungen zur Ermittlung von Betriebsparametern und/oder sonstigen Daten, aus welchen vorzugsweise auf einen Beladungsgrad eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule schließbar ist.
-
Die Steuervorrichtung ist vorzugsweise mit der einen oder den mehreren Messvorrichtungen gekoppelt, insbesondere zur Durchführung einzelner oder mehrerer Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die Abscheidemodule in einer einzigen Reihe benachbart zueinander angeordnet sind.
-
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Abscheidemodule matrixförmig angeordnet sind.
-
Insbesondere kann hierfür vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Abscheidemodulaufnahme umfasst, welche in einer einzigen Reihe benachbart zueinander angeordnete Plätze oder Positionen zur Aufnahme von Abscheidemodulen oder aber matrixförmig angeordnete Plätze oder Positionen zur Aufnahme von Abscheidemodulen aufweist.
-
Günstig kann es sein, wenn die Vorrichtung eine automatische Austauschvorrichtung zum Austauschen von Abscheidemodulen umfasst. Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Anzeigevorrichtung umfasst, an welcher insbesondere für einen Werker darstellbar ist, ob und/oder welches Abscheidemodul zu welchem Zeitpunkt und/oder in welcher Reihenfolge auszutauschen ist.
-
Eine Anzeige zur Indikation eines erforderlichen Austauschs eines oder mehrerer Abscheidemodule kann vorzugsweise mehrstufig erfolgen. Beispielsweise kann eine Vorwarnung erfolgen, welche anzeigt, dass in Kürze ein Austausch erforderlich ist, wobei vorzugsweise zugleich anzeigbar ist, welcher Zeitraum bis zum erforderlichen Austausch verbleibt. Ferner kann vorzugsweise in einer weiteren Stufe angezeigt werden, dass ein Wechsel akut erforderlich ist. Schließlich kann vorzugsweise eine Fehlermeldung angezeigt werden, wenn ein als erforderlich angegebener Austausch unterbleibt.
-
Günstig kann es sein, wenn die Anzeigevorrichtung die individuellen Beladungsgrade einzelner, mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule in Form des aktuellen ermittelten Werts oder in Form einer noch verbleibenden Restnutzungsdauer (Reststandzeit) darstellt.
-
Ferner kann alternativ oder ergänzend hierzu vorgesehen sein, dass ein aktueller Beladungsgrad in Prozent, d.h. bezogen auf das individuelle Beladungsgradmaximum, angezeigt wird oder anzeigbar ist.
-
Schließlich kann alternativ oder ergänzend vorgesehen sein, dass für einzelne oder mehrere, insbesondere sämtliche, Abscheidemodule angezeigt wird, wie viele Prozesszyklen, insbesondere Lackierzyklen, bis zu dem erforderlichen Austausch verbleiben.
-
Die Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen kann insbesondere Bestandteil einer Behandlungsanlage zur Behandlung von Werkstücken sein.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch eine Behandlungsanlage zur Behandlung von Werkstücken.
-
Die Behandlungsanlage zur Behandlung von Werkstücken umfasst vorzugsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen, wobei eine die Verunreinigungen im Rohgasstrom verursachende Vorrichtung vorzugsweise eine Behandlungsvorrichtung zum Behandeln der Werkstücke, insbesondere eine Applikationsvorrichtung zum Applizieren eines Mediums auf die Werkstücke, ist.
-
Die Verunreinigungen im Rohgasstrom entstehen vorzugsweise beim Applizieren des Mediums auf die Werkstücke. Die Verunreinigungen bestehen vorzugsweise aus dem applizierten Medium.
-
Insbesondere sind die Verunreinigungen Overspray des applizierten Mediums.
-
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Behandlungsanlage eine Lackieranlage zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien ist, wobei die Applikationsvorrichtung eine Lackiervorrichtung ist und wobei die Verunreinigungen im Rohgasstrom durch Lack-Overspray gebildet sind.
-
Günstig kann es sein, wenn bei der Ermittlung der Erforderlichkeit eines Abscheidemodulaustauschs zugleich ermittelt wird, ob innerhalb eines vorgegebenen zukünftigen Zeitraums, beispielsweise innerhalb einer vorgegebenen Anzahl weiterer Prozesszyklen, der Austausch weiterer Abscheidemodule vorgesehen ist. Zur Optimierung der Prozesse kann dann vorgesehen sein, dass sämtliche hierbei für den sofortigen oder auch baldigen Austausch vorgesehenen Abscheidemodule in einem einzigen Austauschvorgang gegen unbeladene Abscheidemodule ausgetauscht werden.
-
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung des Beladungsgrads, insbesondere zum Ermitteln eines Annäherns, eines Erreichens und/oder eines Überschreitens eines vorgegebenen Beladungsgradmaximums eines oder mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule, Betriebsparameter der Behandlungsanlage herangezogen werden, beispielsweise automatisch über eine Schnittstelle an die Steuervorrichtung übergeben und/oder ausgewertet werden.
-
Beispielsweise kann hierdurch für sehr große zu behandelnde Werkstücke auf eine größere Menge von anfallenden Verunreinigungen pro Prozesszyklus geschlossen werden, wodurch eine genauere Ermittlung der Erwartungswerte und/oder des individuellen Beladungsgrads einzelner, mehrerer oder sämtlicher Abscheidemodule ermöglicht werden kann.
-
Zur Parametrierung und/oder Inbetriebnahme kann insbesondere Folgendes vorgesehen sein:
- - Bei Erstinbetriebnahme der Vorrichtung und/oder der Anlage oder nach wesentlichen Änderungen der Prozessparameter werden vorzugsweise für die relevanten Parameter, insbesondere für den Erwartungswert für den spezifischen Verunreinigungseintrag und/oder für einen Zielwert für den Verunreinigungsinhalt (maximaler Beladungsgrad), zunächst Schätzwerte vorgegeben.
- - Der Erwartungswert für den spezifischen Verunreinigungseintrag kann vorzugsweise durch Messen, beispielsweise Wiegen, ermittelt und angepasst werden, sobald ausreichend Verunreinigungen für eine repräsentative Messung in den Abscheidemodulen enthalten sind.
- - Der Zielwert für den Verunreinigungsinhalt wird zu Beginn vorzugsweise vergleichsweise hoch angesetzt. Er kann in der Folge auf Basis regelmäßiger visueller oder sonstiger Kontrolle der Abscheidemodule auf einen Wert herabgesetzt werden, bei welchem das Speichervermögen (Speicherkapazität) der Abscheidemodule gerade noch nicht erschöpft ist, so dass insbesondere kein Überlaufen erfolgt oder die mechanische Stabilität des Abscheidemoduls beeinträchtigt wird. Sollten Abscheidemodule aufgrund von Zusatzkriterien, wie beispielsweise einer Differenzdrucküberwachung, vor Erreichen des vollen Beladungszustands gewechselt werden müssen, so kann durch Messen des Beladungsgrads, insbesondere Wiegen der Abscheidemodule nach erfolgtem Wechsel, der tatsächlich erreichte Verunreinigungsinhalt als Anhaltspunkt für die Anpassung des Zielwerts für den Verunreinigungsinhalt ermittelt werden.
-
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
-
In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Rohgasstrom, welcher beim Applizieren eines Mediums auf ein Werkstück entsteht.
-
Eine in 1 teilweise dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Behandlungsanlage dient der Behandlung von Werkstücken 102.
-
Die Behandlungsanlage 100 ist insbesondere eine Lackieranlage 104, welche eine als Lackierroboter ausgebildete Applikationsvorrichtung 106 zum Applizieren eines Mediums, insbesondere eines Beschichtungsmediums, auf die Werkstücke 102 umfasst.
-
Die Werkstücke 102 sind insbesondere Fahrzeugkarosserien.
-
Die Applikationsvorrichtung 106 ist insbesondere in einem Applikationsraum 108 angeordnet, in welchem die Werkstücke 102 mit Medium beaufschlagbar sind.
-
Beim Applizieren von Medium auf die Werkstücke 102 wird die umgebende Luft verunreinigt, insbesondere mit Overspray verunreinigt.
-
Die Behandlungsanlage 100 umfasst daher vorzugsweise eine Vorrichtung 110 zum Abscheiden von Verunreinigungen.
-
Die Vorrichtung 110 zum Abscheiden von Verunreinigungen ist insbesondere eine Abscheidevorrichtung 112.
-
Ein mit Verunreinigungen, insbesondere Overspray, verunreinigter Gasstrom wird als Rohgasstrom bezeichnet. Dieser wird vorzugsweise aus dem Applikationsraum 108 abgeführt. Die Abscheidevorrichtung 112 umfasst hierzu eine Antriebsvorrichtung 114 zum Antreiben des Rohgasstroms, beispielsweise einen Ventilator 116. Mittels der Antriebsvorrichtung 114 ist der Rohgasstrom insbesondere aus dem Applikationsraum 108 absaugbar.
-
Zwischen dem Applikationsraum 108 und der Antriebsvorrichtung 114 sind vorzugweise mehrere Abscheidemodule 118 der Abscheidevorrichtung 112 angeordnet.
-
Die Abscheidemodule 118 sind dabei beispielsweise matrixförmig angeordnet und parallel zueinander mit dem Rohgasstrom durchströmbar.
-
Eine (nicht dargestellte) Abscheidemodulaufnahme der Abscheidevorrichtung 112 dient der Aufnahme der Abscheidemodule 118.
-
Die Abscheidemodule 118 sind beispielsweise mit Abscheideelementen, insbesondere Prallabscheidern, Filterelementen, etc., versehen und ermöglichen ein Aufnehmen oder Anlagern oder sonstiges Abtrennen von Verunreinigungen, insbesondere Overspray, aus dem Rohgasstrom zur Reinigung des Rohgasstroms.
-
Die Verunreinigungen sammeln sich im Lauf der Zeit an den Abscheidemodulen 118 an, so dass diese nach Erreichen eines vorgegebenen Beladungsgradmaximums ausgetauscht werden müssen und gegen unbeladene Abscheidemodule ersetzt werden müssen.
-
Zur Überwachung des Beladungsgrads umfasst die Abscheidevorrichtung 112 vorzugsweise eine Steuervorrichtung 120 und eine oder mehrere Messvorrichtungen 122.
-
Mittels der einen oder der mehreren Messvorrichtungen 122 sind beispielsweise Druckdifferenzen, welche sich aufgrund unterschiedlicher Beladungsgrade in den Abscheidemodulen 118 zwischen dem Applikationsraum 108 und stromabwärts der Abscheidemodule 118 ergeben, ermittelbar. Alternativ oder ergänzend hierzu können Messvorrichtungen zum Wiegen der Abscheidemodule 118 vorgesehen sein, um letztlich auf den Beladungsgrad derselben zu schließen.
-
Mittels der Steuervorrichtung 120 sind vorzugsweise die aus den Messvorrichtungen 122 erhaltenen Daten auswertbar, um letztlich einem Werker oder einer automatischen Austauschvorrichtung vorzugeben, wann und welche Abscheidemodule 118 sich einem vorgegebenen Beladungsgradmaximum nähern, dieses erreichen oder überschreiten, um letztlich einen Austausch derselben zu initiieren.
-
Für den Betrieb der Abscheidevorrichtung 112 seien beispielsweise drei Optionen genannt:
- Option 1 Jedes Abscheidemodul 118 wird separat mittels der Messvorrichtung 122 oder mehrerer Messvorrichtungen 122 überwacht, beispielsweise durch einzelnes wiegen der Abscheidemodule 118 in der Abscheidemodulaufnahme der Abscheidevorrichtung 112 und/oder durch Messung des individuellen Druckverlusts in jedem einzelnen Abscheidemodul 118. Hieraus kann unmittelbar auf den einzelnen Beladungsgrad eines jeden Abscheidemoduls 118 (individueller Beladungsgrad) geschlossen werden, um letztlich über die Steuervorrichtung 120 ermitteln und anzeigen zu können, welches Abscheidemodul 118 sich einem vorgegebenen Beladungsgradmaximum annähert, dieses erreicht und/oder überschreitet.
Bei Erreichen des Beladungsgradmaximums erfolgt dann ein Austausch des betreffenden Abscheidemoduls 118.
- Option 2 Anstelle der Überwachung jedes einzelnen Abscheidemoduls mittels Messvorrichtungen 122 kann vorgesehen sein, dass über ein Modell, auf der Basis von Erfahrungswerten und/oder durch Berechnungen ein aktuell zu erwartender Beladungsgrad eines jeden Abscheidemoduls 118 ermittelt wird. Hierfür wird insbesondere eine Prozesszyklenanzahl erfasst und unter Nutzung eines zuvor bestimmten Gewichtungsfaktors errechnet, welches Abscheidemodul 118 nach welcher Anzahl an Prozesszyklen das jeweilige individuelle Beladungsgradmaximum erreicht. Nach Durchführung der jedem Abscheidemodul 118 zugeordneten Anzahl an Prozesszyklen und/oder durch einen Vergleich des erwarteten aktuellen Beladungsgrads mit dem Beladungsgradmaximum des jeweiligen Abscheidemoduls 118 wird das jeweilige Abscheidemodul 118 als auszutauschendes Abscheidemodul 118 markiert und automatisch oder manuell gegen ein unbeladenes Abscheidemodul 118 ausgetauscht. Das aus der Abscheidemodulaufnahme entfernte Abscheidemodul 118 wird dann beispielsweise mittels einer Waage auf den tatsächlichen Beladungsgrad überprüft. Eventuelle Abweichungen von dem erwarteten Wert (Erwartungswert) können dann zur Nachjustierung und/oder Korrektur bei der Ermittlung der zukünftigen Erwartungswerte berücksichtigt werden.
Zur Bestimmung der Erwartungswerte können beispielsweise die Positionen und Größen der Werkstücke 102 und/oder der Applikationsvorrichtung 106 sowie die Betriebsparameter der Applikationsvorrichtung 106 berücksichtigt werden, so dass der Erwartungswert insbesondere wiedergibt, welches Abscheidemodul 118 besonders stark mit Verunreinigungen, insbesondere Overspray, beaufschlagt wird. Wie aus 1 hervorgeht, ist ein besonders stark beaufschlagtes Abscheidemodul 118 insbesondere in einer Hauptströmungsrichtung des Rohgasstroms auf das Werkstück 102 folgend und/oder auf die Applikationsvorrichtung 106 folgend angeordnet (durch die Schraffur eines Abscheidemoduls 118 in 1 angedeutet).
- Option 3 Bei einer weiteren Ausgestaltung und/oder Nutzung der Abscheidevorrichtung 112 kann vorgesehen sein, dass jedes Abscheidemodul 118 individuell markiert ist, beispielsweise mittels eines RFID-Tags oder eines Barcodes, wobei beispielsweise mittels eines automatischen Handlingsystems (nicht dargestellt) ein automatischer Abscheidemodulwechsel und/oder eine Beladungsgradmessung, insbesondere nach der Entnahme des jeweiligen Abscheidemoduls 118, durchführbar ist. Vorzugsweise automatisch kann dann auf der Basis der ermittelten Messwerte auf die weitere Berechnung der Erwartungswerte Einfluss genommen werden, um letztlich eine optimierte Nutzung sämtlicher Abscheidemodule 118 zu ermöglichen.
-
Insbesondere kann somit vorzugsweise jedes Abscheidemodul 118 bis zum Erreichen seines Beladungsgradmaximums zum Abscheiden von Verunreinigungen genutzt werden, ohne eine mechanische Stabilität oder ein Überlaufen des jeweiligen Abscheidemoduls 118 zu riskieren.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Behandlungsanlage
- 102
- Werkstück
- 104
- Lackieranlage
- 106
- Applikationsvorrichtung
- 108
- Applikationsraum
- 110
- Vorrichtung zum Abscheiden
- 112
- Abscheidevorrichtung
- 114
- Antriebsvorrichtung
- 116
- Ventilator
- 118
- Abscheidemodul
- 120
- Steuervorrichtung
- 122
- Messvorrichtung
