DE10261292A1

DE10261292A1 - Vorlagebehälter für pulverförmige Medien

Info

Publication number: DE10261292A1
Application number: DE10261292A
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl.-Wirtsch.-Ing. Reichler (FH); Erwin Hihn
Original assignee: Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2022-12-28
Also published as: US7063486B2; EP1433538A2; US20040184888A1; EP1433538B1; DE10261292B4; EP1433538A3; ATE336304T1; CN100377793C; DE50304644D1; CN1513607A

Abstract

Ein Vorlagebehälter (1) für pulverförmige Medien, insbesondere für Lackpulver, umfaßt ein Gehäuse (2), das mindestens einen Einlaß (4) und mindestens einen Auslaß (8, 9) für das pulverförmige Medium aufweist. Im Innenraum des Gehäuses (2) befindet sich im Abstand von dessen Boden (2c) ein Fluidisierungsboden (5) aus porösem, von Luft durchströmbarem Material. Zwischen dem Fluidisierungsboden (9) und dem Boden (2c) des Gehäuses (2) liegt ein Druckraum (6), der mit Druckluft beaufschlagbar ist. Der Auslaß (8, 9) besitzt die Form eines oben offenen Trichters, der sich im unteren, dem Fluidisierungsboden (5) benachbarten Teilbereich (2bc) des Gehäuses (2) befindet. Auf diese Weise wird stets gut durchmischtes pulverförmiges Medium ausgetragen, dessen Korngrößenverteilung weitestgehend mit derjenigen des fluidisierten pulverförmigen Mediums innerhalb des Vorlagebehälters (1) übereinstimmt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorlagebehälter für pulverförmige Medien, insbesondere für Lackpulver, mit

a) einem Gehäuse, das mindestens einen Einlaß und mindestens einen Auslaß für das pulverförmige Medium aufweist;
b) einem im Innenraum des Gehäuses in Abstand von dessen Boden angeordneten Fluidisierungsboden aus porösem, von Luft durchströmbarem Material;
c) einem zwischen dem Fluidisierungsboden und dem Boden des Gehäuses liegenden Druckraum, der mit Druckluft beaufschlagbar ist.

In der pulververarbeitenden Industrie, insbesondere in der Lackiertechnik, werden häufig Vorlagebehälter für pulverförmige Medien benötigt, in denen eine bestimmte Menge des pulverförmigen Mediums zwischengespeichert werden kann, um dann zur weiteren Verwendung abgezogen zu werden. Derartige Vorlagebehälter finden sich beispielsweise vor, nach oder in Siebmaschinen, die in Lackieranlagen den Applikationseinrichtungen, mit denen das Lackpulver auf ein Werkstück. aufgesprüht wird, vorgeschaltet sind. In Vorlagebehältern, die der Siebmaschine nachgeschaltet sind, wird im allgemeinen so viel gesiebtes Lackpulver angesammelt, wie zur vollständigen Lackierung eines Werkstücks erforderlich ist.
Bekannte, derzeit auf dem Markt befindliche Vorlagebehälter der eingangs genannten Art besitzen im wesentlichen zylindrische Gehäuse; der Begriff "zylindrisch" wird dabei im mathematischen Sinn gebraucht, beschreibt also ein geometrisches Gebilde, das in allen Höhen über der Grundfläche den selben Querschnitt besitzt. Als Auslässe werden Ansaugrohre eingesetzt, die von oben her in den Innenraum des Gehäuses bis relativ nahe an die Oberseite des Fluidisierungsbodens herangeführt sind und von dort das fluidisierte pulverförmige Medium nach oben absaugen.
Bei den bekannten Vorlagebehältern der eingangs genannten Art besteht die Gefahr, daß das aus ihm ausgetragene pulverförmige Medium nicht die selbe Korngrößenverteilung besitzt wie das innerhalb des Vorlagebehälters befindliche pulverförmige Medium, so daß also vorzugsweise eine bestimmte Kornfraktion, sei dies nun eine gröbere oder eine feinere Kornfraktion, ausgetragen wird, je nach dem, wo sich gerade die Ansaugöffnung des Ansaugrohrs befindet.
Außerdem haben diese bekannten Vorlagebehälter einen erheblichen Druckluftverbrauch. Das in ihnen befindliche fluidisierte pulverförmige Medium unterliegt zudem einer hohen mechanischen Beanspruchung, was zu unerwünschter Feinkornbildung führen kann. Außerdem ist die Durchmischung des fluidisierten Pulvers nicht immer optimal. Schließlich kommt es bei diesem bekannten Vorlagebehälter zeitweise zu einem unerwünschten Ansaugen von Luft aus der in der Regel pulsierenden Pulverwirbelschicht über die Auslaßrohre, was zu einer Funktionsunterbrechung der Applikationseinrichtungen führt, die als "Pumpen" bezeichnet wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Vorlage- behälter der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß die Korngrößenverteilung in dem ausgetragenen pulverförmigen Medium sich im wesentlichen nicht von der Korngrößenverteilung des pulverförmigen Mediums innerhalb des Vorlagebehälters unterscheidet und die dortige Korngrößenverteilung daher im zeitlichen Verlauf im wesentlichen konstant bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

d) der Auslaß die Form eines nach oben offenen, sich im unteren Teilbereich des Gehäuses befindlichen Trichters besitzt.

Die Erfindung macht von der überraschenden Erkenntnis Gebrauch, daß die Korngrößenverteilung des pulverförmigen Mediums bei der Entnahme aus dem Vorlagebehälter im wesentlichen unbeeinflußt bleibt, wenn das pulverförmige Medium nicht in einer aufsteigenden sondern in einer absinkenden Bewegung abgesaugt wird.

Besonders günstig ist es, wenn der Querschnitt des Teilbereichs des Gehäuses unmittelbar oberhalb des Fluidisierungsbodens, in dem sich der trichterförmige Auslaß befindet, kleiner als der Querschnitt des darüber liegenden Teilbereichs ist. Die Erweiterung des Innenraums des Gehäuses nach oben sorgt für eine definierte Wirbelströmung des fluidisierten pulverförmigen Mediums, deren Ergebnis eine bessere Durchmischung ist. Dies reduziert die Gefahr, daß Luftblasen in das nachgeschaltete System angesaugt werden. Gleichzeitig tritt in den höheren Bereichen im Innenraum des Gehäuses eine Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit ein, was die mechanische Beanspruchung des pulverförmigen Mediums verringert und so für weniger Feinkornerzeugung sorgt. Ein weiterer, erwünschter Nebeneffekt dieses Querschnittsverlaufs besteht darin, daß die Fläche des der Fluidisierungsbodens kleiner gehalten wird, was mit einer entsprechenden Verringerung des Druckluftbedarfs einhergeht.

Diese Effekte treten besonders prägnant dann auf, wenn der Querschnitt des Teilbereichs des Gehäuses unmittelbar oberhalb des Fluidisierungsbodens etwa ein Zehntel, besser noch etwa ein Zwanzigstel des maximalen Querschnitts des Gehäuses beträgt.

Das Gehäuse kann zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen. Damit werden Anhaftungen des pulverförmigen Mediums an den Innenwänden des Gehäuses vermieden. Wenn es sich dabei um transparenten Kunststoff, insbesondere um Acrylglas, handelt, können die Bewegungsvorgänge des pulverförmigen Mediums innerhalb des Vorlagebehälters visuell beobachtet und überwacht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine Lackpulver-Siebmaschine, in welche ein erfindungsgemäßer Vorlagebehälter integriert ist.
Die in der Zeichnung dargestellte und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Siebmaschine für Lackpulver umfaßt ein Gehäuse 2, in dem ein horizontaler Siebboden 3 angeordnet ist. Das Gehäuse 2 besitzt in allen horizontalen Schnittebenen eine kreisförmige Außenkontur, deren Durchmesser jedoch in Abhängigkeit von der Höhe variiert. Den größten Durchmesser besitzt das Gehäuse 2 in der Höhe des Siebbodens 3. Der oberhalb des Siebbodens 3 liegende Einlaßbereich 2a des Gehäuses 2 verjüngt sich nach oben konisch, so daß eine Kegelform entsteht. An der Spitze des Einlaßbereichs 2a mündet in den Innenraum des Gehäuses 2 ein Einlaßstutzen 4, über den Lackpulver zugeführt werden kann.
Der unterhalb des Siebbodens 3 befindliche Auslaßbereich 2b des Gehäuses 2 dient als Pulvervorlagebehälter für nachgeschaltete Applikationseinrichtungen, wie nachfolgend noch deutlich wird. Der Auslaßbereich 2b läßt sich von oben nach unten wiederum in drei Teilbereiche 2ba, 2bb und 2bc unterscheiden. Der oberste, dem Siebboden 3 benachbarte Teilbereich 2ba verläuft nach unten konisch mit einem verhältnismäßig kleinen Konuswinkel zur Horizontalen. Der sich an den Teilbereich 2ba nach unten anschliessende Teilbereich 2bb ist ebenfalls konisch, wobei jedoch der mit der Horizontalen eingeschlossene Konuswinkel erheblich größer ist. Der unterste Bereich 2bc des Auslaßbereichs 2a schließlich ist kreiszylindrisch. Die Querschnittsfläche des Gehäuses 2 im untersten zylindrischen Bereich 2bc beträgt nur etwa 1/23 der Querschnittsfläche des Gehäuses 2 im Bereich des Siebbodens 3.
In einer gewissen Entfernung oberhalb des Bodens 2c des Gehäuses 2 wird der Innenraum des untersten Teilbereichs 2bc von einem horizontalen Fluidisierungsboden 5 durchsetzt. Unterhalb dieses Fluidisierungsbodens 5 wird auf diese Weise ein Druckraum 6 gebildet, in den eine Zuführleitung 7 für Druckluft mündet.
Oberhalb des Fluidisierungsbodens 5, jedoch im wesentlichen noch innerhalb des zylindrischen unteren Teilbereichs 2bc des Gehäuses 2 sind zwei Ansaugtrichter 8, 9 angeordnet, die sich nach oben erweitern und deren Einlaßöffnungen nach oben zeigen. Die Ansaugtrichter 8, 9 sind jeweils mit starren, einstöckig angeformten Leitungsabschnitten 8a, 9a versehen, die durch die Zylinderwand des Teilbereichs 2bc des Gehäuses 2 hindurchführt und dort an Schläuche 10, 11 angeschlossen sind. Die Schläuche 10, 11 führen jeweils zu einer Pulverpumpe 12, 13 und von dort zu einer in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Applikationseinrichtung, beispielsweise einer Pulverglocke, mit welcher das Pulver auf ein Werkstück gesprüht wird.
Im Bereich des Siebbodens 3 besitzt das Gehäuse 2 einen radial überstehenden, ringförmigen Flansch 14. Dieser Flansch 14 liegt an seiner Unterseite auf mehreren über den Umfang verteilten Wiegezellen 15 auf, die sich ihrerseits über Gummipuffer 16 an einer raumfesten Unterlage 17 abstützen.
Im Innenraum des Auslaufbereichs 2b des Gehäuses 2 ist schließlich ein Füllstandssensor 18 angebracht, der grundsätzlich eine beliebige, bekannte Bauweise besitzen kann. Das von diesem Füllstandssensor 18 erzeugte elektrische Signal wird über eine Leitung 19 einem Rechner zugeführt, der die gesamte Siebmaschine 1 steuert.
Die oben beschriebene Siebmaschine 1 arbeitet wie folgt:
Vor Beginn eines Lackiervorgangs wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Dosierventils in den Innenraum des Einlaßbereichs 2a eine solche Menge Lackpulver eindosiert, die zur vollständigen Lackierung eines Werkstückes erforderlich ist. Diese Lackmenge kann mit Hilfe der Wiegezellen 15, auf denen die gesamte Siebmaschine 1 aufruht, überwacht werden. Da der Siebboden 3 verhältnismäßig großflächig ist, verteilt sich die auf ihn aufgebrachte Pulvermenge; das Absieben in den unterhalb des Siebbodens 3 liegenden Auslaßbereichs 2b erfolgt daher verhältnismäßig rasch.
Das in den Auslaufbereich 2b gelangende, gesiebte Sieb pulver füllt den oberhalb des Fluidisierungsbodens 5 liegenden Innenraum des untersten Teilbereichs 2bc vollständig und darüber hinaus den mittleren Teilbereich 2bb und ggf. auch noch den dem Siebboden 3 benachbarten Teilbereich 2ba bis zu einer bestimmten Höhe aus. Aufgrund des geringeren Querschnitts der Teilbereiche 2bc, 2bb und 2ba im Auslaufbereich 2b reicht dort das Lackpulver erheblich höher als im Einlaßbereich 2a oberhalb des Siebs 3.
Der Siebvorgang ist korrekt abgeschlossen, wenn der Füllstandssensor 18 im Auslaufbereich 2b des Gehäuses 2 denjenigen Füllstand ermittelt, welcher im wesentlichen dem vollen, über dem Einlaßstutzen 4 zugegebenen Lackvolumen entspricht.
Der Druckraum 6 unterhalb des Fluidisierungsbodens 5 wird über die Zuführleitung 7 mit Druckluft versorgt, welche den Fluidisierungsboden 5 nach oben durchdringt und das Lackpulver in bekannter Weise fluidisiert. Dieses ist also ständig in Bewegung. Durch die Trichterform der konischen Teilbereiche 2bb und 2ba erhält die Lackpulverströmung in diesen Teilbereichen zusätzlich eine definierte Wirbelkomponente, welche dafür sorgt, daß eine gute Durchmischung aller Korngrößen im Lackpulver stattfindet. Dadurch, daß sich die Teilbereiche 2bb und 2ba nach oben konisch erweitern, sinkt dort zudem die Strömungsgeschwindigkeit des Lackpulvers ab, was das Lackpulver schont und so für eine geringere Feinkornbildung sorgt.
Ist der Siebvorgang abgeschlossen, hat also im wesentlichen das gesamte eindosierte Lackpulver den Siebboden 3 passiert, so kann der Lackiervorgang begonnen werden. Hierzu werden die Pumpen 12 und 13 in den Schläuchen 10, 11 aktiviert. Das fluidisierte Lackpulver wird nunmehr im wesentlichen aus den konischen Teilbereichen 2bb und ggfs. 2ba des Auslaufbereichs 2b der Siebmaschine 1 angesaugt. Bei der beschriebenen Orientierung der Ansaugtrichter 8, bei der deren Ansaugöffnung nach oben weist und der Ansaugvorgang von oben nach unten erfolgt, wird eine besonders homogene Lackpulvermischung ausgetragen, die insbesondere auch einen Feinkornanteil enthält, der dem Feinkornanteil des gesamten im Auslaufbereich 2b befindlichen und dort zirkulierenden Lackpulvers entspricht.
Durch die Form und Orientierung der Ansaugtrichter 8, 9 können auch unter sehr ungünstigen Umständen entstehende Luftblasen nicht angesaugt werden.
Nach Abschluß des Lackiervorgangs beginnt der Arbeitszyklus der Siebmaschine 1 von neuem mit dem Einwiegen einer neuen Portion Lackpulver in den Einlaßbereich 2a.

Claims

Vorlagebehälter für pulverförmige Medien, insbesondere für Lackpulver, mit a) einem Gehäuse, das mindestens einen Einlaß und mindestens einen Auslaß für das pulverförmige Medium aufweist; b) einem im Innenraum des Gehäuses in Abstand von dessen Boden angeordneten Fluidisierungsboden aus porösem, von Luft durchströmbarem Material; c) einem zwischen dem Fluidisierungsboden und dem Boden des Gehäuses liegenden Druckraum, der mit Druckluft beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß d) der Auslaß (8, 9) die Form eines nach oben offenen, sich im unteren Teilbereich (2bc) des Gehäuses (2) befindenden Trichters besitzt.
Vorlagebehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Teilbereichs (2bc) des Gehäuses (2) unmittelbar oberhalb des Fluidisierungsbodens (5), in dem sich der trichterförmige Auslaß (8, 9) befindet, kleiner als der Querschnitt des darüber liegenden Teilbereichs (2ba, 2bc) ist.
Vorlagebehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Teilbereichs (2bc) des Gehäuses (2) unmittelbar oberhalb des Fluidisierungsbodens (5) etwa ein Zehntel des maximalen Querschnitts des Gehäuses (2) oder weniger beträgt.
Vorlagebehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Teilbereichs (2bc) des Gehäuses (2) unmittelbar oberhalb des Fluidisierungsbodens (5) etwa ein Zwanzigstel des maximalen Querschnitts des Gehäuses (2) oder weniger beträgt.
Vorlagebehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) zumindest teilweise aus Kunststoff besteht.
Vorlagebehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) zumindest teilweise aus transparentem Kunststoff, insbesondere Acrylglas, besteht.