DE10304892B3

DE10304892B3 - Betriebsverfahren für eine Pulverversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE10304892B3
Application number: DE2003104892
Authority: DE
Inventors: Roland Felka
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: EP1445027A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pulverversorgungseinrichtung (1) für eine Pulverbeschichtungsanlage, mit einem Pulverbehälter (2) zur Aufnahme eines Beschichtungspulvers. Es wird vorgeschlagen, dass der Pulverbehälter (2) an seiner Unterseite in eine Entnahmekammer (9) übergeht, wobei die Entnahmekammer (9) eine Absaugöffnung zur Absaugung des Beschichtungspulvers und eine Einblasöffnung zum Einblasen eines Fluidisierungsmittels aufweist, um das Beschichtungspulver aufzulockern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Pulverversorgungseinrichtung für eine Pulverbeschichtungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei modernen Pulverbeschichtungsanlagen zur Serienbeschichtung von Werkstücken, wie beispielsweise Karosserieteilen, wird das Beschichtungspulver herkömmlicherweise in großen Pulverbehältern bereitgestellt, die auch als "Big-Bags" bezeichnet werden. Die Entnahme des Beschichtungspulvers aus dem Pulverbehälter erfolgt hierbei über eine an der Unterseite des Pulverbehälters angeordnete Entnahmeöffnung, an der ein Trichter angeflanscht ist, wobei an der Wandung des Trichters ein Rüttler angebracht ist, um eine Verklumpung des Beschichtungspulvers in der Entnahmeöffnung des Pulverbehälters zu verhindern. Am Ausgang des Trichters ist eine Klappe oder ein Quetschventil angeordnet, um den aus dem Pulverbehälter austretenden Pulverstrom steuern zu können. Unterhalb dieser Klappe bzw. des Quetschventils befindet sich ein sogenannter Sender, der das aus dem Pulverbehälter ausgetretene Beschichtungspulver in sogenannten Paketen an einen nachgeordneten Zwischenbehälter verschickt, wobei das Beschichtungspulver in dem nachgeordneten Zwischenbehälter durch eine Lufteinblasung dauerfluidisiert wird, so dass aus dem Zwischenbehälter ein Pulver-Luft-Gemisch entnommen werden kann.
Nachteilig an dieser bekannten Pulverversorgungseinrichtung für eine Pulverbeschichtungsanlage ist der relativ große technische Aufwand, da. eine Klappe bzw. ein Quetschventil zur Steuerung der Pulverentnahme aus dem Pulverbehälter sowie ein Sender zur Beschickung des Zwischenbehälters erforderlich ist.

Eine ähnliche Pulverversorgungseinrichtung ist aus US 3 714 926 bekannt.

Weitere Pulverversorgungseinrichtungen sind auch aus EP 0 239 886 A1 , DE 41 05 663 A1 und DE 101 05 504 A1 bekannt. Die erstgenannte Druckschrift EP 0 239 886 A1 offenbart hierbei auch ein besonderes Betriebsverfahren für eine derartige Pulverversorgungseinrichtung, wobei eine Absaugphase, eine Fluidisierungsphase und eine Auflockerungsphase vorgesehen ist. In einer Alternative fallen die Absaugphase, die Fluidisierungsphase und die Auf-lockerungsphase hierbei zeitlich zusammen, wohingegen eine andere Alternative eine dauerhafte Fluidisierung und Auflockerung vorsieht. Dieses bekannte Betriebsverfahren hat sich jedoch als wenig vorteilhaft erwiesen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaftes Betriebsverfahren für eine technisch möglichst einfache Pulverversorgungseinrichtung für eine Pulverbeschichtungsanlage zu schaffen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der vorstehend beschriebenen bekannten Pulverversorgungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens erfolgt über die Absaugöffnung eine Absaugung des Beschichtungspulvers aus der Entnahmekammer während einer vorgegebenen Absaugphase und darüber hinaus ein Einblasen des Fluidisierungsmittels über die Einblasöffnung in die Entnahmekammer während einer vorgegebenen Fluidisierungsphase.

Erfindungsgemäß folgen die Absaugphase und die Fluidisierungsphase zeitlich aufeinander und überlappen sich zeitlich nicht. Zwischen der Fluidisierungsphase und der Absaugphase liegt also eine vorgegebene Wartezeit.

Die Dauer der Fluidisierungsphase liegt zwischen 30% und 80% der Dauer der Absaugphase, wobei beliebige Zwischenwerte innerhalb dieses Parameterbereichs möglich sind. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Absaugphase ungefähr doppelt so lang ist wie die Fluidisierungsphase.

Darüber hinaus sieht das erfindungsgemäße Betriebsverfahren vor, dass das Beschichtungspulver während einer vorgegebenen Auflockerungsphase durch den Rüttler aufgelockert wird, wobei die Auflockerungsphase sowohl die Absaugphase als auch die Fluidisierungsphase einschließt.

Schließlich sieht das erfindungsgemäße Betriebsverfahren vorzugsweise vor, dass die Schritte des Einblasens des Fluidisierungsmittels in der Entnahmekammer und des Absaugens des Beschichtungspulvers aus der Entnahmekammer zyklisch wiederholt werden.

Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, auf eine Klappe, bzw. ein Quetschventil zur Steuerung der Pulverentnahme aus dem Pulverbehälter sowie auf den sogenannten Sender zur Verschickung des entnommenen Pulvers zu verzichten, um dadurch den technischen Aufbau der Pulverversorgungseinrichtung zu vereinfachen.

Die Erfindung sieht hierzu vor, dass der Pulverbehälter an seiner Unterseite in eine Entnahmekammer übergeht, wobei die Entnahmekammer eine Absaugöffnung zur Absaugung des Beschichtungspulvers und eine Einblasöffnung zum Einblasen eines Fluidisierungsmittels aufweist, um das in die Entnahmekammer eingetretene Beschichtungspulver aufzulockern.

Während des Entnahmebetriebs fällt also Beschichtungspulver aufgrund der Schwerkraft nach unten in die Entnahmekammer und kann dort über die Absaugöffnung abgesaugt werden. Die Absaugung kann durch eine sogenannte DDF-Pumpe erfolgen, jedoch ist die Erfindung hinsichtlich des zu verwendenden Pumpentyps für die Absaugung des Beschichtungspulvers aus der Entnahmekammer nicht auf DDF-Pumpen beschränkt, sondern auch mit anderen Pumpentypen realisierbar.

Bei dem Entnahmebetrieb verhindert das Einblasen des Fluidisierungsmittels eine Verklumpung des Beschichtungspulvers in der Entnahmekammer und vorzugsweise auch in dem oberhalb der Entnahmekammer befindlichen trichterförmigen Bereich des Pulverbehälters.

Vorzugsweise strömt das Fluidisierungsmittel hierbei an der Innenwand der Entnahmekammer nach oben und verhindert dadurch eine Ablagerung des Beschichtungspulvers an der Innenwand der Entnahmekammer.

Bei dem Fluidisierungsmittel handelt es sich vorzugsweise um Luft, die von einer Druckpumpe in die Einblasöffnung eingeblasen wird. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des zu verwendenden Fluidisierungsmittels nicht auf Druckluft oder Umgebungsluft beschränkt, sondern auch mit anderen vorzugsweise gasförmigen Fluidisierungsmitteln realisierbar.

In der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulverversorgungseinrichtung ist die Einblasöffnung für das Fluidisierungsmittel in der Entnahmekammer unterhalb der Absaugöffnung angeordnet, wobei die Einblasöffnung vorzugsweise so angeordnet ist, dass das Fluidisierungsmittel im Wesentlichen senkrecht nach oben in die Entnahmekammer eingeblasen wird. Eine derartige Anordnung der Einblasöffnung in der Entnahmekammer ist vorteilhaft, da das Beschichtungspulver in der Entnahmekammer aufgrund der Schwerkraft nach unten fällt und somit das gesamte Volumen der Entnahmekamer von dem Fluidisierungsmittelstrom erfasst wird.

Erfindungsgemäß weist die Entnahmekammer an der Einblasöffnung für das Fluidisierungsmittel einen auch als Fluidboden bezeichneten Einsatz auf, der für das Beschichtungspulver undurchlässig und für das Fluidisierungsmittel durchlässig ist. Beispielsweise kann dieser Einsatz aus einem gesinterten Material bestehen, das am Boden der Entnahmekammer über der Einblasöffnung für das Fluidisierungsmittel flächendeckend angeordnet ist.

Die Entnahme des Beschichtungspulvers aus dem Pulverbehälter wird auch bei der erfindungsgemäßen Pulverversorgungseinrichtung vorzugsweise in herkömmlicher Weise dadurch erleichtert, dass der Pulverbehälter am Übergang der Entnahmekammer eine trichterförmige Verengung aufweist.

Zur Auflockerung des Beschichtungspulvers ist hierbei ein Rüttler vorgesehen, der ein Verklumpen des Beschichtungspulvers am Übergang von dem Pulverbehälter zu der Entnahmekammer verhindert. Der Rüttler ist deshalb vorzugsweise an der trichterförmigen Verengung des Pulverbehälters angeordnet, um an der dortigen Engstelle ein Zusetzen der Engstelle durch das Beschichtungspulver zu verhindern.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pulverversorgungseinrichtung weist die Entnahmekammer einen zylindrischen Querschnitt auf, jedoch ist die Erfindung nicht auf Entnahmekammern mit einem zylindrischen Querschnitt beschränkt. Es ist vielmehr theoretisch auch möglich, dass die Entnahmekammer einen eckigen Querschnitt aufweist, wobei insbesondere ein rechteckiger oder ein quadratischer Querschnitt der Entnahmekammer in Frage kommt.

Die Höhe der Entnahmekammer beträgt vorzugsweise zwischen 80% und 300% der Breite der Entnahmekammer, wobei beliebige Zwischenwerte innerhalb dieses Parameterbereichs möglich sind.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Pulverversorgungseinrichtung für eine Pulverbeschichtungsanlage,

2 ein Zeitdiagramm des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens für die Pulverversorgungseinrichtung gemäß 1, sowie

3 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pulverversorgungseinrichtung.

Die Seitenansicht in 1 zeigt eine erfindungsgemäße Pulverversorgungseinrichtung 1 für eine ansonsten herkömmliche Pulverbeschichtungsanlage, die zur Serienbeschichtung von Werkstücken eingesetzt wird.
Zur Aufnahme und Lagerung von Beschichtungspulver weist die erfindungsgemäße Pulverversorgungseinrichtung 1 einen herkömmlichen Pulverbehälter 2 auf, der auch als "Big-Bag" bezeichnet wird, wobei der Pulverbehälter 2 in einem Gestell 3 aufgehängt ist, das auf einem Fundament 4 ruht.
An seiner Unterseite weist der Pulverbehälter 2 eine trichterförmige Verengung 5 auf, wobei an der Unterseite der trichterförmigen Verengung 5 des Pulverbehälters 2 mittels eines Flansches 6 ein Entnahmetrichter 7 befestigt ist.
Der Entnahmetrichter 7 verjüngt sich ebenfalls kegelförmig mit einem Kegelwinkel von ungefähr 35 Grad, wobei in der Wandung des Entnahmetrichters 7 ein herkömmlicher Rüttler 8 angebracht ist, der während des Entnahmebetriebs ein Festsetzen und Verklumpen des Beschichtungspulvers in dem Entnahmetrichter 7 verhindert.
An seiner Unterseite geht der Entnahmetrichter 7 in eine hohlzylindrische Entnahmekammer 9 über.
In der Mantelfläche der Entnahmekammer 9 ist im oberen Bereich der Entnahmekammer 9 eine Absaugöffnung angeordnet, durch die das Beschichtungspulver über eine Absaugleitung 10 aus der Entnahmekammer abgesaugt werden kann. Die Absaugung erfolgt hierbei durch eine zur Vereinfachung nicht dargestellte herkömmliche DDF-Pumpe.
Weiterhin weist die Entnahmekammer 9 an der unteren Stirnfläche eine Einblasöffnung auf, an die über eine Fluidluftleitung 11 eine weitere Pumpe angeschlossen ist, die zur Vereinfachung ebenfalls nicht dargestellt ist. Über die Fluidluftleitung 11 kann Fluidluft durch die Einblasöffnung in die Entnahmekammer 9 eingeblasen werden, um das in der Entnahmekammer 9 befindliche Beschichtungspulver aufzulockern und zu fluidisieren.
Im unteren Bereich der Entnahmekammer 9 befindet sich hierbei über der Einblasöffnung ein Einsatz 12 aus einem gesinterten Material, das für das Beschichtungspulver undurchlässig und für die eingeblasenen Fluidluft durchlässig ist. Beim Einblasen von Fluidluft durch die Fluidluftleitung 11 in die Entnahmekammer 9 strömt die Fluidluft an der Innenwand der Entnahmekammer 9 entlang nach oben und verhindert dadurch auch ein Zusetzen der Entnahmekammer 9 mit verklumptem Beschichtungspulver.
2 zeigt die zeitliche Ansteuerung des Rüttlers 8, der an die Absaugleitung 10 angeschlossenen DDF-Pumpe sowie der an die Fluidleitung 11 angeschlossene Pumpe im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens. Hierbei zeigt das obere Zeitdiagramm in 2 den zeitlichen Verlauf des in die Entnahmekammer 9 eingeblasenen Fluidluftstroms, während das mittlere Zeitdiagramm das Betriebsverhalten des Rüttlers 8 wiedergibt. Schließlich zeigt das untere Zeitdiagramm in 2 das zeitliche Betriebsverhalten der an die Absaugleitung 10 angeschlossenen DDF-Pumpe.
Zum Zeitpunkt t = 0 werden zunächst die DDF-Pumpe und der Rüttler 8 angeschaltet, wohingegen zunächst noch keine Einblasung von Fluidluft in die Entnahmekammer 9 erfolgt. In diesem Betriebszustand saugt die DDF-Pumpe also Beschichtungspulver über die Absaugleitung 10 aus der Entnahmekammer 9 ab, wobei der Rüttler 8 ein Festsetzen des Entnahmetrichters 7 verhindert.
Zum Zeitpunkt t = t₁ wird dann die DDF-Pumpe ausgeschaltet, während der Rüttler 8 weiterhin eingeschaltet bleibt.
Zum Zeitpunkt t = t₂ wird dann die an die Fluidluftleitung 11 angeschlossene Pumpe eingeschaltet, woraufhin Fluidluft in die Entnahmekammer 9 eingeblasen wird. Dieses Einblasen der Fluidluft in die Entnahmekammer 9 dient der Auflockerung des in der Entnahmekammer 9 befindlichen Beschichtungspulvers.
Zum Zeitpunkt t = t₃ wird dann die an die Fluidluftleitung 11 angeschlossene Pumpe wieder abgeschaltet, so dass keine Fluidluft mehr in die Entnahmekammer 9 eingeblasen wird.
Schließlich wird zum Zeitpunkt t = t₄ auch der Rüttler 8 abgeschaltet.
Die vorstehend beschriebene Sequenz aus einer Absaugphase zwischen t = 0 und t = t₁ und einer folgenden Fluidisierungsphase zwischen t = t₂ und t = t₃ wird dann im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens zyklisch wiederholt.
Hierbei wird sowohl die Fluidisierungsphase als auch die Absaugphase zeitlich von einer Auflockerungsphase zwischen t = 0 und t = t₄ eingeschlossen.
Das in 3 dargestellte alternative Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pulverversorgungseinrichtung 1' stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel überein, so dass im Folgenden zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird und für übereinstimmende Bauteile die selben Bezugszeichen verwendet werden, die zur Unterscheidung lediglich durch einen Strich gekennzeichnet sind.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht in der Höhe h der Entnahmekammer 9', die hierbei ungefähr dreimal so groß ist wie der Durchmesser der Entnahmekammer 9'.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

Claims

Betriebsverfahren für eine Pulverversorgungseinrichtung (1, 1') für eine Pulverbeschichtungsanlage, mit einem Pulverbehälter (2, 2') zur Aufnahme eines Beschichtungspulvers, der an seiner Unterseite in eine Entnahmekammer (9, 9') übergeht, wobei die Entnahmekammer (9, 9') eine Absaugöffnung zur Absaugung des Beschichtungspulvers und eine Einblasöffnung zum Einblasen eines Fluidisierungsmittels aufweist, um das Beschichtungspulver aufzulockern, wobei zur Auflockerung des Beschichtungspulvers am Übergang von dem Pulverbehälter (2, 2') zu der Entnahmekammer (9, 9') ein Rüttler (8, 8') vorgesehen ist, mit den folgenden Schritten: – Absaugung des Beschichtungspulvers über die Absaugöffnung aus der Entnahmekammer (9, 9') während einer vorgegebenen Absaugphase – Einblasen des Fluidisierungsmittels über die Einblasöffnung in die Entnahmekammer (9, 9') während einer vorgegebenen Fluidisierungsphase, wobei die Absaugphase und die Fluidisierungsphase zeitlich aufeinander folgen und einander zeitlich nicht überlappen, während die Dauer der Fluidisierungsphase zwischen 30% und 80% der Dauer der Absaugphase beträgt, – Auflockerung des Beschichtungspulvers während einer vorgegebenen Auflockerungsphase durch den Rüttler (8, 8'), wobei die Auflockerungsphase die Absaugphase und die Fluidisierungsphase einschliesst.
Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Einblasens des Fluidisierungsmittels in die Entnahmekammer (9, 9') und des Absaugens des Beschichtungspulvers aus der Entnahmekammer (9, 9') zyklisch wiederholt werden.