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Verfahren und Vorrichtung zum Transportieren pulverförmigen Materials
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Transportieren pulverförmigen
Materials und insbesondere Transportverfahren auf der Grundlage des Ausbildens einer
Suspension pulverförmigen Materials in Gas. Unter dem Begriff "Gas" ist hier ein
Gas oder ein Gasgemisch, wie. z. B. Luft, zu verstehen.
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Die erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen können für das Aufbringen
von Pulverüberzugsmaterial auf Gegenstände angewandt werden, sind jedoch nicht hierauf
beschränkt.
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Eine der erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht darin,
Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, die für den Transport pulverförmiger Materialien
unterschiedlicher Arten angewandt werden können, wie z.B. pulverförmige Materialien
unterschiedlicher Korngröpe, unterschiedlicher Dichten und unterschiedlicher Neigungen
sich zusammenzubacken.
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Nach einer erfindungsgemäßen Ausfiihrungsfortii verfährt man verfahrensmäßig
fiir den Transport pulverförmigen Materials dergestalt, dap eine Suspension des
Pulvers in einem Gas in einem Rohr ausgebildet wird, indem unter Druck stehendes
Gas durch eine Mehrzahl Lüsen geführt und durch eine Pulvermenge hindurchgeführt
und in das Rohr eingeftuirt wird, wobei der Druck in dem Rohr niedriger als der
Druck des den Düsen zugeführten Gases ist.
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Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungs form weist die Vorrichtung
für den Transport pulverförmigen Materials einschlieplich einer Mehrzahl an Düsen
eine Anordnung fiir das uführen von Gas unter Druck durch diese Düsen in ei-ne Menge
des Pulvers und eine Auslapleitung für die Aufnahme einer Suspension des Pulvers
in dem Gas auf, wobei die Querschnittsfläche des Rehrs größer als die Summe der
Querschnittsflächen aller Düsen ist.
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Vorzugsweise ist der den Düsen zugeführte Druck wenigstens 30 x größer
als- der Druck in dem Rohr.
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Nach einer besonderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das Gas
z.B. mit einem Druck von 3,5 kg/cm2 eingeführt werden, und das Verhältnis zwischen
den Querschnittsflächen des Aus-laprohrs und der Düsen kann dergestalt sein, dap
der Druck in dem Auslaßrohr sich auf z.B. 1,07 kg/cm2 beläuft.
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Nach einer weiteren erfindungsgemäpen Ausführungsform wird bei dem
Verfahren zum Ausbilden eines pulverförmigen Materials in Gas das Gas unterDruck
durch eine Mehrzahl Düsen in dem unteren Teil eines Behälters für das pulverförmige
Material eingeführt, und eine Lus pension des pulverförmigen Materials in dem Gas
verläßt den BehBlter durch ein Rohr an dem oberen Ende des Behälters.
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Nach einer weiteren erfindungsgemäten Ausführungsform verfährt man
bei dem Verfahren für den Transport Pulverförmigen Material soun einem Behälter
zu einer Anwendungsvorrichtung dergestalt, da Gas unter Druck ein er Mehrzahl Düsen
zugeführt wird, sowie das von den Düsen aus durch das pulverförmige Materialhindurchgehende
Gas Teilchen desselben mitreißt und das in dem Gas mitge : rissene pulverförmige
Material durch ein Rohr hindurchgeführt wird, dessen Querschnittsfläche größer als
die Summe der Querschnittsflächen der Düsen ist.
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Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Vorrichtung
für das Aufbringen pulverförmigen Materials auf einen
Gegenstand
einen Behälter für das pulverförmige Material, eine Anordnung für das Zuführen von
Gas unter Druck durch eine Mehrzahl Düsen in dem Behälter und ein Rohr auf, das
den Behälter mit einem Verteilerkopf verbindet. Der Verteilerkopf kann eine ringförmige
Oeffnung aufweiten, die mit den Rohr verbunden ist, und die Querschnittsfläche der.
Oeffnung beläuft sich auf das etwa dreifache derjenigen des Rohrs. Wahlweise kann
des Verteilerkopf eine umlaufende Scheibe besitzen, von wo aus das Pulver. durch
Zentrifugalkraft in einen ringförmigen Strom der auf den Gegenstand gerichteten
Luft ausgeworfen wird. Um die Anordnung des pulverförmigen Materials auf den Gegenstand
zu unterstützen, kann eine hohe elektrostatische Potentialdifferenz zwischen dem
Kopf oder einem Teil des Kopfes und dem Gegenstan-d aufrechterhalten werden.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf
die beigeftigten Zeichnungen erläutert: Fig. 1 ist ein Schnitt im Vorderaufriß einer
ersten erfindungsgenäßen Ausführungsform. slig. 2 ist eine Ansicht im Querschnitt
der Ausführungsform nach der Fig. 1 längs der Linie X-X in Blickrichtung der Pfeile.
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Fig. 3 und 4 zeigen Einzelheiten der Ausführungsform nach den Fig.
1 und 2.
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Fig. 5 ist eine teilweise im Querschnitt ausgeführte Seitenansicht
einer Mitreißvorrichtung far die Anwendung bei einer abgewandelten Ausführungsform
der Anordnung nach den Fig. 1 bis 4.
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Nach der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist der Behälter 1 zwei allgemein konische Wandabschnitte 2 und 3 auf, die an
ihren Unterseiten verbunden sind.
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Bei der Anwendung liegt die Apex des konischen Wandabschnitts 2 an
dem oberen Ende des Behälters und die Apex des konischen Wandabschnitts 3 an dem
unteren Teil des Behälters vor. Es sind Behälter 4'und 5 mit verjüngt zulaufenden
lagerflächen 6 und 7
and dem Wandabschnitt 2 verschweißt und Schwenkstifte
sind in , mit der Lagerflächen zusammenwirkenden Halterungen (nicht gezeigt). so
eingeaßt, da der Behälter um eine Achse senkrecht zu der Achse der zwei konischen
Wandabschnitte geschwenkt werden kann, um denselben zwecks Füllen umzukehren.
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An der Apex des konschen Wandabschnitts 2, der normalerweise oben
vorliegt, ist zum Verbinden mit einem Auslaßrohr eine Auslaßdüse 8 vorgesehen. Die
Düse 8 weist eine Verlängerung 9 auf, die in den Behälter vorspringt und an ihrem
inneren Ende geschossen ist, jedoch mit länglichen Schlitzen 10 parallel zu der
Behälterachse versehen ist. Eine Stahlkugel (nicht gezeigt) dienst als Gleitpassung
in'dem Inneren der Düse und ein- Stift oder Querdraht 11 hält dieselbe in ihrer
Lage. Wenn der Behälter senkrecht vorliegt, fällt die Kugel zu dem geschlossenen
inneren Ende der Düse und es ergibt sich ein freier Durchtritt durch die Schlitze
10 zu dem äußeren Ende der Düse. Wenn der Behälter zum Füllen gekippt wird, fällt
die Kugel über die Enden der Schlitze und gegen den Stift oder Querdraht. Diese
Anordnung verhindert, daß pulverförmiges Material während des Füllens in das Auslaßrohr
fällt.
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Der Wandabschnitt 3 ist mit einer entfernbaren Platte 12 versehen,
in der z.B. sechs zehn Düsen 13 vorliegen. Jede Düse 13 weist eine Pulverfalle (Fig.
3 und 4) auf, die das Eindringen von Pulver während verhindert, während der Behälter
in der normalen Arbeitslage vorliegt. Jede Düse achliept einen senkreohten Auslaßabschnitt
14, einen senkrechten Einlaßabschnitt 16 und einen swischengeordnaten Abschnitt
15 auf, der von dem Einlaßabschnitt 16 zu dem Auslaßabschnitt 14 abfällt. Die Einlaßabschnitte
16 aller Düsen 13 stehen mit einem ringförmigen Durchtritt 17 in der entfernbaren
Platte 12 in Verbindung. Es ist eine Düse, 18 zum Verbinden des ringförmigen Durchtritts
mit einer Quelle für komprimierte Luft mit einem Druck von etwa 3,5 kg/cm2, angeordnet.
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Der ringförmige Durchtritt 17 wird vermittels einer Abdeckplatte 31
eingeschlossen, die an der Druckplatte 12 vermittels vier Schrauben 52 befestigt
ist.
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Es sind zwei Druckhalterungen 21 und 22 an dem Wandabschnitt 3 verschweißt
und weisen Lippen 23 und 24 auf, die mit einer Druckstange 25 zusammenarbeiten.
Vertieft in der Druckstange 25 ist eine Mutter 26 angeschraubt, die eine Druckschraube
27 aufnimmt. Ein Betätigungsknopf 28 ist an der Druckstange 27 vermittels einer
Schra be 29 befestigt. Das vordere Ende der Druckstange 27 trägt einen Druckring
30, der gegen die Abdeckplatte 31 anliegt. Es ist eine Gummidichtung 33 zwischen
der Druckplatte 12 und einem Flansch 34 an dem Wandabschnitt 3 so angeordnet, daß
das untere Ende des Behälters 1 luftdicht vermittels Eingriff der Druckstange 25
unter den Druckhalterungen 21 und 22 verschlossen und die Druckschraube 27 vermittels
des Knopfes 28 angezogen wurden kann.
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Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Gegenstandes für das Ueberziehen
von Gegenständen mit pulverförmigem Material wird der Auslaß des Behälters 1 über
die Auslaßleitung mit einem Verte'ilerkopf verbunden. Dieser Kopf kann z.B. aus
zwei konzentrischen, halbkugelförmigen Teilen bestehen, zwischen denen jeweils ein
Hohlraum vorliegt, dessen Querschnitt ein Ring parallel zu der äuertorialen.
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Ebene der Halbkugeln darstellt. Dieser Hohlraum steht in Verbindung
mit der Leitung von dem Behälter durch eine an dem Pol der äußeren Halbkugel angeordneten
Oeffnung, Vorzugsweise besteht die innere Halbkugel aus Nylon und die äußere Halbkugel
aus Metall und ist mit einer Anschlußklemme eines elektrostatischen Hochspannungs-Generators
verbunden, und die andere Anschlußklemme ist mit dem u überziehenden Gegenstand
verbunden Bei der Anendung liegt die. äquartoriale Ebene der Malbkugel normalerweise
senkrecht vor, und somit wird festgestellt, da,mehr pulverförmigem Material dazu
neigt die unter. Hälfte des Verteilungskopfes als die obere Hälfte
desselben
zu verlassen. Somit kann es zweckmäßig sein, die zwei Halbkugeln so versetzt zueinander
anzuordnen, daß die obere Hälfte des Hohlraums größer als die untere Hälfte wird.
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Bei der Benutzung wird der Behälter zunächst umgekehrt, die Druckschraube
27 gelöst und die die Düsen 13 enthaltende Platte 12 entfernt. Sodann wird eine
Menge des Ueberzugsmaterials in den Behälter 1 geschüttet und die Düsenplatte 12
in ihrer Lage luftdicht vermittels der Druckstange 25 befestigt. Der Behälter 1
wird in seine normale Lage zurückgeführt, wobei sich der Auslad an dem oberen Ende
befindet und der elektrostatische Generator angeschaltext. Sodann wird komprimierte
luft den Düsen zugeführt und in dem oberen Teil des Behälters eine Pulverwolke ausgebildet.
Während die Luft durch die Auslapdüse aus tritt, trägt dieselbe Teilchen des Ueberzugsmaterials,
die längs der Leitung getragen werden und treten in den Hohlraum in dem Verteilerkopf
ein, Sobald die Teilchen den Verteilerkapf verlassen, nimmt der größte Teil derselben
eine elektrische Ladung und dieselben werden in Richtung auf den zu überziehenden
Gegenstand angezogen. Da der Druck in dem Hohlraum in dem Verteilerkopf sehr gering
ist, ist es möglich einen erheblichen Anteil der pulverförmigen Teilchen einzuführen
und ein verhältnismäßig kleiner Anteil des. Pulvers wird an dem zu überziehenden
Gegenstand vorbeigeführt.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform mach den Fig. 1 bis 4 tritt.
die aus den Düsen austretende Luft durch einen gropen Anteil des Pulvers in dem
Behälter hindurch. Unter einigen. Bedingungen kann dies ein Nachteil sein und in
derartigen Fällen ist es bevorzug d,ap die D,üsen 13 in der Druckplatte 12 durch.
eine' oder mehrere Mitreißvorrichtungen derart ersetzt werden, wie sie in der Fig.
5 gezeigt sind0 Die Vorrichtungen werden an der Druokplatte ao angeordnet, daß deren
ohsen parallel, zu der Oberflächenebene der Druckplatte vorliegen, und jeds Mitreißvorrichtung
ist mit ihrer eigenen Druckluftzuführung und eigener Auslaßleitung versehen.
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Jede Mitreipvorrichtung weist eine allgemeine zylinderf6rmige Kamer
51 auf, die an einem Ende mit einer Kupplungsanordnung 52 für das. Befestigen einer
Druckluftleitung 53 und an dem anderen Ende mit einer Kupplungsvorrichtung 54 für
das Befestigen einer Auslapleitung 55 versehen ist.
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Das Ende der Kammer 51 in unmittelbarer Nähe zu der Druckluftzufühfür
rung weist/die Aufnahme eines Einsatzes 56 ein Gewinde auf. Der Einsatz 56 ist mit
einem mittleren Loch 57 versehen, das durch einen Ring von acht konvergierenden
Löchern 58 umgeben ist. Der Durchmesser dds mittleren Loches kann sich auf z.B.
0,66 mm und der Durchmesser jedes der konvergierenden Löcher auf z.B. 0,33 mm belaufen.
Die Winkel, mit denen die Löcher 58 gebohrt sind, sind dergestalt, daß die Achsen
der Löcher sich an einer Stelle im Inneren der Kammer 51 treffen.
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Ein Teil der die Kammer 51 umgebenden zylinderförmigen Wand ist bei
59 weggeschnitten, um so eine Oeffh ung zu ergeben, die sich von einer Querschnittsfläche
aus, die geringfügig vor dem Auslaßende der Düsen 57 und 58 angeordnet ist, bis
zu einer Stelle geringfügig hinter der Querßchnittsebene erstreckt, die die Stelle
aufweist, an der die Düsen konvergieren. Die Schnittiefe nimmt glatt von Jedem Ende
der Oeffnung aus in Richtung auf einen mittleren Maximalwert zu. Die oder Jede Mitreißvorrichtung
ist so angeordnet, daß die Oeffnung 59 die oberste Stelle einnimmt.
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W-enn in dem Behälter in der beschriebenen Weise, siehe die erste
erfindungsgemäß Ausführungsforin, Pulver zugeführt und komprimierte Luft in die
Leitung 55 eingeführt wird, bildet sich über der Oeffnung 59 ein Unterdruckgebiet
aus, so daß eine Pulvermenge kontinuierlich inn dem Behälter in die Kammer 51 gezogen
wird. Das Pulver tritt in die Kammer 51 in einer Richtung ein, die ursprünglich
praktisch senkrecht zu der allgemeinen Richtung der Luft in der Kammer vorliegt
und wird mit der Luft mitgerissen, die aus den Düsen tritts so daß dasselbe sich
längs der Leitung 55 bewegt.
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Die Querschnittsfläche der Leitung 55 ist wesentlich größer als die
Summe der Querschnittsflächen 5 der Düsen 57 und 58, so daß der Druck in der Leitung
wesentlich. geringer als der Druck der Luft zuführung ist.
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Der Apex des Behälters 1 ist mit einer Ventilanordnung versehen, so
da Luft in den Behälter in dem Ausmaß eintreten kann, wie das Pulver daraus entfernt
wird. Die Ventilanordnung kann z.B. die Anordnung aufweisen, wie sie in der Fig.
l durch die Bezugszeichen 8, 9, 10 und 11 wiedergegeben ist.
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Wenn diese zweite erfindungsgemäße Ausführungsform auf das Ueberziehen
von Gegenständen mit pulverförmigem Material angewandt wird, wird die oeder jede
Auslapleitung mit einem Verteilerkopf verbunden.
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Vorzugsweise weist dieser Verteilerkopf eine umlaufende Scheibe auf,
auf die das Pulver von dem offenen Ende-der Auslaßleitung aus aufgebracht wir'd.
Es wird ein elektrostatisches Potential zwischen der Scheibe und dem zu überziehenden
Gegenstand aufrechterhalten, sm daß das von der Kante der Scheibe aus abgewoffene
Pulver aufgeladen und in Richtung auf den Gegenstand angezogen wrd. Die Scheibe
ist vorzugsweise vermittels einer Umkleidung umgeben, durch die eine Anzahl Düsen
Luft in die Richtung auf den zu überziehenden Gegenstand abgibt, und wenigstens
einige der austretenden Luftstrahlen verlaufen konvergierend. Eine Mehrzahl an leitungen,
z.B. drei Leitungen, kennen Pulver einer eineslne9 Scheibe zuführen, und ein einzelner
Behälter kann eine ausreichende Anzahl an Mitrei, vorrichtungen für das Zuführen
des Pulvers zu einer Mehrzahl derariger Scheiben besitzen.