DE19502741A1

DE19502741A1 - Einrichtung zur Erzeugung eines Stromes aus einem Pulver-Gas-Gemisch

Info

Publication number: DE19502741A1
Application number: DE19502741A
Authority: DE
Inventors: Alexander Ghantus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2015-01-19
Also published as: DE19502741C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung eines Stromes aus einem Pulver-Gas-Gemisch, bestehend aus einer Quelle für das Gas, einem Vorratsbehälter für das Pul ver, einer Einheit, in der unter Mitnahme des Pulvers durch das strömende Gas der Strom aus dem Pulver-Gas-Gemisch ent steht, einer Düse, aus der das Pulver-Gas-Gemisch austritt, Verbindungsleitungen zwischen den erwähnten Komponenten und zwei Sensoren in der das Pulver-Gas-Gemisch führenden Lei tung, in denen aufgrund von Reibung und/oder Kontakt der Pul verteilchen an einer Wand eine elektrische Ladungstrennung entsteht, die in einer Meßstation erfaßt, ausgewertet und ausgenutzt wird, wobei in dem Bereich der Sensoren unter schiedliche Strömungsverhältnisse für den Strom aus dem Pulver-Gas-Gemisch herrschen.

Bevorzugt ist das Gas Luft.

Eine bekannte Einrichtung dieser Art (DE-OS 43 38 581) dient als Sandstrahlgebläse. Die Strömungsgeschwindigkeiten sind demgemäß hoch, d. h. ca. 200 m/sec. In der Meßstation wird zwar der Strahlmittelmassenstrom erfaßt, aber nicht derart ausgewertet, daß die den Förderleitungsquerschnitt durchströ mende Pulvermasse pro Zeit zur Anzeige kommt. Vielmehr werden als Anwendungsfälle erwähnt: Steuerung eines Strahlroboters, Alarmmeldung und "andere Zwecke".

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs er wähnte Einrichtung derart auszubilden, daß sie beim Pulver lackieren zur Anwendung kommen kann und das Verhältnis zwi schen der den Förderleitungsquerschnitt durchströmenden Pul vermasse und der Zeit zur Anzeige kommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßstation so geartet ist, daß das Verhältnis aus strömender Pulvermasse und Zeit angezeigt wird, daß das Pulver aus Kunststoff-Partikeln zur Pulverlackierung besteht und daß die Geschwindigkeit des strömenden Gases zwischen der Mindestge schwindigkeit für den Transport der Partikel im Flugförde rungszustand und etwa deren fünffachem Wert liegt.

Für einen Rohr-Innendurchmesser von 1 cm wäre das eine Ge schwindigkeit von etwa 10 m/sec bis 50 m/sec.

Auf diese Weise ist es möglich, die eingangs erwähnte Ein richtung zur Pulverlackierung einzusetzen. Dafür ist die An zeige des Verhältnisses aus strömender Pulvermasse pro Zeit sinnvoll, denn man kann auf diese Weise Beschichtungsvorgänge steuern.

Die Erfinder der bekannten Einrichtung (DE-OS 43 38 581) hat ten nicht nur die Anzeige der strömenden Pulvermasse pro Zeit unerwähnt gelassen, sondern auch die Zusammenhänge, die zu dieser Anzeige führen bzw. dafür unbedingt erforderlich sind. Dieser Sachverhalt läßt den Schluß zu, daß es den Erfindern der bekannten Einrichtung nicht auf die Anzeige der strömen den Pulvermasse pro Zeit ankam, und läßt ferner den Schluß zu, daß der Unterschied zwischen "Erfassung des Massenstroms" ganz allgemein (siehe den bekannten Fall) und der "Anzeige der Masse pro Zeit" (siehe den vorliegenden Fall) ein beacht licher ist.

Im folgenden werden die Zusammenhänge dargelegt:

Zunächst muß man wissen, daß es bei konstanter Strömungsge schwindigkeit des Transportgases möglich wäre, mit einem Sen sor eine eindeutige Anzeige der den Förderleitungsquerschnitt durchströmenden Pulvermasse pro Zeit zu bekommen. Es kann dahingestellt bleiben, ob dieser Fall bei dem bekannten Sand strahlgebläse gemäß der DE-OS 43 38 581 praktische Bedeutung hätte; im anmeldungsgemäßen Fall hätte diese Ausführungsform wenig oder gar keinen Sinn: Die Geschwindigkeit des Trans portgases muß variabel sein (sie muß nämlich den verschiede nen Gegebenheiten anpaßbar sein), und in diesem Falle muß man unter allen Umständen zwei Sensoren vorsehen, in denen unter schiedliche Strömungsverhältnisse herrschen:

Mit einem Sensor erfaßt man ein elektrisches Signal in Abhän gigkeit von den dort herrschenden Reibungs- und/oder Kontakt verhältnissen. Eine Änderung dieses elektrischen Signals kann nun verschiedene Ursachen haben: Änderung der den Förderlei tungsquerschnitt durchströmenden Pulvermasse pro Zeit oder Änderung der Strömungsgeschwindigkeit. Insofern ist dieses Signal nicht eindeutig. Nimmt man einen zweiten Sensor mit unterschiedlichen Strömungsverhältnissen hinzu, dann gilt für diesen allein das gleiche. Beide Sensorsignale aber zusammen ergeben die Eindeutigkeit. (Daß im Falle der DE-OS 43 38 581 zwei Meßstellen, für die nichts über die Strömungsverhältnis se ausgesagt ist, vorgesehen sind, ist wahrscheinlich darauf begründet, daß man Sicherheit bezüglich der Messung haben möchte: Es könnte ja sein, daß ein Leck vorliegt oder ein Sensor aussetzt.)

Detaillierter gestaltet sich die Ausführung des vorstehenden Absatzes folgendermaßen: In Fig. 1 sind beide funktionellen Zusammenhänge f¹ und f² für die beiden Sensoren zwischen der dem Förderleitungsquerschnitt durchströmenden Pulvermasse pro Zeit p, dem Transportgasvolumenstrom V und dem elektrischen Erdstrom I_E¹ und I_E² schematisch dargestellt. Für jeden Sensor besteht also eine Fläche f¹ bzw. f². Für einen Punkt auf einer dieser Flächen gibt es ein bestimmtes p, V und I_E. Die durch die Strommeßgeräte 6 und 7 ermittelten Stromwerte I_E¹ und I_E² werden separat zeitlich gemittelt und nun mit I_E¹ und I_E² be zeichnet. Der Meßrechner ermittelt zu den eingehenden Strom werten I_E¹ bzw. I_E² die beiden I_E-Isolinien auf den dort abge speicherten Funktionen f¹ bzw. f², welche in die p-T-Ebene projiziert werden. Diese Projektionen wurden in Fig. 1 mit PI_E¹ bzw. PI_E² bezeichnet. Entsprechend der Maßgabe an die unter schiedlichen Strömungsverhältnisse in den Sensoren besitzen die beiden Funktionen PI_E¹ und PI_E² genau einen Schnittpunkt, welcher weiterhin vom Meßrechner zu bestimmen ist. Nach der Projektion dieses Schnittpunktes auf die p-Achse liest der Meßrechner den gesuchten und dort befindlichen p-Wert aus.

Die Mittelungszeit für die Werte I_E¹ bzw. I_E² ergibt sich etwa aus dem Quotienten von Sensorabstand und Strömungsgeschwin digkeit. Dadurch werden p-Schwankungen zwischen den Sensoren hinsichtlich der Signalauswertung ausgeglichen. Im Sinne der schnellen Bestimmung eines p-Wertes ordnet man deshalb die Sensoren dicht beieinander an.

Man kann (und muß) in einer pulver- und einrichtungsspezifi schen Kalibration der Funktionen f¹ und f² erreichen, daß die oben genannten Projektionen PI_E¹ und PI_E² im p-Meßbereich genau einen Schnittpunkt besitzen. Dadurch definieren sich die sich voneinander unterscheidenden Strömungsverhältnisse des Pulver-Gas-Stroms innerhalb der beiden Sensoren.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigen die Fig. 2 und 3 zwei Ausführungs beispiele der Erfindung.

In der Ausführungsform der Fig. 2 strömt Luft von links in die Leitung hinein (siehe Pfeil 1). Durch ein Rohr 2 wird Pulver in die Leitung eingelassen, das von dem Luftstrom mit gerissen wird und aus der Düse 3 ausströmt. Es sind zwei Sen soren 4 und 5 vorgesehen, in denen durch strömungsbedingte Reibung und/oder Kontakte zwischen Pulverteilchen und Sensor Ladungstrennungen erfolgen. Diese Ladungstrennungen führen zu Erdströmen, die mittels der Instrumente 6 und 7 erfaßt wer den. Die entsprechenden Werte werden in eine Einheit 10 gege ben. Dort wird entsprechend den oben abgehandelten Zusammen hängen die durchströmende Pulvermasse pro Zeit ermittelt und angezeigt. Die Strömungsverhältnisse in der Leitung sind im Bereich der Sensoren unterschiedlich.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. In der Leitung, durch die (siehe Pfeil 1) das Luft-Pulver- Gemisch von links nach rechts strömt, befinden sich zwei Sen soren 8 und 9. Diese haben unterschiedliche Querschnitte, so daß die Ladungstrennungen unterschiedlich sind. Die entspre chenden Erdströme werden wiederum durch die Instrumente 6 und 7 erfaßt und dann wie im Falle der Fig. 2 weiterverarbeitet.

Die Sensoren 4, 5, 8 und 9 sind frei von Einbauten bzw. mit stromlinienförmigen Einbauten versehen, damit sich einerseits die Strömungsverhältnisse verändern und andererseits keine Pulveranlagerung an den Sensorwänden auftritt.

Anstelle von Luft kann natürlich auch ein anderes Gas, z. B. Stickstoff, verwendet werden.

Claims

1. Einrichtung zur Erzeugung eines Stromes aus einem Pulver- Gas-Gemisch, bestehend aus einer Quelle für das Gas, einem Vorratsbehälter für das Pulver, einer Einheit, in der un ter Mitnahme des Pulvers durch das strömende Gas der Strom aus dem Pulver-Gas-Gemisch entsteht, einer Düse, aus der das Pulver-Gas-Gemisch austritt, Verbindungsleitungen zwi schen den erwähnten Komponenten und zwei Sensoren in der das Pulver-Gas-Gemisch führenden Leitung, in denen auf grund von Reibung und/oder Kontakt der Pulverteilchen an einer Wand eine elektrische Ladungstrennung entsteht, die in einer Meßstation erfaßt, ausgewertet und ausgenutzt wird, wobei in dem Bereich der Sensoren unterschiedliche Strömungsverhältnisse für den Strom aus dem Pulver-Gas- Gemisch herrschen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsta tion (6, 7, 10) so geartet ist, daß das Verhältnis aus strö mender Pulvermasse und Zeit angezeigt wird, daß das Pulver aus Kunststoff-Partikeln zur Pulverlackierung besteht und daß die Geschwindigkeit des strömenden Gases zwischen der Mindestgeschwindigkeit für den Transport der Partikel im Flugförderungszustand und etwa deren fünffachem Wert liegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren dicht nebeneinander liegen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Sensoren möglichst kurz, mindestens jedoch einen hydraulischen Innendurchmesser entlang der Strö mungsrichtung ausgedehnt sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sensoren niederohmig und ausschließ lich über die Meßinstrumente geerdet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Injektor (4), in dem sich Gas und Pulver vereinigen, zugleich ein Sensor ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Transportgases und/oder die ausströmende Pulvermasse pro Zeit verändert werden können.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sensoren frei von Einbauten sind oder einen stromlinienförmigen Einbau haben.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß mindestens ein Sensor abgeflacht ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß sich die Geometrie und/oder die elektri sche Leitfähigkeit des Strömungskanals stromauf eines Sen sors wesentlich von den entsprechenden Größen des Sensors mindestens über eine Ausdehnung von mehreren hydraulischen Rohrdurchmessern unterscheidet.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die gemessenen elektrischen Werte ein zeln zeitlich gemittelt werden.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den beiden Sensoren (4, 5; 8, 9) und Erde entstehenden elektrischen Signale mit je einem Instrument (6, 7) erfaßt werden, daß die beiden entsprechenden Ausgangswerte dieser beiden Instrumente (6, 7) in eine gemeinsame Einheit (10) gegeben werden, daß dort die die Sensoren durchströmende Pulvermasse pro Zeit ermittelt und daß der ermittelte Wert entweder in der Ein heit (10) angezeigt und/oder anderweitig ausgegeben wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Meßrechner (10) zu den entsprechenden Stromwerten I_E¹ und I_E² die beiden I_E-Isolinien auf den in ihm abgespei cherten Funktionen f¹ (p, _T) und f² (p, _T) ermittelt, daß er diese in die in p-_T-Ebene projiziert, was zu Kurven PI_E¹ und PI_E² führt, daß er den Schnittpunkt dieser Kurven bestimmt, diesen auf die p-Achse projiziert, und diesen p-Wert als den gesuchten Wert ausgibt.