DE19614193A1

DE19614193A1 - Dispergiersystem für eine Pulversprüheinrichtung

Info

Publication number: DE19614193A1
Application number: DE19614193A
Authority: DE
Inventors: Dragoslav Dr Milojevic
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1997-10-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Dispergiereinrichtung zur Gestaltung einer Pulverwolke, die beim Austreten eines Pulver/Luftgemisches aus einer Pulversprüheinrichtung entsteht.

Pulversprüheinrichtungen mit Dispergiersystem lassen sich zur Pulverlackierung mit elektrostatischer Pulveraufladung verwenden.

Eine Pulversprüheinrichtung mit Dispergiersystem ist beispielsweise aus der DE 27 22 100 C2 bekannt. Die bekannte Einrichtung enthält wenigstens eine Kam mer, in der eine der Materialströmung entgegengesetzte Spitzenentladungselektrode und eine entgegengesetzt wie diese gepolte stumpfe Gegenelektrode stromauf im Abstand von der Spitzenentladungselektrode angeordnet sind. Zur Verbesserung der Aufladung der Pulverteilchen ist eine Ausgestaltung mit mehreren hintereinan dergeschalteten Kammern vorgesehen. Außerdem wird vorgeschlagen, die Kammer so zu gestalten, daß sich kontinuierlich Erweiterungen und Verengungen ergeben, die bewirken sollen, daß sich Materialteilchen unter Verwirbelung abbremsen und so intensiver dem Kraftfeld ausgesetzt werden. Schließlich wird vorgeschlagen, über den Umfang der wenigstens einen Kammer verteilt Öffnungen anzuordnen, über die Zusatzluft eingeleitet wird, die die mittlere Dichte des Gemisches aus Luft und Pul ver verringern und die Aufladung verbessern. Versuche haben gezeigt, daß die Maßnahmen nicht ausreichen, um eine Pulverbeschichtung mit zufriedenstellendem Wirkungsgrad auf einem Werkstück zu bewirken. Da die Elektroden direkt mit dem Pulver in Berührung sind, kommt es zu Pulverablagerungen auf den Elektroden, was eine deutlich schlechtere Aufladung zur Folge hat.

Als Dispergiersystem wird in der bekannten Pulversprüheinrichtung insbesondere ein am Auslaß für das Pulver/Luftgemisch angeordneter Prallkörper verwendet, der eine Aufweitung der Sprühwolke bewirken soll. Allerdings lassen sich damit - unter Verwendung kleiner Prallkörper - nur bestimmte, relativ kleine Sprühwolken ausbil den, die für manche Anwendungen nicht groß genug sind. Eine Verwendung größe rer Prallkörper verbietet sich wegen der dabei auftretenden stärkeren Pulverablage rung auf dem Prallkörper.

Zur Vermeidung von Pulverablagerungen wird in der EP 0574 305 A1 ein Disper giersystem mit einer schnell rotierenden Scheibe als Prallkörper vorgeschlagen, wo bei Drehzahlen über 3000 U/min verwendet werden. Solche Systeme sind jedoch mechanisch empfindlich und haben in Pulversprüheinrichtungen nur eine begrenzte Standzeit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Disper giereinrichtung anzugeben, die unterschiedliche Gestaltungen der Sprühwolke, auch relativ weit aufgeweitete große Sprühwolken mit einer gleichmäßigen Pulverparti kelverteilung zulassen, wobei keine rotierende Teile oder Prallkörper verwendet werden; und Pulverablagerungen in der Dispergiereinrichtung vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Dispergierverfahren nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst. Bei diesem Verfahren wird ein aus der Pulversprüheinrichtung austretender Pulver/Luftstrom durch eine als Lenkluft wirkende steuernde Druckluft tangential angeströmt.

Die Aufgabe wird außerdem durch eine Dispergiereinrichtung gemäß dem Anspruch 3 gelöst.

Das Verfahren bzw. die vorgeschlagene Dispergiereinrichtung zeigen vorteilhafte Wirkungen bei der Verwendung in Pulverlacksprüheinrichtungen. Der Durchsatz an pulverförmiger Farbe läßt sich erhöhen und dadurch die benötigte Anzahl von Sprühgeräten in einer Lackierstraße verringern. Eine verbesserte Aufladung wird durch gleichmäßigere Verteilung und längere Verweildauer des Pulvers im elektro statischen Feld erreicht. Eine gleichmäßigere Pulverabscheidung mit hohem Wir kungsgrad läßt sich erzielen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben und der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungsfi guren zu entnehmen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Pulversprüheinrichtung mit Dispergiersystem, und

Fig. 2 eine schematisierte Schnittdarstellung des Auslaßbereichs,

Fig. 3 eine Dispergiereinrichtung mit Zweikomponenten-Lenkluft,

Fig. 4 einen Rotationsluftgenerator.

Fig. 1 zeigt eine Pulversprüheinrichtung 1 mit einer von ihr erzeugten Pulver sprühwolke 15. Die Pulversprüheinrichtung 1 weist eine primäre Kammer 3 (siehe Fig. 2) auf, der über eine erste Zuleitung 4 fluidisiertes Pulver 8 zugeführt ist und das in der Kammer aufgeladen wird. Das intern aufgeladene fluidisierte Pulver ver läßt die Kammer 3 durch einen Pulver/Luftgemisch-Auslaß 12 als Pulver/Luftstrom 16 in axialer Sprührichtung. Der innere Aufbau der primären Kammer ist nicht dar gestellt und ist auch nicht erfindungswesentlich. Als primäre Kammer 3 zur Fluidisie rung, Verwirbelung oder Aufladung des Pulver/Luftgemisches sind unterschiedliche bekannte Einrichtungen verwendbar.

Die primäre Kammer (siehe Fig. 2) der Sprüheinrichtung 1 ist von einer sekundären Kammer 7 umgeben, die einen ringförmigen Lenkluft-Auslaß 5 hat. Die sekundäre Kammer 7 enthält im Bereich ihres Auslasses 5 Leiteinrichtungen, z. B. feste oder verstellbare Leitbleche 2 für Lenkluft 6, die der sekundären Kammer 7 über eine zweite Zuleitung 9 zuführbar ist.

Die Lenkluft 6 ist in tangentialer Richtung auf den Pulver/Luftstrom 16 lenkbar, womit die Form der entstehenden Pulversprühwolke 15 beeinflußbar ist.

Fig. 2 zeigt einen schematisierten Schnitt durch den Auslaßbereich der Pulversprüh einrichtung. Durch den Pulver/Luftgemisch-Auslaß 12 der primären Kammer 3 strömt in axialer Richtung der Pulver/Luftstrom 16. Aus dem Auslaß 5 der sekundären Kammer 7 strömt Lenkluft 6, vorzugsweise mit einer Strömungsgeschwindigkeit bis etwa 20 m/s. Der Strömungsgeschwindigkeitsvektor der Lenkluft 6 weist drei or thogonale Komponenten auf, nämlich eine axiale Komponente A, eine radiale Kom ponente R und eine Komponente T.

Diese tangentiale Komponente T der Lenkluft 6 bewirkt einerseits einen Drall, d. h. eine Rotationsbewegung des Pulver/Luftstroms 16 um die Mittelachse M, und ande rerseits eine Aufwirbelung mit einem Rückströmungsanteil, wodurch die Aufweitung zur gewünschten Sprühwolke 15 erfolgt. Alternativ zur erwähnten internen Aufladung der Pulverteilchen- kann auch eine externe Aufladung erfolgen, wie in Fig. 2 durch angeordnete Hochspannungselektroden 14 angedeutet ist.

Alternativ zur Gestaltung der Dispergiereinrichtung als ringförmigen Lenkluft-Auslaß mit Leiteinrichtungen können auch ein oder mehrere Lenkluft-Zuleitungsrohre am Pulver/Luftgemisch-Auslaß angeordnet werden, die den Pulver/Luftstrom tangential mit der Luft anströmen (in der Zeichnung nicht dargestellt).

Bei diesen Varianten kann durch Variation des Ansteuerwinkels und der Geschwin digkeit der Lenkluft die Pulversprühwolke geformt werden.

Eine weitere Variante zur Gestaltung der Dispergiereinrichtung ist in Fig. 3 darge stellt. Bei dieser Variante erfolgt die Steuerung des tangential zum Pulver/Luftstrom 16 zu leitenden Lenkluftstroms 6 mit Hilfe von zwei Lenkluftkomponenten 6.1 und 6.2.

Gemäß Fig. 3 wird der Pulver/Luftstrom 16 in einer rohrförmigen primären Kammer 3 geführt. Diese ist von einer sekundären Kammer 7 umgeben, die wenigstens einen Einlaß 10 für die erste Lenkluftkomponente 6. 1 und wenigstens einen Einlaß 11 für die zweite Lenkluftkomponente 6.2 hat.

Die erste Lenkluftkomponente 6.1 wird mit Hilfe eines Rotationsluftgenerators 13 in eine rotierende Bewegung versetzt, bevor sie in die sekundäre Kammer 7 eintritt. Der Generator 13 kann beispielsweise mit einem Schaufelring 17 versehen sein, wie in Fig. 4 angedeutet ist.

Die zweite Lenkluftkomponente 6.2 durchströmt die sekundäre Kammer 7 in axialer Richtung.

Alternativ hierzu kann anstelle der ersten Lenkluftkomponente 6.1 die zweite Kom ponente 6.2 in Rotation versetzt werden.

Beide Lenkluftkomponenten 6.1 und 6.2 können unabhängig voneinander mit Volu menströmen bzw. Strömungsgeschwindigkeiten zwischen Null und einem Maximal wert eingeleitet werden, wodurch eine Formung der Pulverwolke 15 in weiten Gren zen ermöglicht ist.

Alle Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Einrichtung lassen sich nicht nur zur Gestaltung einer Pulverwolke durch tangentiales Anströmen eines Pul ver/Luft-Gemisches anwenden, sondern auch bei einem Naßlackzerstäuber. In die sem Fall wird durch tangentiales Anströmen mit Lenkluft die Naßlack-Sprühwolke geformt.

Bezugszeichenliste

1 Pulversprüheinrichtung
2 Leitbleche
3 primäre Kammer
4 erste Zuleitung
5 ringförmiger Lenkluft-Auslaß
6 Lenkluft
6.1 erste Lenkluftkomponente
6.2 zweite Lenkluftkomponente
7 sekundäre Kammer
8 fluidisiertes Pulver
9 zweite Zuleitung
10 Einlaß für erste Lenkluftkomponente
11 Einlaß für zweite Lenkluftkomponente
12 Pulver/Luftgemisch-Auslaß
13 Rotationsluftgenerator
14 Hochspannungselektrode
15 Pulverwolke
16 Pulver/Luftstrom
17 Drall-generierende Schaufeln

Claims

1. Verfahren zur Formung der aus einer - zur elektrostatischen Pulverbe schichtung, insbesondere Pulverlackbeschichtung, vorgesehenen - Pulversprühein richtung austretenden, aus einem Pulver/Luft-Gemisch bestehenden Pulverwolke, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Pulver/Luftstrom (16), unmittelbar nach dem Verlassen des Sprüheinrichtung-Auslasses (12) in axialer Sprührichtung, eine se kundäre Luft ohne Pulverpartikel als Lenkluft (6) in einer tangentialen Richtung ge leitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Hoch spannungselektroden (14), die im Bereich der Pulverwolke (15) angeordnet sind, alternativ oder zusätzlich zu einer internen Aufladung eine externe Aufladung erfolgt.

3. Dispergiereinrichtung zur Formung des aus einer - zur elektrostatischen Pulverbeschichtung, insbesondere Pulverlackbeschichtung, verwendbaren - Pulver sprüheinrichtung an einem Auslaß (12) austretenden Pulver/Luftstroms (16) zu einer Pulverwolke (15), dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (12) der Sprüheinrich tung von einem ringförmigen Lenkluftauslaß (5) umgeben ist, der Leiteinrichtungen (2) enthält zur Lenkung einer als Lenkluft (6) austretenden sekundären Luft ohne Pulverpartikel in eine zur axialen Sprührichtung tangentialen Richtung, wodurch der Pulver/Luftstrom (16) in eine Rotation versetzt wird und sich zu einer Pulverwolke (15) aufweitet.

4. Dispergiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtungen aus festen oder verstellbaren Leitblechen (2) bestehen, die im Be reich des Lenkluftauslasses (5) angeordnet sind.

5. Dispergiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines ringförmigen Lenkluftauslasses (5) mindestens ein Lenkluftrohr am Auslaß (12) angeordnet ist, durch dessen Öffnung Lenkluft (6) auf den Pul ver/Luftstrom (16) tangential leitbar ist.

6. Dispergiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

a) Pulver/Luftstrom (16) in einer rohrförmigen primären Kammer (3) geführt ist, die
b) von einer sekundären Kammer (7) umgeben ist, in die durch wenigstens ei nen Einlaß (10) eine erste Lenkluftkomponente (6.1) einleitbar ist, und in die durch wenigstens einen zusätzlichen Einlaß (11) eine zweite Lenkluftkom ponente (6.2) einleitbar ist, wobei
c) Mittel (13, 17) vorhanden sind, die bewirken, daß die erste Lenkluftkompo nente (6.1) in eine Rotation versetzt wird und zusammen mit der axial durch die sekundäre Kammer (7) strömenden zweiten Lenkluftkomponente (6.2) eine schraubenförmige Bewegung der am Lenkluftauslaß (5) austretenden Steuerluft (6) ermöglicht.

7. Dispergiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an stelle der ersten Lenkluftkomponente (6.1) die zweite Lenkluftkomponente (6.2) in eine Rotation versetzt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch abgewandelt, daß anstelle ei nes Pulver/Luft-Gemisches zerstäubter Naßlack tangential mit einer Lenkluft ange strömt wird.

9. Dispergiereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch abge wandelt, daß die Mittel (2, 5, 6, 7, 11, 12) zur Formung der Sprühwolke aus einem Naßlackzerstäuber statt aus einem Pulversprüher verwendet sind.