DE2451672C3 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Aufsprühen pulverförmiger Stoffe auf vorerhitzte Metallrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Aufsprühen pulverförmiger Stoffe auf vorerhitzte und um ihre Längsachse mit konstanter Geschwindigkeit rotierende Rohre aus Metall, die in Längsrichtung eine Relativgeschwindigkeit gegenüber der Aufsprüheinrichtung aufweisen, deren überschüssige pulverförmige Stoffe abgesogen werden.

Es ist bekannt, dieses Verfahren mit einer Vorrichtung durchzuführen, die aus einer sich in Längsrichtung des Rohres erstreckenden, mit einer Absaugeinrichtung in Verbindung stehenden Pulversprühkammer besteht, in der Sprühpistolen oder dergleichen höhenverstellbar angeordnet sind (siehe DT-OS 22 56 865). Die stationär angeordnete Pulversprühkammer ist geschlossen ausgebildet und besteht aus einem angenähert zylindrischen Gehäuse, in deren Stirnwandungen miteinander fluchtende kreisförmige Ausschnitte vorgesehen sind zum Durchtritt des zu beschichtenden Rohres. Innerhalb des Gehäuses sind Sprühpistolen horizontal und vertikal verstellbar angeordnet. Das Gehäuse ist über eine Absaugleitung an eine Vakuumpumpe angeschlossen, durch die die überschüssigen pulverförmigen Stoffe abgesogen werden. Über ein mit Luftaustrittsöffnungen versehenes, sich über die Länge des Gehäuses erstreckendes Luftleitblech wird Luft in die Pulversprühkammer geblasen, so daß sich in Verbindung mit der am Boden des Gehäuses angeordneten Absaugleitung innerhalb der Pulversprühkammer eine kreisende Luftbewegung ausbildet. Hierdurch soll eine Fluidisierung des in der Pulversprühkammer befindlichen Pulvers erreicht werden. Um Ablagerungen von Besprühungspulver auf die Innenwandung des Gehäuses zu verhindern, ist die Gehäusewandung von innen unter Abstand mit einer porösen bzw. perforierten Auskleidung abgedeckt. Durch die Gehäusewandung wird von außen ständig kalte Luft in den Zwischenraum zwischen Wandung und poröser Auskleidung geleitet.

Diese Luft tritt durch die Öffnung der Auskleidung in den Innenraum der Pulversprühkammer und soll dadurch Ablagerungen von überschüssigen pulverförmigen Stoffen verhindern.
Verfahren und Vorrichtung weisen zahlreiche Nachteile auf. Der wesentliche Nachteil ist darin zu sehen, daß das zur Erzielung einer in der Dicke weitgehend konstanten, homogenen und gut haftenden Schicht erforderliche Pulverangebot in Abhängigkeit vom Wärmeinhalt des erhitzten Rohres nur unzureichend reguliert werden kann. Intensive Beobachtungen des Beschichtungsvorganges haben nämlich gezeigt, daß die beste Schichtquaiität dann erreicht werden kann, wenn das Pulverangebot zur Erreichung der erforderlichen Schichtdicke quantitativ auf den Wärmeinhalt des erhitzten Rohres abgestimmt wird. Damit ist gleichzeitig die größte Pulverausbeute verbunden.

Bei Anwendung der vorgenannten Verfahren zum elektrostatischen Aufsprühen von Kunststoffpulver ist die Beobachtbarkeit des Pulverangebotes während des Beschichtungsvorganges durch die geschlossene Kabine eingeschränkt und im wesentlichen nur über die rückgeführte Pulvermenge möglich. Erforderliche Änderungen zur Verbesserung der Schichtqualität durch Steuerung des Pulverangebotes können wegen der geschlossenen und festverankerten Beschichtungskabine nur zu einem relativ späten Zeitpunkt vorgenommen werden. Dabei muß jede einzelne Sprühpistole individuell in ihrer Förderleistung und im Abstand zur Rohroberfläche geändert werden. Diesen Änderungen sind jedoch bei der relativ hohen Beschichtungsgeschwindigkeit und infolge ungleichmäßiger Sprühkegelüberschneidungen enge Grenzen gesetzt, insbesondere dann, wenn Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern in wechselnden Programmen beschichtet werden sollen.

Da bei Rohren mit kleinen Durchmessern in den Stirnwandungen der Pulversprühkammer ein verhältnismäßig breiter Ringspalt offen bleibt, ändern sich die Luftströmungsverhältnisse innerhalb der Pulversprühkammeir schon aus diesem Grunde bei zunehmendem Rohrdurchmesser. Entsprechend den in der BRD gültigen Vorschriften (siehe VDE 0147 a/70 und Vorschrift der Berufsgenossenschaft ZH 1/444) darf die Konzentration des Pulvers in der Spritzkabine 20 g/m³ nicht überschreiten. Die vorbenannte Anlage dürfte deshalb in der BRD nicht betrieben werden. Die Einstellung der Sprühpistolcn und der in der Kammer vorgesehenen Luftleit- und Ablenkbleche ist nicht nur aufwendig, sondern laßt außerdem keine Möglichkeit,

bei Rohren mit unterschiedlichen Durchmessern jeweils gleiche Strömungsbedingungen der verschiedenen Luftströme sicherzustellen. Die Anlage ist überdies durch die mehrfache Einspeisung von Zusatzluft außerordentlich aufwendig. Ein entscheidende! Nachteil der Vorrichtung ist schließlich darin zu sehen, daß diese nur für einen verhältnismäßig kleinen Rohr-Durchmesserbereich einsetzbar ist, da der Durchmesser der kreisförmigen Durchtrittsöffnungen in den Sti.nwandungen der Kammer den maximal möglichen Rohrdurchmesser festlegt. Sollen also Rohre mit stark unterschiedlichen Durchmessern verarbeitet werden, müssen jeweils angepaßte Pulversprühkammern eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorbekannte Verfahren sowie die zu dessen Durchführung verwendete Vorrichtung so zu verändern, daß das Pulverangebot zur Erzielung einer in der Dicke weitgehend konstanten, homogenen und gut haftenden Schicht durch einfache Regelmöglichkeilen in Abhängigkeit vom Wärrneinhalt des erhitzten Rohres eingestellt werden kann. Dabei sollen auch Rohre, deren Durchmesser sich um den Faktor 5 ändern, mit einer universell cinsetzbarc Vorrichtung unter immer exakt gleichen Bedingungen beschichtet werden können. Diese Aufgabe resultiert aus der Erkenntnis, daß die Güte der Beschichtung in erster Linie von der Einhaltung gleicher Sprühbedingungen abhängt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß für alle Rohrdurchmesser die Rotationsgcschwindigkeit der Rohre, der Sprühabstand vom Rohrmantel, sowie die durch die Absaugung pro Zeiteinheit aus der Atmosphäre nachgesaugte Luftmenge konstant gehalten werden, während die in Längsrichtung der Rohre bestehende Relativgeschwindigkeit ^₅ zwischen Aufsprühvorrichtung und Rohr in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser verändert wird, und daß das Aufsprühen der pulverförmigen Stoffe mit Inertgas erfolgt.

Dem DT-Gbm 19 77 751 kann bereits das elektrosiatische Aufsprühen von pulverförmigen Stoffen mit Inertgas entnommen werden.

Eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Pulversprühkammer ein im Abstand vom Rohrmantel angeordnetes, höhenverstellbares, unten offenes und den Rohrumfang bis zu maximal 120° übergreifendes Gehäuse aufweist, das mit den in ihm angenähert linear angeordneten Sprühpistolen oder dergleichen fest verbunden ist und mit seinem im Abstand vom Rohrmantel liegenden Gehäuscrand einen Luftcintrittsspalt definiert.

Auf dieser Vorrichtung ist die Möglichkeit gegeben, das Pulverangebot auf die vom erhitzten Rohr aufnehmbare Pulvermenge z. B. durch einfache visuelle Kontrolle des Lufteintrittsspaltes und des beschichteten Rohres zu einem trühesten Zeitpunkt abzustimmen. Dadurch kann das Pulverangebot zur Erzielung einer in der Dicke weitgehend konstanten, homogenen und festhaftenden Schicht während des Beschichtungsvor- f,₀ ganges reguliert und eine angenähert 100%ige Ausnutzung des Pulvers erreicht werden. Auf eine aufwendige Pulverrückgewinnungsanlage kann ebenfalls verzichtet werden. Damit ergeben sich also sowohl qualitative als auch wirtschaftliche Vorteile. r,^

Durch die gleichmäßige Luftabsaugung bzw. -ansaugung erhält man außerdem für alle Rohrdurchmesser eine konstante Luftbewegung. Da mit steigendem Rohrdurchmesser die Umfangsgeschwindigkeit des zu beschichtenden Rohrmantels zunimmt, erfolgt zur Erzielung einer gleichmäßigen Beschichtung ein entsprechender Ausgleich durch Verringerung der Relativgeschwindigkeit in Rohrlängsrichtung zwischen Aufsprüheinrichtung und Rohr. Dabei ist es grundsätzlich unerheblich, ob das zu beschichtende Rohr in Längsrichtung durch eine stationäre Pulversprühkammer, oder aber eine verfahrbare Sprüheinrichtung über ein stationäres Rohr geführt wird.

Da die Pulversprühkammer gemäß der Erfindung das zu beschichtende Rohr nicht mehr umschließt, ist eine besonders einfache Anpassung an praktisch jeden beliebigen Rohrdurchmesser möglich. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß nicht mehr die Sprühpistolen selbst, sondern ein komplettes Gehäuse verstellt wird. Dabei bilden die Längswandungen dieses Gehäuses Luftleitbleche, die mit ihrem unteren Rand einen für jeden Rohrdurchmesser in einfacher Weise auf den gleichen Wert einstellbaren Lufteintrittsspalt definieren, der so den gesamten, nahezu konstant bleibenden Ansaugquerschnitt bildet.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann zumindest die Innenwandung des höhenverslellbarcn Gehäuses mit einem eine elektrostatische Aufladung verhindernden Material beschichtet sein. Als Material können z. B. Teflon-Folien oder PVC-Platten Verwendung finden. Pulveransätze werden dadurch mit Sicherheit verhindert. Dadurch läßt sich die neue Pulversprühkammer konstruktiv außerordentlich einfach gestalten. Es ist nur noch eine einfache Gehäuscwandung erfoderlich. Auf zusätzliche Lufteinspeisung kann völlig verzichtet werden. Schließlich wird durch den Einsatz von Inertgas eine Verpuffungsgefahr vermieden. Darüber hinaus wird eine sonst notwendige Luftreinigung und Trocknung eingespart.

In einer speziellen Ausführungsform kann das höhenvcrstellbare Gehäuse teleskopartig in einem ortsfesten Gehäuse geführt sein.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung perspektivisch dargestellt. Es zeigen:

Fig.! eine Gesamtansicht einer Pulversprühkammer mit einem zu bearbeitenden Rohr und

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab ein Detail der Ansicht gemäß Fi g. 1.

Danach soll ein vorerhitztes und um seine Längsachse mit konstanter Geschwindigkeit rotierendes Rohr 1 aus Metall mit einer in der Dicke weitgehend konstanten, homogenen und guthaftenden Schicht verschen werden. Hierfür wird eine in Längsrichtung des Rohres 1 verfahrbare Aufsprüheinrichtiing 3 verwendet, die eine Piilversprühkammer 4 umfaßt, die ein im Abstand vom Rohrmantel angeordnetes, höhcnverstellbares, unten offenes und den Rohrumfang zu maximal 120" übergreifendes Gehäuse 5 aufweist. Letzteres ist mit in ihm angenähert linear angeordneten Sprühpistolen 6 fest verbunden und definiert mit seinem im Abstand vom Rohrmantel liegende!: nehäuserand einen l.ufteintrittsspalt 7. Der Sprühabstaiid /wischen den Sprühpistolen 6 und dem Rohrmantel isi mit 2 bezeichnet. Das höhenvorstellbarc Gehäuse 5 ist teleskopartig in dem die Pu'vcrspriihkammcr 4 bildenden ortsfesten Gehäuse geführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum elektrostatischen Aufsprühen pulverförmiger Stoffe auf vorerhitzte und um ihre Längsachse mit konstanter Geschwindigkeit rotierende Rohre aus Metall, die in Längsrichtung eine Relativgeschwindigkeit gegenüber der Aufsprüheinrichtung aufweisen, deren überschüssige pulverförmige Stoffe abgesogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Rohrdurchmesser die Rotationsgeschwindigkeit der Rohre (1), der Sprühabstand (2) vom Rohrmantel, sowie die durch die Absaugung pro Zeiteinheit aus der Atmosphäre nachgesaugte Luftmenge konstant gehalten werden, während die in Längsrichtung der Rohre bestehende Relativgeschwindigkeit zwischen Aufsprüheinrichtung (3) und Rohr (1) in Abhängigkeit vom Rohrdurcbmesser verändert wird, und daß das Aufsprühen der pulverförmigen Stoffe mit Inertgas erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, bestehend aus einer sich in Längsrichtung des Rohres erstreckenden, mit einer Absaugeinrichtung in Verbindung stehenden Pulversprühkammer, in der Sprühpistolen oder dergleichen höhenverstellbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulversprühkammer (4) ein im Abstand vom Rohrmantel angeordnetes, höhenverstellbares, unten offenes und den Rohrumfang zu maximal 120° übergreifendes Gehäuse (5) aufweist, das mit den in ihm angenähert linear angeordneten Sprühpistolen (6) oder dergleichen fest verbunden ist und mit seinem im Abstand vom Rohrmantel liegenden Gehäuserand einen Lufteintrittsspalt (7) definiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Innenwandung des höhenverstellbaren Gehäuses (5) mit einem eine elektrostatische Aufladung verhindernden Material beschichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das höhenverstellbare Gehäuse (5) teleskopartig in einem ortsfesten Gehäuse geführt ist.