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Turbulenzsiebvorrichtunq
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Die Erfindung betrifft eine Turbulenzsiebvorrichtung für pulverförmiges
Material in einem pneumatischen Förderstrom, insbesondere für Beschichtungspulver
in einer Beschichtungsanlage gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Der pneumatische Förderstrom kann durch Überdruck oder durch Unterdruck
erzeugt werden.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zum Sprühbeschichten von
Gegenständen mit Pulver, welche eine solche Turbulenzsiebvorrichtung enthält.
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Bei den bekannten Anlagen zum Sprühbeschichten von Gegenständen mit
Pulver, wie sie beispielsweise aus der US-PS 3 918 641 bekannt sind, wird aus einem
Beschichtungsraum zurückgewonnenes Pulver durch ein Rüttelsieb oder durch ein Wirbelleistensieb
gesiebt,
nach dem das Pulver von einem pneumatischen Förderstrom
getrennt wurde. Die Nachteile der bekannten Siebe sind: a) Unerwünschte Pulverzerkleinerung
durch mechanische Reibung zwischen Sieb und Pulver und außerdem zwischen den einzelnen
Pulverteilchen mit verhältnismäßig großen Reibungskräften.
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b) Die Siebe werden nur stoßweise belastet, da das Pulver aus dem
pneumatischen Fördersystem nur portionsweise auf das Sieb abgegeben werden kann,
damit der pneumatische Druck des Fördersystems nicht zusammenbricht, wobei bei jedem
neuen Pulverausstoß aus dem pneumatischen Fördersystem auf das Sieb ein wesentlicher
Pulveranteil vom Sieb in einen Ausschußbehälter gestoßen statt gesiebt wird.
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c) Die Siebe sind großvolumig.
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d) Die Siebe können nur in einer im wesentlichen horizontalen Lage
benutzt werden.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Siebvorrichtung
zu schaffen, mit welcher das Pulver schonender gesiebt werden kann, welche gleichzeitig
weniger Raum beansprucht und welche in jeder Lage funktionsfähig ist, jedoch keinen
zusätzlichen Energieaufwand benötigt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im kennzeichnenden
Teil von Patentanspruch 1 gelöst.
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Dadurch ergeben sich gemäß der Erfindung folgende
Vorteile:
a) Schonende Behandlung des Pulvers b) Keine Pulververluste c) Platzsparend d) In
jeder Lage funktionsfähig e) Kein zusätzlicher Energiebedarf Mehrere Ausführungsformen
der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Darin zeigen Fig.1 einen Längsschnitt durch eine Siebvorrichtung nach
der Erfindung, Fig.2 eine schematische Ansicht einer Anlage zum Sprühbeschichten
von Gegenständen mit Pulver, welche gemäß der Erfindung eine Siebvorrichtung nach
der Erfindung beinhaltet, Fig.3 schematisch einen Längsschnitt durch eine weitere
Ausführungsform einer Siebvorrichtung nach der Erfindung, Fig.4 schematisch eine
Seitenansicht einer nochmals weiteren Ausführungsform einer Siebvorrichtung nach
der Erfindung, und Fig.5 schematisch eine perspektivische Ansicht einer nochmals
weiteren
Ausführungsform einer Siebvorrichtung nach der Erfindung.
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Die Turbulenzsiebvorrichtung nach der Erfindung besteht im wesentlichen
aus einem Gehäuse 2 und einem Siebeinsatz 4. Beide können eine beliebige Querschnittsform
haben, sind jedoch vorzugsweise entsprechend den dargestellten Beispielen kreisrund.
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Das Gehäuse besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 6 und einem
sich am stromabwärtigen Ende anschließenden Auslaß 10, der einen kegelstumpfförmig
in Strömungsrichtung verjüngten Abschnitt 8 und einen sich daran anschließenden
zylindrischen Anschlußstutzen 9 aufweist, an welchen eine Fluidleitung 12 angeschlossen
ist. Der zylindrische Abschnitt 6 bildet einen den Siebeinsatz 4 axial aufnehmenden
Kanal, und ist am stromaufwärtigen Anfang mit einem Anschlußflansch 14 versehen,
an welchem durch Schrauben 16 oder eine Spannvorrichtung 18 oder andere Schnellverschlußmittel
ein Anschlußflansch 20 des Siebeinsatzes 4 schnell und leicht lösbar hefestigt ist.
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Der Siebeinsatz 4 besteht im wesentlichen aus einem Siebmantel in
Form eines Siebschlauches 24, einem ihn am stromabwärtigen Ende verschließenden
Boden 26, dem Anschlußflansch 20 mit einem Einlaß 30 in einem Stutzen 28, sowie
Stangen 32 zum Spannen des Siebmantels 24 zwischen Boden 26 und Flansch 20. An den
Stutzen 28 ist eine Strömungsleitung 32 angeschlossen. Dies kann mit den gleichen
Mitteln 16 oder 18 geschehen, mit welchen auch die beiden Flansche 14 und 20 miteinander
verbunden sind.
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Im Einlaß 30 befindet sich eine Strömungsleiteinrichtung 34 in Form
einer sich sehnenartig, vorzugsweise
schräg zur Stutzenumfangsrichtung,
durch den Stutzen 28 erstreckenden Rippe. Die Höhe der Rippe 34 beträgt vorzugsweise
maximal 15% des Durchmessers des Einlasses 30 im Stutzen 28. Im Stutzen 28 geht
der Einlaß 30 nach der Strömungsleiteinrichtung 34 über eine plötzliche Querschnittserweiterung
36 auf einen Siebanschlußstutzen 38 über. Der Siebmantel 24 ist durch die Stangen
32 zwischen diesen Siebanschlußstutzen 38 und einen Anschlußstutzen 40 des Bodens
26 gespannt. Die Mittalachse 42 des Siebmantels 24 fluchtet mit den Mittelachsen
44 und 46 des Einlasses 30 und des Auslasses 10.
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Der Siebschlauch 24 und die innere Kanalwand 48 des z2Lindrischen
Gehäuseabschnittes 6 bilden zwischen sich einen zylindermantelartigen Ringraum 50,
der am stromaufwärtigen Anfang 52 durch den Flansch 20 verschlossen ist und am stromabwärtigen
Ende 54 in den sich verengenden trichterförmigen Abschnitt 8 des Auslasses 10 mündet.
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Der Durchtrittsquerschnitt im Innern des zylindrischen Gehäuseabschnittes
6 ist größer als der Durchtrittsquerschnitt des Siebanschlußstutzens 38, und dessen
Durchtrittsquerschnitt ist größer als der Durchtrittsquerschnitts des Einlasses
30. Die Querschnittserweiterungen erfolgen jeweils plötzlich um ungefähr 900 . Die
Querschnittserweiterungen bewirken ein radiales Auseinanderreißen des Gemisches
aus Pulver und pneumatischem Förderstrom, so daß bereits am stromaufwärtigen Anfang
52 des Siebschlauches 24
Pulver durch diesen Siebschlauch hindurchgesiebt
wird. Ferner bewirkt die Strömungsleiteinrichtung 34, daß die Hauptströmung dieses
Förderstrom-Pulvergemisches durch zusätzliche Umlenkwirkung des Bodens 26 nahe vor
diesem Boden 26 umgelenkt wird und innerhalb des Siebschlauches 24 vom stromabwärtigen
Ende 54 in Richtung zum stromaufwärtigen Ende 52 strömt und dabei auch seitlich
durch die Öffnungen des Siebschlauches 24 hindurch in den Ringraum 50 getrieben
wird, von welchem das Förderstrom-Pulvergemisch stromabwärts durch den trichterförmigen
Kanalabschnitt 8 zum Auslaßstutzen 9 des Auslasses 10 strömt. Der Kegelhalbwinkel
oC sollte kleiner als 450 sein und beträgt vorzugsweise 0 undgefähr 15 . Die Strömungsrichtungen
des Förderstrom-Pulvergemisches sind in Fig.1 durch Pfeile 56 angegeben.
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Bei kleinen Maschenweiten des als Siebmantel dienenden Siebschlauches
24 kann die Durchsatzleistung, das ist die pro Zeiteinheit durch die Maschen des
Siebschlauches hindurchströmende Pulvermenge, durch Vibrieren des Siebes oder der
gesamten Vorrichtung mittels einer Vibriereinrichtung 58 erhöht werden.
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Die Wirbelkante 60 der Leitvorrichtung 34 verläuft schrägt zur Umfangsrichtung
des Einlasses 30. Dadurch wird der Strömung des Förderstrom-Pulvergemisches eine
Drehbewegung um die Achse 42 des Siebschlauches 24 aufgezwungen. Dadurch wird die
Verwirbelung innerhalb des Siebschlauches 24 unterstützt.
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Funktion: Das Gemisch aus Pulver und pneumatischem Förderstrom bildet
mehr oder weniger ein homogenes Gemisch. Durch die Querschnittserweiterungen vom
Einlass 30 zum Siebanschlußstutzen 38 und von diesem zur Innenwand 48 des zylindrischen
Gehäuseabschnittes 6 erfolgt eine schlagartige Richtungsänderung des Gemischstromes,
wobei ein Teil des Pulvers bereits am stromaufwärtigen Anfang 52 durch den Siebschlauch
4 geschleudert wird.
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Durch den gegenüber dem Einlass 30 angeordneten Boden 26 entsteht
eine Rückströmung und innerhalb des Siebschlauches 24 bildet sich eine turbulente
Luftsäule, welche die Pulverteilchen durch die Maschen des Siebschlauches 24 wirbelt.
Der Umkehrpunkt der Umkehrströmung liegt dicht vor dem Boden 26. Dadurch werden
Ablagerungen am Boden 26 verhindert. Dies ist ein ganz wesentliches Merkmal der
Vorrichtunq. Die auszusiebenden Schmutzteile sammeln sich im Siebschlauch 24 am
Boden 26 in Zonen, wo eine geringe Turbulenz herrscht. Je nach Umfang der Verschmutzung
des zu siebenden Förderstrom-Pulvergemisches muß der Siebeinsatz mehr oder weniger
häufig aus dem Gehäuse 2 herausgenommen und gereinigt werden. Durch Klopfen des
Einlaßstutzens 28 gegen eine Unterlage fallen die Schmutzteilchen aus dem Siebeinsatz
2 heraus.
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Fig.2 zeigt eine Anlage zum Sprühbeschichten von Gegenständen mit
Pulver, in welcher die Turbulenzsiebvorrichtung 2, 4 mit großem Vorteil verwendet
wird. Sie befindet sich im Strömungsweg einer Pulverabzugsleitung 62 zwischen einer
Absaugdüse 64 und einem Pulverabscheider 66 in Form eines Zyklons. Hier wird das
Pulver vom pneumatischen Förderstrom getrennt. Das Pulver
gelangt
über eine von Zeit zu Zeit zu öffnende Schleuse 68 in einen Pulverbehälter 70. Dieser
enthält auch frisches Pulver, welches in einer Beschichtungskabine 72 mit einer
Spritzvorrichtung 74 auf die zu beschichtenden Gegenstände gesprüht wird. Auf ein
umlaufendes Filterband 76 abfallendes Pulver wird von der Absaugdüse 64 der Pulverabzugsleitung
62 abgesaugt und gelanat über die Turbulenzsiebvorrichtung 2, 4 in den Pulverabscheider
66. Vom Pulver getrennte Förderluft wird über einen weiteren Filter 78 und ein Gebläse
80 abgezogen.
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Durch die Erfindung ist es nicht mehr nötig, zwischen Schleuse 68
und Pulverbehälter 70 eine Siebvorrichtung 82 eintsprechend dem Stand der Technik
anzuordnen.
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Zur Erzeugung einer turbulenten Luftsäule im Siebschlauch 24, damit
bei jedem Betriebszustand über die gesamte Länge des Siebschlauches 24 Pulver durch
diesen Siebschlauch hindurchströmt, können gemäß den Fig. 3, 4 und 5 mit Vorteil
folgende Maßnahmen getroffen werden: Entsprechend Fig.3 ist der Einlaß 30 und damit
auch seine Mittelachse 44 achsparallel versetzt zur Mittelachse 42 des Siebschlauches
24. Bei einer weiteren Ausführung nach Fig.4 verläuft die Mittelachse 44 des Einlasses
30 schräg zur Mittelachse 42 des Siebschlauches 24, wobei sich die beiden Mittelachsen
kreuzen. Entsprechend der weiteren Ausführungsform nach Fig.5 verlaufen die Achsen
44 des Einlasses 30
und 42 des Siebschlauches 24 ebenfalls schräg
zueinander, sie kreuzen sich jedoch nicht, so daß der Einlaß 30 im wesentlichen
tanqential, aber schräg zur Umfangsrichtung des Ringraumes 50 des zylindrischen
Gehäuseabschnittes 6 verläuft.
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