DE4013061A1 - Einrichtung zum fluidisieren von in einem behaelter befindlichen pulver und abfuehren fluidisierten pulvers unmittelbar zu einer spruehpistole einer elektrostatischen pulverbeschichtungsanlage - Google Patents
Einrichtung zum fluidisieren von in einem behaelter befindlichen pulver und abfuehren fluidisierten pulvers unmittelbar zu einer spruehpistole einer elektrostatischen pulverbeschichtungsanlageInfo
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- B05B7/1472—Powder extracted from a powder container in a direction substantially opposite to gravity by a suction device dipped into the powder
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Fluidisieren von
in einem Behälter befindlichen Pulver und Abführen fluidisier
ten Pulvers unmittelbar zu einer Sprühpistole einer elektro
statischen Pulverbeschichtungsanlage gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Eine solche Einrichtung ist aus dem
deutschen Gebrauchsmuster G 88 04 951 bekannt.
Mit der erwähnten bekannten Vorrichtung kann das Pulver un
mittelbar aus dem Originalgebinde, also ohne die Erfordernis
eines Zwischenbehälters, aufgenommen und der Sprühpistole
zugeführt werden. Die Praxis hat nun gezeigt, daß diese
Vorrichtung dann einwandfrei funktioniert, wenn das Pulver
einwandfrei ist, d. h., keine Klümpchen, keine Fremdpartikel
und keine die vorgegebene Durchschnitts-Korngröße wesentlich
übersteigende Pulverteilchen beinhaltet. Nun kann es aber
vorkommen, daß das im Originalgebinde befindliche Pulver
beispielsweise durch überlange Lagerung oder durch Tempera
tureinflüsse, mit Pulverklümpchen versetzt ist, oder gar
Partikel übermäßiger Korngröße enthält. Dies führt dann zu
einer ungleichmäßigen Beschichtung des Werkstückes, was ins
besondere dann qualitätsmindernd ist, wenn es sich um eine
Deckbeschichtung (Finish-Beschichtung) handelt. Noch größer
ist die Gefahr von unerwünschten Verklumpungen dann, wenn
die Vorrichtung aus einem Behälter Pulver aufnimmt, das
bereits versprüht worden ist, also beim Recycling zurück
gewonnenes Pulver. In die zur Sprühpistole führende Absaug- und
Förderleitung ein Filter erforderlicher Feinheit
einzusetzen, sei es an der Absaugöffnung oder an irgendeiner
anderen Stelle der Leitung, vermag dieses Problem nicht zu
lösen, weil ein solches Filter, wie die Praxis gezeigt hat,
bereits nach kürzester Zeit verstopft. Dabei ist zu berück
sichtigen, daß bei diesen Vorrichtungen nur mit einem
sehr geringen Saugzug gearbeitet wird und eine Erhöhung
des Saugzugs zwecks Freihalten eines Filters die Aufnahme
des Pulvers aus dem Fluidbett beträchtlich stören würde.
Der Einbau einer Zwischenkammer mit Siebmaschine in die Ab
saug- und Förderleitung wäre zwar möglich, jedoch müßte dann
das durch das Sieb der Siebmaschine hindurchgefallene Pulver
erneut auffluidisiert und weitertransportiert werden. Damit
würde der große Vorteil der unmittelbaren Aufnahme und För
derung des Pulvers aus dem Transportbehälter zur Sprühpistole
mit seinem geringen konstruktiven Aufbau verloren gehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Ein
richtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß
unter Beibehaltung ihrer konstruktiven Einfachheit und ihrer
Mobilität gewährleistet ist, daß zur Sprühpistole keine Pulver
klümpchen und/oder übergroßen Partikel gelangen. Die Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruchs 1.
Durch den die Absaugöffnung mit Abstand umgebenden Siebkorb,
der in das um ihn herum erzeugte Siebbett eintaucht, kommt
es, wie Versuche gezeigt haben, selbst dann nicht zu Ver
stopfungen des Siebes, wenn dieses sehr feinmaschig ist.
Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß sich außen an das
Sieb anlegende Pulverpartikel durch die Fluidisierluft sofort
wieder wegbewegt werden, also nicht an den Siebdrähten haften
und das Sieb damit langsam zusetzen können.
Besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung bei
spielsweise dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform im Ver
tikalschnitt, und zwar mit einer
einzigen Absaug- und Förderleitung,
Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1 einer Ab
wandlungsform,
Fig. 2A eine Ansicht gemäß Fig. 2 im verklei
nerten Maßstab mit zusätzlicher Dar
stellung des Pulverbehälters,
Fig. 3 eine Ansicht gemäß Fig. 1 einer
Abwandlungsform,
Fig. 4 eine Ansicht gemäß Fig. 2 einer Ab
wandlungsform,
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform mit
zwei Ansaug- und Förderleitungen
im Vertikalschnitt,
Fig. 6 eine Ansicht gemäß Fig. 5 einer
Abwandlungsform,
Fig. 7 eine Ansicht gemäß Fig. 5 einer
Abwandlungsform,
Fig. 8 eine Ansicht gemäß Fig. 5 einer Ab
wandlungsform und
Fig. 9 eine dritte Ausführungsform mit sechs
Ansaug- und Förderleitungen im Verti
kalschnitt.
Die Ausführungsform von Fig. 1 weist eine einzige vertikale
Ansaug- und Förderleitung 10 auf, die an ihrem untersten Ende
eine Ansaugöffnung 10a bildet. An ihrem oberen Ende ist die
Leitung 10 in einer Platte 11 gehaltert, die beispielsweise
der Tragarm einer - nicht gezeichneten - vertikalen Hubvor
richtung sein kann. Vom Oberende der Rohrendung 10 führt eine
weitere Leitung, vorzugsweise Schlauchleitung, unmittelbar zu
einer üblichen Pulversprühpistole. Am Rohr 10 ist ein unten
offener Glockenkörper 12 befestigt, der an seiner Außenseite
mehrere vertikale Druckluftrohre 13 trägt, die mit ihren Ober
enden über eine ebenfalls nicht gezeichnete Schlauchleitung
mit einer Druckluftquelle verbunden sind und an ihrem Unter
ende Fluidisierringe 14 mit Druckluftauslaßöffnungen 14a tragen.
Selbstverständlich genügt es, wenn eines der Rohre 13 druckluft
führend ist, die anderen Rohre 13 dagegen nur zum Tragen des
Fluidisierrings 14 dienen. Eine andere Möglichkeit besteht darin,
die Oberenden der Rohre 13 durch ein Ringrohr zu verbinden,
das dann seinerseits an die Druckluftquelle angeschlossen ist.
An der Rohrleitung 10 ist ein im wesentlichen zylindrischer
Siebkorb 15 befestigt, der den unteren Bereich der Rohrleitung
10, einschließlich der Ansaugöffnung 10a, mit Abstand umgibt,
wobei seine untere Stirnfläche 15a als mit seiner Spitze nach
unten weisender Flachkegel ausgebildet ist. Wesentlich ist dabei,
daß sich die Fluidisieröffnungen 14a außerhalb des Siebkorbs
15 befinden, und zwar seitlich von diesem in einer Pegelhöhe
unmittelbar unter derjenigen der untersten Stelle (Kegelspitze)
des Siebkorbs 15.
Fig. 2 zeigt eine Abwandlungsform der Vorrichtung von Fig. 1.
Dabei besteht die Abwandlung zum einen darin, daß der Sieb
korb 15 (Fig. 2) einen wesentlich größeren Durchmesser und
damit Innenraum hat als derjenige der Fig. 1. Dabei ist der
Siebkorb 15 hier an der Glocke 12 befestigt. Die Blasluftöff
nungen 14a befinden sich in der Pegelhöhe der untersten Stelle
(Kegelspitze) des Ansaug- und Förderrohrs 10 unterhalb des
äußeren Bereichs des Siebkorbs 15, wie dies aus der Zeichnung
klar ersichtlich ist. Dieser vergleichsweise große Siebkorb
15 eignet sich besonders für den Fall, wie später noch erläu
tert werden wird, daß der Siebkorb sehr feinmaschig sein soll.
Die weitere Abwandlung gegenüber der Ausführungsform von Fig. 1
besteht darin, daß am Rohr 10 oberhalb der Glocke 12 ein Vibra
tor 16 angeflanscht ist, wobei dann die Halteplatte 11 über
schwingungsdämpfende Puffer 17 mit einer zweiten Halteplatte
18 verbunden ist. In diesem Fall wird die zweite Halteplatte
18 mit dem Tragarm einer nicht-gezeichneten Hubvorrichtung
verbunden bzw. stellt diesen dar.
Die Betriebweise der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen
Vorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2A erläutert.
Dabei ist mit 20 ein oben offener Pulverbehälter bezeichnet,
der mit Pulver 21 gefüllt ist. Ferner ist an der Außenseite
des Behälters 20 ein Vibrator 22 angebracht und der Behälter
steht auf schwingungsdämpfenden Füßen 23. Zum Fluidisieren
und Abfördern des Pulvers 21 unmittelbar zu einer Pulversprüh
pistole wird die im wesentlichen aus Ansaugleitung 10, Flui
disierringen 14, Siebkorb 15 und Vibrator 16 bestehende Einheit
von oben her in das Pulver 21 eingebracht. Die aus den
Blasöffnungen 14a der Fluidisierringe 14 austretende Druck
luft bewirkt eine räumlich begrenzte (partielle) Fluidisie
rung des Pulvers 21 um den eingetauchten Teil der Einheit
herum, wobei dann fluidisiertes Pulver durch den Siebkorb
15 hindurch zur Ansaugöffnung 10a strömt und innerhalb des
Rohrs 10 nach oben geführt wird. Das Eintauchen des Siebs
15 in die Pulvermasse und das Durchlässighalten des Siebs
werden dadurch unterstützt, daß der Vibrator 16 den Sieb
korb 15 zu Vibrationen erregt. Das Zuführen von noch nicht
fluidisiertem Pulver, insbesondere vom seitlichen Randbereich
(Kraterrand) her, zum Fluidisierbereich wird dadurch unter
stützt, daß der Vibrator 22 die Pulvermasse 21 in Schwingung
versetzt. Mit fortschreitender Pulverabsaugung wird die er
wähnte Einheit immer tiefer im Behälter 20 abgesenkt.
Die Einzelheiten der Arbeitsweise sowie die Vorteile der
aus Ansaug- und Förderleitung 10, Druckluftleitung 13 und
Fluidisierringen 14 bestehenden Einheit erübrigt sich, weil
diese Einheit, wie eingangs erwähnt, bereits vorbekannt ist.
Zum erfindungsgemäßen Siebkorb 15 ist zu sagen, daß dieser
den unteren Bereich des Rohrs 10 und die Ansaugöffnungen 10a
mit Abstand umschließen muß, weil nur so eine Verstopfung
des Siebgewebes vermieden wird. Je feiner das Siebgewebe ist,
um so größer muß der Siebkorb sein; so kann bei einem mittel
feinen Sieb mit einer Siebkorbgröße gemäß Fig. 1 ausgekommen
werden, wohingegen bei sehr feinen Sieben ein Korb gemäß
Fig. 2 vorzuziehen ist. Weiterhin ist die Lage der Blasluft
öffnungen 14a der Fluidisierringe 14 relativ zum Korb 15
von Bedeutung. Die Blasluftöffnungen 14a dürfen nicht inner
halb des Siebkorbs 15 liegen, sondern müssen sich außerhalb
desselben befinden, und zwar in einer Höhe gleich derjenigen
der untersten Stelle des Siebkorbs oder unmittelbar darunter.
Bei einem Siebkorb 15 mit vergleichsweise geringem Durch
messer, also einem Siebkorb gemäß Fig. 1, können die Blas
luftöffnungen 14a seitlich des Siebkorbs angeordnet sein;
hat dagegen der Siebkorb einen beträchtlichen Durchmesser,
wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, dann ist eine Anordnung
gemäß Fig. 2 vorzuziehen, weil bei einer ausschließlich seit
lichen Anordnung der Blasluftöffnungen es zu einer ungenügen
den Pulverfluidisierung unter der Ansaugöffnung 10a kommen
könnte. Bei ausreichender Dimensionierung des Siebkorbs 15
und der erwähnten Anordnungen der Fluidisierringe relativ
zum Siebkorb besteht keine Gefahr, daß der Siebkorb nach
kürzerer oder längerer Betriebszeit verstopft. Um aber das
Eindringen des Siebkorbs in das Pulver zu erleichtern, kann
es vorteilhaft sein, das Sieb 15 vibrieren zu lassen, etwa
durch den Vibrator 16 von Fig. 2. Dabei sind keine großen
Anregungsenergien erforderlich, jedoch ist es zweckmäßig,
wenn die Vibration allseitig ist, also keine bestimmte Vor
zugsrichtung hat. Auf diese Weise wird nämlich zusätzlich
die Sicherheit gegen Siebverstopfungen erhöht. Der weitere,
in Fig. 2A gezeigte Vibrator 22 zur Anregung des Behälter-
Pulver-Körpers ist an sich bekannt und dient dazu, die beim
Betrieb sich ergebenden seitlichen Pulver-Kraterränder sozu
sagen zum Einsturz zu bringen; anders ausgedrückt, es soll
das Pulver der Randzonen dem Fluidisierbereich zugeführt
werden. Ausdehnte Versuche haben aber nun folgendes ergeben.
Wird die Pulvermasse durch den Vibrator 22 in eine allseitige
Vibration versetzt, wie dies beim Vibrieren des Siebkorbs 15
erwünscht ist, dann ergibt sich die Gefahr einer Entmischung
und/oder Verfestigung der Pulvermasse. Der Grund dafür sind
die vertikalen Vibrationsanteile. Es ist deshalb vorzuziehen,
daß der Vibrator 22 das Pulver 21 ausschließlich zu horizon
talen Schwingungen erregt; dadurch wird das Pulver der Rand
zonen dem Fluidisierbereich zugeführt, ohne daß es jedoch
zu Verfestigungen oder Entmischungen kommt. Weiterhin hat
sich ergeben, daß dann, wenn aufgrund der Vibratoren 16 und
22 sowohl der Siebkorb 15 vibriert als auch die Pulvermasse
schwingt, es zur Vermeidung von Interferenzen zweckmäßig
ist, wenn Siebkorb und Pulvermasse mit unterschiedlichen Fre
quenzen vibrieren bzw. schwingen. Beispielsweise könnte die
Pulvermasse mit 50 Hz, also der Netzfrequenz, schwingen,
der Siebkorb 15 mit 100 Hz vibrieren. Für die konstruktive
Anbringung der Vibratoren 16, 22 gibt es mehrere Möglich
keiten. So kann der Vibrator 16, wie in Fig. 2 dargestellt,
am Rohr 10 angebracht werden, womit dann also die gesamte
Einheit 10, 13, 14, 15 vibriert. Es ist aber auch möglich,
nur den Siebkorb 15 vibrieren zu lassen, wobei dann der
Vibrator 16 am Siebkorb angebracht und der Siebkorb über
Schwingungsdämpfer am Rohr 10 befestigt wird. Der Vibrator
22 kann direkt am Behälter 20 angebracht werden, aber auch
an einem Aufnahmebehälter, in welchen der Behälter 20 einge
setzt wird, oder aber an einem Schwingtisch, auf den man den
Behälter 20 stellt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen andere Gestaltungsformen der Sieb
körbe 15. So hat der Siebkorb 15 von Fig. 3 die Form eines
flachen Zylinders mit kegelförmiger Boden- und Deckfläche.
Dieser Siebkorb dringt besonders gut in die Pulvermassen ein.
Der Siebkorb 15 von Fig. 4 zeichnet sich durch eine besonders
große Oberfläche aus; er ist aus mehreren "Rippen" aufgebaut,
die jedoch untereinander am Rippengrund (um das Rohr 10 herum)
in Verbindung stehen, wobei die Außengestalt mit derjenigen
eines Rippenkühlers in etwa vergleichbar ist. Die bei 30
gezeigte Siebhalterung besteht lediglich aus Streben, so daß
der erwähnte Durchgang im Bereich um das Rohr 10 herum gewähr
leistet ist.
Grundsätzlich ist zur Form und Größe des Siebkorbs zu sagen,
daß das Siebnetz - wie bereits vorab erwähnt - um so feiner
sein kann, je größer die Oberfläche des Siebkorbs 15 ist.
Formen mit großer Oberfläche, wie etwa die Form des Siebkorbs
von Fig. 4, sind deshalb sehr zweckmäßig. Andererseits soll
der Siebkorb 15 zumindest dann nicht zu groß bemessen sein,
wenn die Einrichtung zum Fördern aus vergleichsweise kleinen
Behältern dient. Hier sind also entsprechende Abwägungen er
forderlich.
Es kommt häufig vor, daß bei den Vorrichtungen der hier in
teressierenden Art nicht nur ein Ansaug- und Förderrohr 10
sondern zwei derartige Rohre in Tandemanordnung zur Speisung
von zwei Pulversprühpistolen vorgesehen sind. Selbstverständ
lich könnte man nun an jedem dieser Rohre einen gesonderten
Siebkorb anbringen, jedoch hat sich dies als wenig zweck
mäßig herausgestellt, insbesondere wenn die beiden Ansaug
und Förderrohre nur einen geringen Abstand zueinander haben.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen nun Vorrichtungen mit zwei Ansaug
und Förderrohren 10 in Tandemanordnung und gemeinsamen Sieb
korb 15. Dabei entspricht der Siebkorb 15 von Fig. 5 in etwa
demjenigen von Fig. 1, der von Fig. 6 demjenigen von Fig. 2,
der von Fig. 7 demjenigen von Fig. 3 und schließlich der von
Fig. 8 demjenigen von Fig. 4; die Zeichnungen verstehen sich
offensichtlich aus sich selbst heraus, so daß besondere Er
läuterungen nicht erforderlich sind.
Fig. 9 schließlich zeigt eine Einrichtung mit sechs Ansaug
und Förderrohren 10, die von einem gemeinsamen Siebkorb 15
umschlossen sind. Aufgrund des relativ großen Durchmessers
des Siebkorbs 15 ist besonders auf eine geeignete Anordnung
der Fluidisierringe 14 bzw. der Blasluftöffnungen 14a zu
achten, wobei zur Erzeugung eines gleichmäßigen Fluidbetts
und einer gleichmäßigen Abförderung des Pulvers durch die
sechs Rohre 10 zusätzliche Leitbleche 40 vorgesehen sein
können. Die Anordnung der Rohre 10 kann dabei in einer Reihe
erfolgen, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, wobei dem
Siebkorb 15 dann ein angepaßter, langgestreckt elliptischer
Querschnitt gegeben wird, oder aber die Rohre 10 werden in
Art eines Bündels angeordnet, wobei dann der Korb 15 kreis
zylindrisch sein kann. Eine Anordnung, wie sie in Fig. 9
dargestellt ist, eignet sich besonders zur Speisung von
Beschichtungskabinen mit einer größeren Anzahl von Sprüh
pistolen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestell
ten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind diesen gegen
über zahlreiche weitere Abwandlungen möglich, wie dies bezüg
lich der Form, Größe und Anordnung des Siebkorbs und der An
ordnung der Vibratoren bereits herausgestellt worden ist. Es
ist aber auch nicht erforderlich, daß Ansaug- und Förderleitung
10, Fluidisiereinrichtung 13, 14, 14a und Siebkorb 15 eine
integrale Einheit darstellen; so ist es beispielsweise durch
aus möglich, Siebkorb 15 und Fluidisiereinrichtung 13, 14, 14a
als Einheit vorab in die Pulvermasse einzuführen und dann erst
das von dieser Einheit getrennte Rohr 10 gesondert einzufahren.
Mit der Erfindung wird die Gewähr geschaffen, daß das abge
förderte Pulver klumpenfrei und frei von übergroßen Partikeln
ist, wobei es auch dann nicht zu Förderstörungen infolge Sieb
korbverstopfungen kommt, wenn mit sehr feinen Sieben und/oder
mit wenig Fluidisierluft und/oder mit wenig Saugzug gearbeitet
wird.
Claims (11)
1. Einrichtung zum Fluidisieren von in einem Behälter
befindlichen Pulver und Abführen fluidisierten Pulvers un
mittelbar zu einer Sprühpistole einer elektrostatischen
Pulverbeschichtungsanlage, mit einer von oben her in den Be
hälter eintauchenden Absaug- und Förderleitung und einer
ebenfalls von oben her in den Behälter eintauchenden Druck
luftleitung, die Blasöffnungen zum Erzeugen eines räumlich
begrenzten Pulver- Fluidbetts aufweisen, dadurch gekennzeich
net, daß der in das Pulver-Fluidbett eintauchende Bereich der
Ansaugleitung (10) einschließlich ihrer Ansaugöffnung (10a)
mit Abstand von einem Siebkorb (15) umschlossen ist und daß
die Blasöffnungen (14a) der Druckluftleitung (13) sich seit
lich außerhalb des Siebkorbs (15) und/oder unterhalb des
selben befinden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Vibrator (16) zum Vibrieren des Siebkorbs (15).
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Siebkorb (15) an der Ansaug- und Förderlei
tung (10) befestigt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß Ansaug- und Förderleitung (10), Fluidisiereinrichtung
(13, 14, 14a) und Siebkorb (15) zu einer Einheit integriert
sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (15) die Form eines
Zylinders mit kegelförmiger Bodenfläche, deren Spitze (15a)
nach unten weist, hat.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (15) eine zer
klüftete Oberfläche aufweist, vorzugsweise in Art von
Rippen.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Siebkorbvolumen im umge
kehrten Verhältnis zur Feinheit des Siebes bemessen ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch schwingungsdämpfende Verbindungsglie
der (17).
9. Einrichtung mit mehreren zueinander parallelen An
saug- und Förderleitungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer, alle Ansaug-
und Förderleitungen (10) umschließender Siebkorb (15) vor
gesehen ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ge
kennzeichnet durch einen Vibrator (22) zum Versetzen der
Pulvermasse in horizontale Schwingungen.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß der vom ersten Vibrator (16) angetriebene Sieb
korb (15) in einer anderen Frequenz vibriert als der
Schwingungsfrequenz der vom zweiten Vibrator (22) ange
triebenen Pulvermasse.
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ID=6404985
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