DE602004008632T2

DE602004008632T2 - Vorrictung zum fördern von pulverförmigem material durch rohrleitungen

Info

Publication number: DE602004008632T2
Application number: DE602004008632T
Authority: DE
Inventors: Giancarlo Simontacchi
Original assignee: Geico SpA
Current assignee: Geico SpA
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2024-07-08
Also published as: EP1857384A2; DE602004008632D1; ES2293284T3; ES2293284T5; DE602004008632T3; ITMI20031419A1; EP1644131B1; EP1644131B2; WO2005005060A3; EP1857384A3; ATE453593T1; EP1857384B1; DE602004024932D1; US20060193704A1; EP1644131A2; ATE371504T1; US7410329B2; ES2338172T3; WO2005005060A2

Description

Die hier vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Förderung feiner Pulver durch Rohrleitungen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Auf dem gegenwärtigen Stand der Technik gibt es verschiedene Typen von Geräten zur Förderung von verschiedenartigen pulverförmigen Produkten von einem Behältnis in ein anderes über spezielle Rohrleitungen. Diese Gerätetypen sind insbesondere in Lackieranlagen nützlich, in denen pulverförmige Farben verwendet werden. In solchen Anlagen wird nämlich ein Gerät zum Ansaugen der pulverförmigen Farben von einem wie auch immer gearteten Behältnis und zu ihrer Rückförderung zu den Farbspritzpistolen benötigt.
Unter den bestehenden Systemen zur Förderung von Pulver können die Venturi-Injektoren erwähnt werden. Diese Injektoren saugen das Pulver mit Hilfe eines Druckluftstrahls zurück, der durch ein spezielles konvergentes/divergentes Rohr geleitet wird, und bringen es mit Hilfe derselben Druckluft in einem Förderrohr auf den Weg, häufig unter Zugabe von Zusatzforderluft. Diese Systeme werfen allerdings einige Probleme auf, zum Beispiel den Verbrauch oder das Zusetzen der Venturirohre, die Inkonstanz der Strömung bei längerem Gebrauch und die Notwendigkeit eines beträchtlichen Wartungsaufwands. Darüber hinaus erfordern die Venturi-Injektoren eine hohe Förderluftmenge, die man dann am Bestimmungsort des pulverförmigen Produkts ausströmen lassen muss; dies führt dazu, dass sie in verschiedenen Anwendungen nicht sehr praktisch sind.
Zusätzlich zu den Venturi-Injektoren können auch Vakuumsysteme erwähnt werden. Solche Systeme saugen das pulverförmige Produkt zurück, indem sie einen Unterdruck in den Förderleitungen bilden. Bei ihnen tritt das Problem auf, dass der Unterdruck am Bestimmungsort des Produkts abgeführt werden muss; dadurch wird der Einsatz von Spezialvorrichtungen erforderlich, die zur Erhöhung der Kosten und der Komplexität der gesamten Anlage führen. Darüber hinaus ist die Reinigung der Kreisläufe eines Vakuumsystems recht schwierig und problematisch.
Neuerdings wurden auch Systeme des „volumetrischen" Typs zum Ansaugen und Rückfördern pulverförmiger Produkte in Rohrleitungen untersucht; trotzdem: für diese Systeme werden Kolben mit alternierenden Bewegungen verwendet, und daher sind sie ziemlich teuer.
Ein weiteres System zur Förderung von Pulvern umfasst eine rohrförmige Kammer, die über einen ersten Rohrschieber an die Saugleitung angeschlossen und über einen zweiten Rohrschieber an die Druckleitung angeschlossen ist. Besagte Kammer ist auf einem niedrigeren Niveau angeordnet als der Tank, von dem aus das Pulver startet, um zu ermöglichen, dass das darin befindliche Pulver durch Schwerkraft herausfallen kann. Die Kammer ist mit einem Einlass für Glasluft ausgestattet, sodass das darin befindliche Pulver in die Druckleitung gedrückt werden kann. Solche Systeme ermöglichen keinen kontinuierlichen Strom der Produktabgabe und haben den Nachteil, dass sie unbedingt auf einem niedrigeren Niveau als der Ausgangstank positioniert werden müssen. Um das Problem der Positionierung unter dem Niveau zu lösen, wurde die bekannte Technik in Betracht gezogen, eine Druckquelle und eine Vakuumquelle abwechselnd an das Loch anzuschließen; auf diese Weise kann das Pulver in die Kammer gesaugt werden, ohne auf ein Fallen durch Schwerkraft angewiesen zu sein. In dieser Ausführungsform ist das Loch in der Kammer in der Mitte zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet, um eine Lösung zu finden, die zwischen der Notwendigkeit des Saugens und des Drückens der Pulver liegt. Ein Beispiel einer solchen Anordnung wird von JP-A-09071325 offenbart, worin, im Fall, eine oder mehrere zusätzliche Öffnungen für Druckluft an den Enden der Kammer angeordnet werden können. Dies verursacht eine starke Uneinheitlichkeit der Zyklen der Pumpe, und die Menge des bei jedem Zyklus injizierten Pulvers ist veränderlich und nicht leicht zu steuern. Um den Strom der Produktabgabe aus der Vorrichtung zu stabilisieren, wurde es daher erforderlich, die beiden Kammern parallel, mit unsynchronisierten Betriebszyklen anzuschließen.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die Einlassventile der beiden Kammern mit solch einem mechanischen Antrieb versehen sind, dass, wenn eines der beiden Ventile offen ist, das andere geschlossen ist. Die beiden Auslassventile sind ebenfalls mit einem mechanischen Antrieb dieses Typs ausgestattet. Solch eine Vorrichtung ermöglicht aber kein Überlappen der Injektionsphasen der beiden Kammern und ermöglicht somit nicht die Erzielung eines hinreichend kontinuierlichen Stroms der Produktabgabe von der Pumpe.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben erwähnten Aspekte zu verbessern, indem eine Vorrichtung bereitgestellt wird, die unter anderem einen kontinuierlichen Pulverstrom ermöglichen kann, wenig Förderluft benötigt und verglichen mit den Vorrichtungen, die dem Stand der Technik entsprechen, kostengünstig ist.
In Anbetracht dieses Ziels wurde beschlossen, in Übereinstimmung mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Förderung von Pulvern durch Rohrleitungen gemäß Anspruch 1 herzustellen. Um die Erklärung der innovativen Erkenntnisse der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile gegenüber der bekannten Technik zu verdeutlichen, wird hier im Folgenden mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen das Beispiel einer möglichen Ausführungsform unter Anwendung solcher Erkenntnisse beschrieben. Zu den Zeichnungen:
1 stellt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar;
2 stellt eine Schnittansicht eines Details des Geräts aus 1 dar.
1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die zwei identische Pumpvorrichtungen 10a und 10b umfasst, die mit Hilfe eines vorgeschalteten rohrförmigen V-Elements 20 und eines nachgeschalteten rohrförmigen V-Elements 21 in Parallelschaltung angeschlossen sind. Das Pulver-Ausgangsbehältnis (in den Figuren nicht abgebildet) ist dem rohrförmigen Element 20 vorgelagert, während das Abgaberohr (in den Figuren nicht abgebildet), in das die Pulver befördert werden sollen, dem rohrförmigen Element 21 nachgelagert ist. Jede Pumpvorrichtung 10 umfasst eine geradlinige rohrförmige Kammer 11, einen Saugeingang 12 und einen Förderausgang 13. Die rohrförmige Kammer 11 ist in einen aufnahmefähigen Körper 22 eingebaut und ihre beiden gegenüberliegenden Enden sind über ein Einlassventil 14 mit dem Saugeingang 12 bzw. über ein Auslassventil 15 mit dem Förderausgang 13 verbunden. Besagte Ventile können zum Beispiel „Vakuum-Quetschventile" sein, wie hier weiter unten beschrieben. Die zylindrische Innenwand der rohrförmigen Kammer 11 ist mit zwei Segmenten aus porösem Rohr 18 und 19 ausgestattet. Die Wand dieser Segmente porösen Rohrs lässt Luft durch, aber nicht Pulver. Ein Einlassloch 16 bzw. ein Auslassloch 17 sind im aufnahmefähigen Körper 22 gefertigt, passend zu den Segmenten porösen Rohrs 18 und 19, und beide verfügen über eine kleine ringförmige Kammer. Das Einlassloch 16 und das Auslassloch 17 setzen die Kammer 11 in Verbindung mit einer Druckquelle (nicht abgebildet) bzw. mit einer Vakuumquelle (nicht abgebildet). Diese Druckquelle eignet sich zur Erhöhung des Innendrucks der Kammer bis über die stromabwärts vom rohrförmigen Element 21 bestehende Druckhöhe. Die Vakuumquelle eignet sich zur Verringerung des Innendrucks der Kammer bis unter die stromaufwärts vom rohrförmigen Element 20 bestehende Druckhöhe. Die oben erwähnten Druck- und Vakuumquellen können bei Bedarf mit Hilfe geeigneter Steuermittel (in der Figur nicht abgebildet) mit der Kammer 11 verbunden und von ihr getrennt werden. Das Einlassloch 16 und das zugehörige poröse Rohr 18 sind in der Nähe des Einlassventils 14 angeordnet; das Auslassloch 17 und das zugehörige poröse Rohr 19 sind in der Nähe des Auslassventils 15 angeordnet. Diese Anordnung fördert das Ansaugen und die Abgabe der Pulver beim Eintritt in und Austritt aus der Kammer 11. 2 zeigt ein „Vakuum-Quetschventil" 14 im Detail. Dies ist ein Rohrschieber-Ventil im Körper 29, aus dem eine Antriebskammer 34 gemacht ist, die eine weiche Röhre 30 enthält. Die Antriebskammer 34 kann über das Einlassloch 31 an eine Druckluftquelle angeschlossen werden, um die weiche Röhre zu schließen. Zusätzlich ist ein Auslassloch 32 vorhanden, das die Antriebskammer 34 auf ein Steuersignal hin mit einer Vakuumquelle verbindet, um ein erneutes Öffnen des Ventildurchgangsabschnitts zu erzwingen.
Nun beschreiben wir den Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung. Dabei wird der Betriebszyklus von einer der beiden Pumpvorrichtungen 10 beschrieben, unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Betriebszyklus der anderen Pumpvorrichtung 10 völlig identisch, aber einfach phasenverschoben im Verhältnis zum ersten ist, wie unten verdeutlicht wird.
In einer ersten Phase werden die Ventile 14 und 15 durch den an den Löchern 31a und 31b angelegten Druck geschlossen, und in der Kammer 11 wird mit Hilfe des porösen Rohrs 19 vom Auslassloch 17 her ein Unterdruck erzeugt; danach wird das Ventil 14 dadurch geöffnet, dass an sein Auslassloch 32a Unterdruck angelegt wird. In dieser Druckkonfiguration wird das Pulver über die Öffnung 12, die mit dem Pulver-Ausgangsbehältnis in Verbindung steht, in die Kammer 11 gesaugt.
In einer zweiten Phase wird das Ventil 14 durch den an seinem Einlassloch 31a angelegten Druck geschlossen, woraufhin die Kammer 11 vom Einlassloch 16 aus über das poröse Rohr 18 mit Druck beaufschlagt wird, und das Ventil 15 wird durch den an seinem Auslassloch 32b angelegten Unterdruck geöffnet. In dieser Druckkonfiguration wird das Pulver durch die Auslassöffnung 13 aus der Kammer 11 gedrückt und bewegt sich in das der Vorrichtung nachgeschaltete Förderrohr.
Wenn der Saug-/Rückförderzyklus der Pulver abgeschlossen ist, beginnt die Pumpvorrichtung, zum Beispiel die Pumpvorrichtung 10a, erneut mit der zuvor beschriebenen ersten Saugphase und führt so einen Zyklusbetrieb durch. Die andere Pumpvorrichtung, zum Beispiel die Pumpvorrichtung 10b, führt denselben Betriebszyklus durch, aber im Vergleich mit der Vorrichtung 10a mit einer Verzögerung, die einer halben Periode des Zyklus entspricht. Auf diese Weise werden die Pulver kontinuierlich gefördert, da die Saugphase von einer der beiden Vorrichtungen 10 durch die gleichzeitige Förderung der anderen Vorrichtung 10 kompensiert wird.
Die Strömung kann reguliert werden, indem die Zeitdauer der einzelnen Phasen variiert wird und indem die Werte des Förderluftdrucks und der Saugluft variiert werden.
Nach der Beschreibung scheinen die zahlreichen Vorteile, die mit der vorliegenden Erfindung im Vergleich zur bekannten Technik verbunden sind, offensichtlich. Tatsächlich wurden im Vergleich zu den Venturi-Systemen ein sehr konstanter Pulverstrom im Verlauf der Zeit, ein stark verringerter Verbrauch von Förderluft und begrenzte Abmessungen der Förderrohre erzielt; darüber hinaus verschleißt die neue Vorrichtung weniger, benötigt weniger Wartung und kann leicht automatisch gereinigt werden.
Im Vergleich mit den bekannten volumetrischen Systemen der Technik hinwieder erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine größere konstruktive Einfachheit und geringere Umsetzungskosten, weil es keine beweglichen Vorrichtungen gibt. Die neue Vorrichtung benötigt auch im Vergleich mit den volumetrischen Systemen weniger Wartung. Im Vergleich mit den bekannten Systemen zum Pumpen mit einer rohrförmigen Kammer wurden die Saug- und die Injektionsphase durch die Verwendung der beiden, axial voneinander entfernt angeordneten Löcher optimiert, mit denen die Kammer an die Druck- und Vakuumquellen angeschlossen werden kann. Darüber hinaus ist es durch den Antriebstyp der Einlass- und Auslassventile möglich, die Injektionsphasen der beiden Kammern überlappen zu lassen und so einen hinreichend kontinuierlichen Strom der Pulverabgabe zu erhalten.
Dennoch kann eine Pumpvorrichtung 10 benutzt werden, wenn der pulsierende Strom der Pulverabgabe ausreichend ist.
Die obige Beschreibung einer Ausführungsform, bei der die innovativen Erkenntnisse der vorliegenden Erfindung angewandt werden, wird selbstverständlich als Beispiel solcher innovativen Erkenntnisse angeführt und darf daher nicht als Begrenzung des Umfangs des beanspruchten Patentrechts interpretiert werden. Zum Beispiel kann die Bandbreite der Strömungen, die mit der neuen Vorrichtung erzielt werden können, verbreitert werden, sowohl durch eine geeignete Bemessung ihrer Bauteile, als auch durch die parallele Anordnung einer beliebigen Anzahl von Pumpvorrichtungen 10 anstelle der zuvor beschriebenen Verwendung von nur zweien.
Wenn ein kontinuierlicher Strom in hohem Grad erforderlich ist, können viele Pumpvorrichtungen parallelgeschaltet verwendet werden. Zum Beispiel können vorzugsweise die Pumpvorrichtungen mit unterschiedlichen Phasen zueinander (eine ladend, eine voll und eine entlandend) benutzt werden.

Claims

Vorrichtung zur Beförderung von Pulvern durch Rohrleitungen, die mindestens eine Pumpvorrichtung (10) umfassen, die wiederum einen Saugeinlass (12), einen Förderausgang (13), eine rohrförmige Kammer (11), deren gegenüberliegende Enden am besagten Einlass (12) durch ein Einlassventil (14) bzw. am besagten Auslass (13) durch ein Auslassventil (15) angeschlossen sind, eine Vakuumquelle und eine Druckquelle, die auf Wunsch an der Kammer (11) angeschlossen sind, umfasst, um entweder ein Vakuum in der Kammer, die relativ zu dem Umfeld ist, das der Vorrichtung vorgeschaltet ist, oder einen Druck in der Kammer, der relativ zu dem Umfeld ist, das der Vorrichtung nachgeschaltet ist, zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Vakuumquelle und Druckquelle mit der Kammer (11) durch ein Auslassloch (17) bzw. ein Einlassloch (16) in Verbindung stehen, die in Positionen mit axialem Abstand an der Achse der besagten rohrförmigen Kammer (11) entlang angeordnet sind, wobei das Auslassloch (17) in der Nähe des Auslassventils (15) der Kammer (11) und das Einlassloch (16) in der Nähe des Eingangsventils (14) der Kammer (11) positioniert ist, und die besagte Vakuumquelle und die besagte Druckquelle stehen mit der besagten Kammer (11) mithilfe eines ersten (19) und eines zweiten (18) porösen Abschnitts, die eine Luftpassage ermöglichen, und die für die beförderten Pulver undurchlässig sind, in Verbindung.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pumpvorrichtungen (10) in Parallelschaltung angeschlossen sind und entgegengesetzt betrieben werden, um einen im Wesentlichen gleichmäßigen Durchfluss von Pulver am Auslass zu erzielen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventile (14) und die Auslassventile (15) Rohrschieber mit einer weichen Röhre (30) sind, die durch eine Antriebskammer (34) gehen, die auf Wunsch an einer Druckquelle angeschlossen werden kann, um ein Drosseln der weichen Röhre (30) zu verursachen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Antriebskammer (34) auf Wunsch an einer Saugquelle angeschlossen werden kann, um das Öffnen des Ventils (14, 15) selbst zu forcieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste poröse Abschnitt (19) in der Nähe des Auslassventils (15) der Kammer (11) und der zweite poröse Abschnitt (18) in der Nähe des Einlassventils (14) der Kammer befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte erste (19) und der besagte zweite (18) poröse Abschnitt ein rohrförmiges Segment der Wand der röhrförmigen Kammer (11) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Vakuumquelle und die besagte Druckquelle mit der besagten Kammer (11) mithilfe eines ersten (19) und eines zweiten (18) porösen Abschnitts in Verbindung sind, die die Luftpassage ermöglichen und für die beförderten Pulver undurchlässig sind, und dass in jeder Pumpvorrichtung (10) die Hülsen der zwei weichen Röhren (30) des Einlass- und Auslassventils (14, 15), die röhrförmige Kammer (11) und die zwei porösen Abschnitte (19, 18) Segmente eines Kanals darstellen, der sich zwischen dem Saugeingang (12) und dem Förderausgang (13) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der besagte Kanal durch einen aufnahmefähigen Körper, der die Antriebskammern (34) in Verbindung mit den Segmenten der weichen Röhre (30) bildet, und durch Kammern, die mit der Druckquelle und der Vakuumquelle zusammen mit den Segmenten des porösen Abschnitts (18, 19) in Verbindung sind, erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal geradlinig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass viele Pumpvorrichtungen (10) parallel angeschlossen sind und mit verschiedenen Phasen zueinander betrieben werden.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass drei Pumpvorrichtungen (10) vorhanden sind.