EP0297309B1

EP0297309B1 - Verfahren und Einrichtung zur Messung und Regelung der Pulvermenge in einer Pulversprühbeschichtungsanlage

Info

Publication number: EP0297309B1
Application number: EP88108891A
Authority: EP
Inventors: Robert Lehmann
Original assignee: Gema Switzerland GmbH
Current assignee: Gema Switzerland GmbH
Priority date: 1987-07-02
Filing date: 1988-06-03
Publication date: 1993-12-22
Anticipated expiration: 2008-06-03
Also published as: JPS6411662A; US4941778A; EP0297309A2; DE3886453D1; EP0297309A3; JPH0661498B2; DE3721875A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Meß- und Regeleinrichtung für eine Pulversprühbeschichtungsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine solche Meß- und Regeleinrichtung für eine Pulversprühbeschichtungsanlage ist aus der EP-A1 0 183 637 bekannt. Bei der bekannten Einrichtung sendet eine Strahlenquelle Strahlen durch einen Pulver-Gas-Strom und ein Strahlendetektor mißt den aus dem Pulver-Gas-Strom austretenden Strahlenanteil. Der im Pulver-Gas-Strom enthaltene Pulveranteil wird durch Multiplikation von zwei Faktoren und Division durch einen Strahlen-Dämpfungseffekt errechnet. Der eine Faktor besteht aus der Summe eines der Gasmenge entsprechenden Wertes und eines weiteren Wertes; der andere Faktor besteht aus dem Logarithmus eines Strahlenwertes, der durch Division gebildet wird.
Aus der DE-PS 28 49 295 ist eine Sprühbeschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Gegenständen bekannt, welche in einer Fördergasleitung und in einer Steuergasleitung je einen Druckregler enthält. Die beiden Leitungen führen Gas zu einer Pulverfördereinrichtung, welche die Form eines Venturi-Injektors hat und Pulver aus einem Behälter in den Gasstrom saugt. Der Gasstrom fördert das Pulver zu einer Sprüheinrichtung. In der Fördergasleitung befindet sich ein Strömungsmeßgerät, dessen gemessener Istwert mit einem Sollwert verglichen wird. In Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis regeln die Druckregler die Drücke in den beiden Gasleitungen.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Einrichtung zu schaffen, mit welcher auf einfache Weise schnell, genau und störungsfrei die Pulvermenge ermittelt werden kann, welche pro Zeiteinheit gefördert wird. Ferner soll die Einrichtung so ausgebildet sein, daß die pro Zeiteinheit geförderte Pulvermenge genau angezeigt werden kann und/oder daß Steuer- oder Regelvorgänge automatisch schnell und genau durchgeführt werden können, um entweder eine gewünschte Pulvermenge pro Zeiteinheit einzustellen oder eine eingestellte Pulvermenge pro Zeiteinheit konstant zu halten.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Kombination der Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Als Gas dient normalerweise Luft.
Die Strahlen sind vorzugsweise sichtbares Licht oder unsichtbares Licht, insbesondere Infrarotlicht, Ultraviolettlicht oder Laserstrahlen. Möglich sind jedoch auch α-Strahlen und radioaktive Strahlen und andere Strahlen, welche von dem Pulver geschwächt oder reflektiert werden. Die Schwächung oder Reflexion der Strahlen hängt auch von der Art des Pulvers ab, welches beispielsweise Emaille oder Kunststoff sein kann oder zur Erzielung eines Metallic-Effektes zusätzlich auch Metall enthalten kann. Das Pulver kann auch ein Gewürz oder eine Gewürzmischung für Speisen sein, oder ein ähnliches fluidisierbares pulverförmiges bis granulatförmiges Material.
Durch die Erfindung wird die pro Zeiteinheit geförderte Pulvermenge direkt gemessen, indem einerseits im Pulver-Gas-Strom der Pulveranteil ermittelt wird, und andererseits auf der Reingasseite die Menge der pro Zeiteinheit zugeführten Gasmenge ermittelt wird, also bevor das Gas Pulver enthält. Aus den beiden Meßwerten wird die echte Pulvermenge automatisch errechnet, welche pro Zeiteinheit von dem Gas transportiert wird. Diese echte und direkte Meßung der geförderten Pulvermenge pro Zeiteinheit ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber bekannten Einrichtungen, mit welchen nur Vergleichswerte, nicht jedoch die echten Werte an geförderter Pulvermenge festgestellt werden können.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß für jede Förderleitung und damit für jede Sprüheinrichtung getrennt die geförderte Pulvermenge pro Zeiteinheit festgestellt und geregelt werden kann, auch wenn mehrere Sprüheinrichtungen aus einem gemeinsamen Pulverbehälter Pulver erhalten.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der gemäß der Erfindung ermittelte Istwert an geförderter Pulvermenge pro Zeiteinheit weitgehend frei ist von störenden Faktoren.
Die gemäß der Erfindung gemessene Schwächung oder Reflexion der Strahlen hängt davon ab, wieviel Pulver im Gas enthalten ist. Dadurch stellt der gemessene Wert der Schwächung oder Reflexion zunächst nur ein indirektes Maß der Dichte dar. Für eine bestimmte Pulversorte und eine bestimmte Querschnittsgröße des Pulver-Gas-Stromes entspricht jedoch dieser Wert gleichzeitig auch einer bestimmten Dichte, also einer bestimmten Menge von Pulver im Gas des Pulver-Gas-Stromes. Bei Verwendung einer anderen Pulversorte entspricht der gemessene Schwächungswert oder Reflexionswert einem anderen Dichtewert. Die Strahlenmeßeinrichtung oder die Auswerteinrichtung wird für jede Pulversorte entsprechend geeicht, so daß die gemessenen Schwächungswerte oder Reflexionswerte unmittelbar dem Dichtewert A entsprechen.
Im Rahmen der Erfindung kann die Menge von Gas, welche in dem Pulver-Gas-Strom enthalten ist und zur Förderung des Pulvers dient, auf verschiedene Weise ermittelt werden:
In einer oder mehreren Gas-Leitungen auf der Reingasseite der Fördereinrichtung ist ein Druckmeßgerät vorgesehen, welches den Gasdruck und damit indirekt die Gasmenge mißt, da die geförderte Gasmenge vom Gasdruck abhängig ist. Mit Gasdruck-Meßsignalen kann über eine Druck-Mengen-Kennlinie automatisch die Gasmenge ermittelt werden. Die Kennlinie ist elektronisch, vorzugsweise in der Auswerteinrichtung, gespeichert.
In der oder den Gas-Leitungen zur Zufuhr des Gases zu einer pneumatischen Fördereinrichtung kann sich ein Druckregler zur Einstellung des Gasdruckes und damit zur Einstellung der pro Zeiteinheit geförderten Gasmenge befinden. Zur Einstellung des Druckreglers dienende Signale sind ein Maß für den eingestellten Gasdruck und damit auch für die pro Zeiteinheit geförderte Gasmenge. Deshalb können diese Signale, anstelle der Signale eines zusätzlichen Mengenmeßgerätes oder Druckmeßgerätes, zur Ermittlung der pro Zeiteinheit geförderten Gasmenge verwendet werden. In diesem Fall ist, ähnlich wie bei Verwendung eines Druckmeßgerätes, eine Druckeinstellsignal-Gasmenge-Kennlinie in einem elektronischen Speicher gespeichert. Der Speicher kann in die Auswerteinrichtung integriert sein. Die Auswerteinrichtung dient einerseits zur Druckregelung und andererseits zur Ermittlung der pro Zeiteinheit geförderten Gasmenge, also des Gasmengenwertes B. Der Gasmengen-Meßwertgeber ist in diesem Falle der elektronische Speicher.
Vorzugsweise sind gemäß der Erfindung in der elektronischen Auswerteinrichtung für verschiedene Pulversorten auch die Dichtewerte A gespeichert, welche einem bestimmten Schwächungswert oder Reflexionswert der Strahlen entsprechen. Abweichend hiervon kann gemäß einer anderen Ausführungsform diese Abhängigkeit auch unmittelbar in der Strahlenmeßeinrichtung gespeichert sein.
Gemäß der Erfindung weist die Strahlenmeßeinrichtung mindestens einen Strahlensender und mindestens einen Strahlenempfänger auf, welcher im Strahlenweg der vom Strahlensender in den Pulver-Gas-Strom gesendeten und von dessen Pulver geschwächten oder reflektierten Strahlen angeordnet ist.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist eine Vielzahl von Strahlenempfängern vorgesehen, die auf verschiedene Querschnittsbereiche des Pulver-Gas-Stromes gerichtet sind und für jeden Querschnittsbereich Dichtewert-Signale erzeugen, die zusammen einen Durchschnitts-Dichtewert ergeben. Dadurch werden falsche Ergebnisse vermieden, die entstehen können, wenn das Pulver über den Querschnitt des Pulver-Gas-Stromes ungleich verteilt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Strahlenweg zwischen dem Strahlensender und dem Strahlenempfänger quer durch einen Injektorkanal einer Injektor-Fördereinrichtung, in welchen das Gas Pulver aus einer Pulver-Zuleitung ansaugt und den Pulver-Gas-Strom bildet. In der Injektor-Fördereinrichtung herrschen stets gleichbleibende Strömungsbedingungen und, infolge der Verwirbelung des Pulvers durch das Gas, eine im wesentlichen homogene Pulververteilung.
Gemäß der Erfindung sind der Strahlensender und der Strahlenempfänger durch das Gas für den Pulver-Gas-Strom vom Pulver abgeschirmt. Dadurch wird vermieden, daß sich Pulver an dem Strahlensender und/ oder an dem Strahlenempfänger festsetzen kann. Im Injektorkanal erreicht das Gas sehr hohe Geschwindigkeiten, so daß mit Sicherheit kein Pulver durch den Gasstrom zu dem Strahlensender oder Strahlenempfänger gelangen kann, wenn diese im Gasstrom oder unmittelbar neben ihm auf seiner vom Injektorkanal abgewandten Seite enden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung enden der Strahlensender und der Strahlenempfänger in einer Mantelwand des Injektorkanals, und sie sind über ein strahlendurchlässiges Material vom Injektorkanal getrennt. Hiermit wird eine Verschmutzung des Strahlensenders und des Strahlenempfängers durch Pulver vermieden.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Injektorkanal in Strömungsrichtung verengt und dann wieder erweitert ist, daß die Pulver-Zuleitung stromaufwärts der engsten Kanalstelle axial in den Injektorkanal mündet, und daß mindestens eine Leitung für das Gas in der Mantelwandfläche des Injektorkanals im Bereich seines verengten Kanalabschnittes ausmündet. Diese Ausführungsform ermöglicht besonders genaue Dichtemeßwerte, weil im Injektorkanal eine gleichbleibende, im wesentlichen homogene Pulververteilung im Pulver-Gas-Strom herrscht. Außerdem ist es bei dieser Art besonders einfach, Strahlensender und Strahlenempfänger so anzubringen, daß sie weder durch Pulver verschmutzen, noch durch äußere Störeinflüsse beeinträchtigt werden können.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dient ein den Druck des Gases erzeugendes oder regelndes Gerät gleichzeitig auch als Gasmengen-Meßwertgeber, indem ein Druckeinstellsignal für dieses Gerät von der Auswerteinrichtung als Gasmengenwert

verwendet wird.
In der Erfindung ist der Gasmengen-Meßwertgeber ein Datenspeicher, in welchem die Abhängigkeit der pro Zeiteinheit strömenden Gasmenge des Pulver-Gas-Stromes von einem variablen Charakteristikwert der Einrichtung wie ein Kurvendiagramm gespeichert ist, und daß die Auswerteinrichtung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Charakteristikwert aus dem gespeicherten Kurvendiagramm die Gasmenge B ermittelt. Diese charakteristikwerte sind der Gasdruck, Öffnungsquerschnitt der Strömungsmittelleitungen und die Länge der Strömungsmittelleitungen.
Vorzugsweise dient gemäß der Erfindung als Charakteristikwert der Einrichtung der jeweilige Gasdruck, der an einer Stelle stromaufwärts des Pulver-Gas-Stromes im Gas gemessen oder eingestellt wird, welches dem Pulver-Gas-Strom zugeführt wird. Da der Gasdruck direkt die Gasmenge bestimmt, ist dies eine einfache Maßnahme, durch welche die Auswerteinrichtung die pro Zeiteinheit zugeführte Gasmenge bestimmen kann.
Vorzugsweise enthält die Auswerteinrichtung zur Ausführung ihrer Funktionen einen Mikrocomputer.
Die Erfindung wird nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen mehrere Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele dargestellt sind. Im Einzelnen zeigen

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Einrichtung nach der Erfindung, unmaßstäblich,
Fig. 2: ein mögliches Kurvendiagramm, in welchem die Dichte
in Abhängigkeit
vom Wert R der Schwächung oder Reflexion der Strahlen unmaßstäblich dargestellt ist,
Fig. 3: ein Kurvendiagramm, in welchem die Abhängigkeit des Gasmengenwertes
vom Gasdruck P des Gases auf der Reingasseite unmaßstäblich dargestellt ist, also des Gases, bevor es in den Pulver-Gas-Strom gelangt,
Fig. 4: eine abgewandelte Ausführungsform im Querschnitt der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung,
Fig. 5: eine weiter abgewandelte Ausführungsform im Querschnitt der Einrichtung nach Fig. 1,
Fig. 6: eine nochmals abgewandelte Auführungsform im Querschnitt der Einrichtung nach Fig. 1,
Fig. 7: eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform einer Injektor-Fördereinrichtung im Längsschnitt,
Fig. 8: eine weiter abgewandelte Ausführungsform einer Injektor-Fördereinrichtung der Einrichtung von Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung nach der Erfindung enthält eine Injektor-Fördereinrichtung 2 mit einem Injektorkanal 4 in Form eines Venturirohres. An das stromabwärtige Ende des Injektorkanals 4 ist eine Förderleitung 8 zur Zufuhr von Beschichtungsmaterial in Form von Pulver zu einer Sprüheinrichtung 10 angeschlossen. Letztere sprüht das Pulver 12 auf einen zu beschichtenden Gegenstand 14. In das stromaufwärtige Ende des Injektorkanals 4 mündet axial eine Fördergasleitung 16, radial eine Steuergasleitung 18, und ebenfalls radial eine Pulverleitung 20 von einem Pulverbehälter 21 . Die Gasleitungen 16 und 18 enthalten jeweils einen Druckregler 22, 24 und/oder ein Druckmeßgerät 26, 28, und sind an eine Druckgasquelle 30 angeschlossen. Die Druckregler 22, 24, Druckmeßgeräte 26, 28, und die Druckgasquelle 30 sind über elektrische Leitungen 32, 34, 36, 38 und 40 an eine elektronische Auswerteinrichtung 42 angeschlossen. Die Förderleitung 8 ist mit einer Strahlenmeßeinrichtung 44 versehen, welche über elektrische Leitungen 46 an die elektronische Auswerteinrichtung 42 angeschlossen ist. Die Strahlenmeßeinrichtung 44 enthält einen Sender 48, welcher Strahlen 50 durch die Förderleitung 8 sendet, und einen Strahlenempfänger 52, welcher die durch die Förderleitung 8 hindurch gehenden Strahlen 50 empfängt. Die Strahlen 50 werden beim Durchgang durch die Förderleitung 8 sowohl vom Material dieser Förderleitung als auch von dem durch sie hindurchströmenden Pulver, in Abhängigkeit von der im fördernden Gas enthaltenen Pulvermenge, geschwächt, so daß sie nur geschwächt oder nur in Form eines Teiles von ihnen und dadurch in Form ebenfalls einer Schwächung, am Strahlenempfänger 52 ankommen. Der Energieunterschied zwischen den vom Strahlensender 48 gesendeten Strahlen und den vom Empfänger 52 empfangenen Strahlen ist ein Maß für die Menge oder Dichte A des im Gas enthaltenen Pulvers, welches durch die Förderleitung 8 strömt. Diese Abhängigkeit der Schwächung oder Reflexion R der Strahlen 50 von der Menge des im Gasstrom enthaltenen Pulvers und damit von der Dichte

ist in Fig. 2 dargestellt. Für jede Pulversorte verläuft die Kurve von Fig. 2 geringfügig anders. Gewünschtenfalls können für mehrere Pulversorten die entsprechenden Abhängigkeitskurven gemäß Fig. 2 in einem Speicher 54 der Auswerteinrichtung 42 gespeichert sein und über eine Tastatur 56 gewählt werden. Die über die Leitungen 46 gelieferten Signale entsprechen also jeweils einem bestimmten Dichtewert A, und diese Dichtewerte können durch ein Anzeigegerät 58 der Auswerteinrichtung 42 angezeigt werden.
In einem weiteren Speicher 60 der Auswerteinrichtung 42 ist in Form eines in Fig. 3 dargestellten Kurvendiagrammes die Abhängigkeit der pro Zeiteinheit von der Druckgasquelle 30 gelieferten Gasmenge

vom Gasdruck P gespeichert, mit welchem das Gas der Druckgasquelle über die Förderleitung 16 und die Steuergasleitung 18 in den stromaufwärtigen Anfang des Injektorkanals 4 gelangt. Der elektrische Speicher 60 entspricht einem Gasmengen-Meßwertgeber, welcher in der Auswerteinrichtung 42 in Abhängigkeit von der Charakteristik der Einrichtung, in diesem Falle in Abhängigkeit vom Gasdruck, einen Gasmengenwert

erzeugt. Der jeweilige Gasdruck wird von der elektronischen Auswerteinrichtung durch das Stellsignal auf den Leitungen 34 und 36 für die Druckregler 22 und 24 erkannt, ebenso durch ein Druckeinstellsignal auf der Leitung 40 zur Druckquelle 30. Falls der elektronische Speicher 60 ausfällt, kann die elektronische Auswerteinrichtung 42 die Druckmeßsignale der Leitungen 32 und 38 von den Druckmeßgeräten 28 und 26 als Gasmengenwerte

verwenden, da diese direkt gemessenen Drücke direkt der pro Zeiteinheit geförderten Menge Gas entsprechen.
Somit stehen der elektronischen Auswerteinrichtung 42 einerseits die ein Mengenverhältnis und damit die Dichte angebenden Signale

und andererseits die
auf der Reingasseite ermittelten, einer bestimmten Luftmenge pro Zeiteinheit entsprechenden Signale

zur Verfügung. Durch elektronische Multiplikation der beiden Werte A und B, oder durch eine der Multiplikation entsprechende Verknüpfung der Signalwerte A und B, ermittelt die elektronische Auswerteinrichtung 42 unmittelbar den Istwert der pro Zeiteinheit geförderten Pulvermenge
Diese pro Zeiteinheit geförderte Pulvermenge kann ebenfalls im Anzeigegerät 58 angezeigt werden.
Die elektronische Auswerteinrichtung 42 enthält zur Ausübung ihrer Funktionen vorzugsweise einen Mikrocomputer.
Die Strahlen der Strahlenmeßeinrichtung 44 können sichtbares oder unsichtbares Licht, insbesondere Infrarotlicht oder Ultraviolettlicht sein, jedoch auch Laserstrahlen, α-Strahlen oder elektromagnetische Strahlen. Vorzugsweise wird jedoch sichtbares oder unsichtbares Licht verwendet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird die Schwächung der Strahlen 50 durch den Pulvergehalt in der Pulver-Luft-Strömung gemessen. Wie Fig. 4 zeigt, kann die Strahlenmeßeinrichtung 44 mehrere Strahlensender 48 haben, deren Strahlen 50 einander kreuzen und in verschiedenen Richtungen rasterförmig durch die Förderleitung 8 gehen. Der Strahlenempfänger 52 kann eine Vielzahl von Strahlensensoren 53 enthalten. Dadurch können ungleichmäßige Pulververteilungen in der Förderleitung 8 festgestellt und zur Vermeidung von falschen Meßergebnissen Mittelwerte gebildet werden. Gemäß der weiteren Ausführungsform nach Fig. 5 können die Förderleitung 8 einen abgeflachten Leitungsabschnitt und der Strahlensender 48 sowie der Strahlenempfänger 52 der Strahlenmeßeinrichtung eine dem abgeflachten Leitungsabschnitt entsprechende längliche Form haben.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform eines Strahlenmeßgerätes 44 sind die Strahlensender 48 und Strahlenempfänger 52 auf der gleichen Seite der Förderleitung 8 angeordnet. Dabei empfangen die Strahlenempfänger 52 nicht die durch die Förderleitung 8 hindurchgehenden geschwächten Strahlen, sondern die vom Pulver in der Förderleitung 8 reflektierten Strahlen.
Für alle Ausführungsformen ist es selbstverständlich erforderlich, daß sowohl die Förderleitung 8 als auch andere Elemente, die sich gegebenenfalls zwischen Strahlensender und Strahlenempfänger einerseits und dem Pulver-Gas-Strom andererseites befinden, aus einem für die Strahlen leicht durchlässigen Material bestehen. Dieses Material sollte wesentlich leichter durchlässig sein für die Strahlen, als das Pulver. Bei Verwendung von Lichtstrahlen eignet sich deshalb insbesondere durchsichtiges Glas oder durchsichtiger Kunststoff.
Die in Fig. 7 dargestellte weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt im Schnitt eine Injektor-Fördereinrichtung 102 mit den beiden Gasleitungen 16 und 18 und der Pulverleitung 20 des Pulverbehälters 21 . Der wesentliche Unterschied zu Fig. 1 besteht darin, daß die Strahlenmeßeinrichtung 44 nicht an der Förderleitung 8 angeordnet ist, sondern über Lichtleiter 124 und 126 in einem verengten Kanalabschnitt 128 des Injektorkanals 104 die Schwächung der Strahlen durch das im Pulver-Gas-Strom enthaltene Pulver mißt und in Abhängigkeit von diesem Meßergebnis ein Signal entsprechend dem Pulveranteil und damit dem Dichtewert

erzeugt. Die Lichtleiter 124 und 126 erstrecken sich nicht durch die gesamte Wand 130 des Injektorkanals 104, so daß sie jeweils durch einen dünnen Wandabschnitt 132 und 134 vom Injektorkanal 104 getrennt sind. Die Kanalwand 130 besteht aus lichtdurchlässigem Material, so daß die Strahlen durch den Injektorkanal 104 hindurchgehen können, jedoch die Lichtleiter 124 und 126 nicht von Pulver verschmutzt werden können. Die Enden 133 und 135 der Lichtleiter 124 und 126 befinden sich vorzugsweise nahe bei oder an der engsten Stelle 21 des Injektorkanals stromabwärts der Pulverleitung 20.
Bei einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung, welche in Fig. 8 dargestellt ist, hat die Injektor-Fördereinrichtung 202 einen Injektorkanal 204, welcher sich von einer Engstelle 205 stromabwärts kontinuierlich erweitert. In der Mantelwandfläche 209 des erweiterten Kanalabschnittes 207 münden, unter spitzem Winkel zur Kanalachse, eine Vielzahl von in Umfangsrichtung verteilt voneinander angeordneten Kanälen 217, welche über die Gasleitung 16 an die Gasquelle 30 angeschlossen sind. In das stromaufwärtige Ende des Injektorkanals 204 mündet, stromaufwärts der Gaskanäle 217, axial die Pulverleitung 20 eines Pulverbehälters 221. Das Gas der Gaskanäle 217 saugt aus der Pulverleitung 20 Pulver an und treibt es in Form eines Pulver-Gas-Stromes durch die Förderleitung 8. Radial zurückgesetzt vom Injektorkanal 204 befinden sich die Enden 133 von Lichtleitern 124 eines Strahlensenders 48, und die Enden 135 von Lichtleitern 126 eines Strahlenempfängers 52 der Strahlenmeßeinrichtung 44. Das Gas der Gaskanäle 217 strömt mit sehr hoher Geschwindigkeit in den Injektorkanal 204, so daß von diesem keine Pulverteilchen zu den Enden 133 und 135 der Lichtleiter 124 und 126 gelangen können, da sich das Gas zwischen ihnen und den Pulverteilchen des Injektorkanals befindet. Zusätzlich besteht der Vorteil, daß die Enden 133 und 135 der Lichtleiter 124 und 126 einander gegenüber liegen, ohne daß sich dazwischen andere Elemente außer dem Pulver und dem Gas befinden. Gemäß Fig. 8 sind die Enden 133 und 135 in den Mündungsöffnungen der Gaskanäle 217 angeordnet, dabei jedoch an die radial äußeren Kanalränder gelegt, damit das Gas der Gaskanäle 217 ungehindert an ihnen vorbeiströmen kann. Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform hat eine besonders gute Förderleistung und ermöglicht außerdem die Messung von sehr kleinen Veränderungen des Pulveranteils im Gasstrom. Der letztgenannte Vorteil ergibt sich dadurch, daß das Gas Pulver im Injektorkanal 204 besonders stark verwirbelt und dadurch eine gleichmäßige Pulverteilung bewirkt, daß die Enden 133 und 135 der Lichtleiter 124 und 126, ohne eine störende Mantelwand der Förderleitung 8 oder der Fördereinrichtung 202 direkt dem Pulver-Gas-Strom gegenüberliegen, und daß die Enden 133 und 135 trotzdem nicht durch Pulverteilchen verschmutzt werden können.

Claims

Meß- und Regeleinrichtung für eine Pulversprühbeschichtungsanlage zur Messung und Regelung der Pulvermenge pro Zeiteinheit, die einer Sprüheinrichtung (10) zum Sprühbeschichten Von Gegenständen (14) durch einen Gasstrom zugeführt wird; mit
a) einer Strahlenmeßeinrichtung (44), welche Strahlen zum berührungslosen Messen gegen den Pulver-Gas-Strom richtet, und ein elektrisches Signal - im folgenden Dichtewert-Signal genannt - erzeugt, dessen Wert von der Schwächung oder Reflexion dieser Strahlen am Pulver-Gas-Strom abhängig ist;

b) einer Einrichtung (60, 22, 24, 26, 28) zur Erzeugung eines elektrischen Signals - im folgenden Gasmengensignal genannt -, in Abhängigkeit von der pro Zeiteinheit zugeführten Gasmenge, bevor dieses Gas Pulver aufnimmt;

c) einer elektronischen Auswerteinrichtung (42), welche aus dem Dichtewert-Signal und dem Gasmengensignal die pro Zeiteinheit geförderte Pulvermenge im Pulver-Gas-Strom in Form eines Multiplikationsprodukts berechnet und ein Signal - im folgenden Pulvermengensignal genannt - erzeugt, dessen Wert vom errechneten Multiplikationsprodukt abhängig ist;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (60, 22, 24, 26, 28) zur Erzeugung des Gasmengensignals einen Datenspeicher (60) aufweist, in welchem ein Kurvendiagramm gespeichert ist, welches die Abhängigkeit der pro Zeiteinheit strömenden Gasmenge des Pulver-Gas-Stromes vom Gasdruck, vom Öffnungsquerschnitt der Strömungsmittelleitungen und/oder von der Länge der Strömungsmittelleitungen (16, 18, 20, 8) darstellt, und daß die Auswerteinrichtung (42) so ausgebildet ist, daß sie in Abhängigkeit von dem jeweiligen Charakteristikwert aus dem gespeicherten Kurvendiagramm das dazu entsprechende Gasmengensignal erzeugt;
daß die elektronische Auswerteinrichtung (42) Mittel und einen Mikrocomputer enthält, mit deren Hilfe sie
a1) das Dichtewert-Signal als
und

b1) das Gasmengensignal als
akzeptiert und daraus

c1) das Pulvermengensignal

errechnet, indem sie aus dem Dichtewert A und dem Gasmengenwert B das Multiplikationsprodukt "A·B" bildet.
Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlenmeßeinrichtung (44) mindestens einen Strahlensender (48) und mindestens einen Strahlenempfänger (52) aufweist, welcher im Strahlenweg (50) des vom Strahlensenders in den Pulver-Gas-Strom gesendeten und von dessen Pulver geschwächten oder reflektierten Strahlen angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vielzahl von Strahlenempfängern (52, 53) vorgesehen ist, die auf verschiedene Querschnittsbereiche des Pulver-Gas-Stromes gerichtet sind und für jeden Querschnittsbereich Dichtewert-Signale erzeugen, die zusammen einen Durchschnitts-Dichtewert A ergeben.
Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Strahlenweg (50) zwischen dem Strahlensender (48) und dem Strahlenempfänger (52) quer durch einen Injektorkanal (104, 204) einer Injektor-Fördereinrichtung (102, 202) erstreckt, in welchen das Gas aus einer Pulver-Zuleitung Pulver ansaugt und den Pulver-Gas-Strom bildet (Fig. 7, 8).
Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strahlensender (48) und der Strahlenempfänger (52) nur durch Gas, welches dem Pulver-Gas-Strom zuströmt, vom Pulver des Pulver-Gas-Stromes getrennt sind (Fig. 8).
Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strahlensender (48) und der Strahlenempfänger (52) in einer Mantelwand (130) des Injektorkanals (104) enden und über strahlendurchlässiges Material (132, 134) vom Injektorkanal (104) getrennt sind.
Einrichtung nach einem Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Injektorkanal (204) in Strömungsrichtung verengt und dann wieder erweitert ist, daß die Pulver-Zuleitung (20) stromaufwärts der engsten Kanalstelle (205) in den Injektorkanal (204) axial mündet, und daß mindestens eine Leitung (217) des Gases für den Pulver-Gas-Strom in den verengten und wieder erweiterten Kanalabschnitt des Injektorkanals (204) mündet.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein den Druck des Gases erzeugendes (30) oder regelndes (22, 24) Gerät gleichzeitig auch als Gasmengen-Meßwertgeber dient, indem ein Einstellsignal für dieses Gerät von der Auswerteinrichtung (42) als Gasmengenwert
verwendet wird.