EP0372040B1 - Materialdurchflusserhitzer - Google Patents

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EP0372040B1
EP0372040B1 EP89905626A EP89905626A EP0372040B1 EP 0372040 B1 EP0372040 B1 EP 0372040B1 EP 89905626 A EP89905626 A EP 89905626A EP 89905626 A EP89905626 A EP 89905626A EP 0372040 B1 EP0372040 B1 EP 0372040B1
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flow
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flow heater
heating
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/14—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
    • F24H1/16—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24H1/162—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled using electrical energy supply

Definitions

  • Flow paint heaters are usually used in paint spraying devices to preheat the paints which are subsequently to be applied with a spraying or spraying device.
  • the heating of the colors leads to an improved material application and is carried out by means of the flow heater, which is interposed between a feed pump and a spraying or spraying device.
  • the invention has for its object to provide a flow heater for a paint spraying device of the type mentioned, which allows a high volume material throughput with a simple structure and inexpensive to manufacture, ensures safe and reproducible heating of the paint and inexpensive to repair when the paint dries or is to be cleaned.
  • the flow heater according to the invention is characterized by a number of considerable advantages. By dividing it into a first and a second component it is possible to separate the heating device from the component provided with the passage channel, so that the latter can be cleaned without the expensive and unprotected heating device being affected. For example, it is possible to place the first component provided with the passage channel separately from the main component in a cleaning bath or to remove adhering material residues by ultrasound exposure.
  • a further advantage of the flow heater according to the invention is given in that the first component can be replaced in a simple manner, for example in the case of a color change or in an application in which the volume throughput of the color is to be changed.
  • the second main component provided with the heating device is only required once and can be used for various first components. This measure results in a considerable cost reduction since, in comparison to the known flow heater for the most varied of applications and / or for maintenance purposes, only a few first components are required.
  • Another advantage of the flow heater according to the invention is given by the fact that the first component can be constructed simply and robustly, while more sensitive parts, such as the ex-protected control device and the heating elements, are provided in the main component which is required only once, which is particularly important in the cleaning phase of the flow channel is separated from the first component and is therefore not subjected to any loads.
  • the first component has a conical recess into which a conical extension of the second component can be inserted.
  • This configuration ensures particularly good heat transfer from the second component to the first component, since, owing to the taper, the two components have a large, gap-free contact area.
  • the conical design also ensures a secure fit, which proves to be particularly advantageous when the flow heater is used by untrained personnel under harsh operating conditions.
  • a further advantageous embodiment of the flow heater according to the invention can also be given by the fact that a plurality of passage channels arranged parallel to one another are provided, which can additionally be connected to a common material inlet and a material outlet.
  • a plurality of passage channels arranged parallel to one another are provided, which can additionally be connected to a common material inlet and a material outlet.
  • Figure 1 is a side view, partly in section, of an embodiment of the flow heater of the paint sprayer according to the invention.
  • the flow heater comprises a first component 2, which is provided with helical passage channels 1, and a second main component 3, which comprises a heating device 4.
  • the heating device 4 of the second component 3 is designed in the form of a plurality of heating rods which are arranged in a conical extension 6.
  • the heating elements are designed in the usual way and are connected to a control device (not shown in detail) and an overheating protection, which in turn is connected to a power connection 10.
  • the second component 3 further comprises a control switch 11, only shown schematically.
  • the first component 2 is essentially cup-shaped and has a conical recess 5 which is designed to match the conical extension 6 of the second main component 3. Due to the cup-like design, the first component 2 has a wall 7, in which helical passage channels 1 are formed.
  • the passage channel 1 is connected to a material flow 8 or a material flow 9. When the passages 1 are connected in parallel, a flow is also possible if one of the passages 1 should be blocked.
  • screws 12 are provided which extend through a recess in the bottom region of the first component 2 and can be screwed into a threaded recess of the conical extension 6 are.
  • a separation of the first and the second component can be facilitated in that the screws are screwed into threaded bores 13 in the bottom of the first component 2, which are only shown in broken lines in FIG. 1 and are provided with the reference number 14.
  • the screws 12 can be screwed into the threaded bore 13 after they have been removed and can be used to loosen the two components.
  • the first component 2 can be cylindrical in terms of its outer dimensions, the passage channels 1 can be in the form of ring channels, but it is also possible to design the first component 2 polygonally, for example square, in terms of its outer dimensions.
  • the flow heater according to the invention is thus characterized in that particularly good heat transfer values are ensured by the intimate connection between the removable part and the heating device, so that the paint pressed under high pressure and at high speed by the flow heater can be heated or preheated in a controllable manner .
  • This controlled heating or preheating is not possible in the devices known from the prior art or is made considerably more difficult by the construction of the devices.
  • the intimate connection between the detachable part and the heating device creates conditions in the assembled state, as is the case with a one-piece device, but at the same time, due to the detachable design, allows separation for cleaning, replacement or the like.
  • first and second component it is possible to vary the dimensioning of the first and second component in a wide range, for example a different one To provide number of passages or to design the passages with different cross-sectional ratios.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchflußerhitzer für die Erwärmung von unter hohem Druck stehender Farbe für ein Farbspritzgerät.
  • Bei Farbspritzgeräten werden üblicherweise Durchflußerhitzer verwendet, um die Farben vorzuwärmen, welche nachfolgend mit einer Sprüh- oder Spritzvorrichtung aufgebracht werden sollen. Das Anwärmen der Farben führt zu einem verbesserten Materialauftrag und erfolgt mittels des Durchflußerhitzers, welcher zwischen eine Förderpumpe und eine Spritz- oder Sprühvorrichtung zwischengeschaltet ist.
  • Aus dem Stand der Technik ist ein Durchflußerhitzer bekannt, bei welchem das Material durch Durchlaßkanäle geleitet wird, welche in einem Gehäuse ausgebildet sind, das von Heizstäben einer Heizvorrichtung erwärmt wird. Dabei erweist es sich als nachteilig, daß die Durchlaßkanäle bei einem Eintrocknen des Materials schlecht oder nur unter erheblichem Aufwand gereinigt werden können und daß, auch bedingt durch ein teilweises Erstarren des Materials in den Durchlaßkanälen, die Durchsatzleistung des Durchflußerhitzers vielfach nicht den Anforderungen genügt.
  • Die US-PS 18 33 066 zeigt eine Heizhaube, welche über ein Rohr, welches von einer Flüssigkeit durchströmt ist, gestülpt werden kann. Die Heizhaube umgreift einen Teil des Rohres und bewirkt durch Strahlung und Konvektion eine Erwärmung des Rohres und somit eine Erwärmung der durch das Rohr strömenden Flüssigkeit. Der Wirkungsgrad einer derartigen Vorrichtung ist ausgesprochen gering, insbesondere deshalb, weil nur ein Teil des Rohres umgriffen wird und weil der Wärmeübergang im wesentlichen nur durch Strahlung und Konvektion erfolgt.
  • Aus der US-PS 35 51 641 ist eine Vorrichtung zum Wärmen von Blut- oder Blutplasma vorbekannt. Bei dieser wird ein Kunststoffschlauch um ein Heizgerät gelegt. Das langsam durch den Schlauch strömende Blut erwärmt sich somit durch die von dem Heizgerät abgegebene Wärme. Auch hierbei liegt der Schlauch nur lose auf dem Heizgerät auf, so daß die Wärmeübertragung von der Wandung des Heizgerätes größtenteils durch Strahlung und Konvektion erfolgt. Auch hierbei lassen sich die Wärmeübertragungswerte nicht oder nur schlecht bestimmen, so daß der Wirkungsgrad der Heizeinrichtung und das Maß der Erwärmung des Blutes nicht exakt vorbestimmbar sind. Vielmehr hängt die Erwärmung des Blutes davon ab, wie die einzelnen Windungen der Schlauchspirale auf das Heizgerät aufgelegt sind. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß bereits eine geringfügige Erhöhung des Drucks in den Schläuchen dazu führt, daß diese sich entsprechend ausdehnen und ihre Lage verändern, so daß die gesamte Form der Schlauchspirale geändert wird. Für Farbspritzgeräte sind derartige Durchflußerhitzer nicht zu verwenden, da diese infolge ihrer Konstruktion nicht geeignet sind, die bis über 350 bar reichenden Betriebsdrucke auszuhalten. Selbst wenn man die Kunststoffschläuche durch Metalleitungen ersetzen würde, erhielte man infolge der Dehnungen der Drahtspirale nur einen sehr schlechten Wärmeübergang und damit einen geringen Wirkungsgrad, so daß die benötigten Farbmengen von bis über 5 l/min nicht auf die erforderliche konstante Spritztemperatur gebracht werden können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußerhitzer für ein Farbspritzgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau und kostengünstiger Herstellbarkeit einen hohen volumenmäßigen Materialdurchsatz ermöglicht, eine sichere und reproduzierbare Erwärmung der Farbe gewährleistet und bei einem Eintrocknen der Farbe kostengünstig instandzusetzen bzw. zu reinigen ist.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Durchflußerhitzer zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Durch die Unterteilung in ein erstes und zweites Bauelement ist es möglich, die Heizungsvorrichtung von dem mit dem Durchlaßkanal versehenen Bauelement zu trennen, so daß letzteres gereinigt werden kann, ohne daß die kostspielige und ungeschützte Heizungsvorrichtung in Mitleidenschaft gezogen wird. Beispielsweise ist es möglich,das erste, mit dem Durchlaßkanal versehene Bauelement getrennt vom Hauptbauelement in ein Reinigungsbad zu legen oder durch eine Ultraschallbeaufschlagung von anhaftenden Materialresten zu befreien. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Durchflußerhitzers ist dadurch gegeben, daß das erste Bauelement in einfacher Weise ausgetauscht werden kann, beispielsweise bei einem Farbwechsel oder bei einem Anwendungsfall, bei welchem der Volumendurchsatz der Farbe verändert werden soll. Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß das zweite, mit der Heizungsvorrichtung versehene Hauptbauelement nur einmal benötigt wird und für verschiedene erste Bauelemente verwendbar ist. Durch diese Maßnahme ergibt sich eine erhebliche Kostenreduzierung, da, im Vergleich zu dem bekannten Durchflußerhitzer für die verschiedensten Anwendungsfälle und/oder für Wartungszwecke lediglich mehrere erste Bauelemente benötigt werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Durchflußerhitzers ist auch dadurch gegeben, daß das erste Bauelement einfach und robust aufgebaut sein kann, während empfindlichere Teile, wie etwa die exgeschützte Regeleinrichtung und die Heizstäbe in dem nur einmal benötigten Hauptbauelement vorgesehen sind, welches insbesondere in der Reinigungsphase des Durchlaßkanals von dem ersten Bauelement getrennt und damit keinen Belastungen unterworfen wird.
  • Besonders vorteilhaft ist, daß das erste Bauelement eine konische Ausnehmung aufweist, in welche passend ein konischer Ansatz des zweiten Bauelements einsetzbar ist. Durch diese Ausgestaltung wird ein besonders guter Wärmeubergang von dem zweiten Bauelement auf das erste Bauelement sichergestellt, da, bedingt durch die Konizität, die beiden Bauelemente eine spaltfreie, große Berührungsfläche aufweisen. Durch die konische Ausgestaltung ist weiterhin ein sicherer Sitz gewährleistet, was sich insbesondere dann als vorteilhaft erweist, wenn der Durchflußerhitzer unter rauhen Einsatzbedingungen von ungeschultem Personal verwendet wird.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung besteht dann, daß der konische Ansatz eine Regelungsvorrichtung umfaßt. Bei dieser Ausgestaltung wird nur der Bereich des zweiten Bauelements erwärmt, welcher sich in direktem Kontakt mit dem ersten Bauelement befindet. Dies führt zu einer erheblichen Steigerung des Wirkungsgrades, da eine unnötige Erwärmung nicht benötigter Bauelemente vermieden wird. Da die Regelungsvorrichtung direkt in dem zu erwärmenden Bereich angeordnet ist, ist sichergestellt, daß das durchlaufende Material stets auf die vorgewählte Temperatur gleichmäßig vorgewärmt wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Durchflußerhitzers kann auch dadurch gegeben sein, daß mehrere, zueinander parallel angeordnete Durchlaßkanäle vorgesehen sind, welche zusätzlich jeweils mit einem gemeinsamen Materialeinlaß und einem Materialauslaß in Verbindung stehen können. An dieser Ausgestaltung erweist es sich als vorteilhaft, daß bei einem Verstopfen oder Zusetzen eines der Durchlaßkanäle nicht sofort der gesamte Durchflußerhitzer funktionsfähig ist. Weiterhin kann bei dieser Ausgestaltung der Material-Volumendurchsatz gesteigert werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
  • Figur 1 eine Seitenansicht, teils im Schnitt, eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Durchflußerhitzers des Farbspritzgerätes.
  • Der Durchflußerhitzer umfaßt ein erstes Bauelement 2, welches mit wendelförmigen Durchlaßkanälen 1 versehen ist, sowie ein zweites Hauptbauelement 3, welches eine Heizungsvorrichtung 4 umfaßt.
  • Die Heizungsvorrichtung 4 des zweiten Bauelements 3 ist in Form mehrerer Heizstäbe ausgebildet, die in einem konischen Ansatz 6 angeordnet sind. Die Heizstäbe sind in üblicher Weise ausgebildet und stehen mit einer im einzelnen nicht dargestellten Regelungseinrichtung und einem Überhitzungsschutz in Verbindung, welche wiederum mit einem Stromanschluß 10 verbunden ist. Das zweite Bauelement 3 umfaßt weiterhin einen nur schematisch dargestellten Regelschalter 11.
  • Das erste Bauelement 2 ist im wesentlichen napfförmig ausgebildet und weist eine konische Ausnehmung 5 auf, welche passend zu dem konischen Ansatz 6 des zweiten Hauptbauelements 3 ausgebildet ist. Bedingt durch die napfartige Ausgestaltung weist das erste Bauelement 2 eine Wandung 7 auf, in welcher wendelförmige Durchlaßkanäle 1 ausgebildet sind. Der Durchlaßkanal 1 ist mit einem Materialfluß 8 bzw. einem Materialfluß 9 verbunden. Bei der Parallelschaltung der Durchlaßkanäle 1 ist eine Durchströmung auch dann möglich, wenn einer der Durchlaßkanäle 1 verstopft sein sollte.
  • Um das erste und das zweite Bauelement in dem in Figur 1 gezeigten betriebsbereiten Zustand zusammenzuhalten, sind Schrauben 12 vorgesehen, welche sich durch eine Ausnehmung im Bodenbereich des ersten Bauelements 2 erstrecken und in eine Gewindeausnehmung des konischen Ansatzes 6 einschraubbar sind. Eine Trennung des ersten und des zweiten Bauelements kann dadurch erleichtert werden, daß die Schrauben in Gewindebohrungen 13 des Bodens des ersten Bauelements 2 eingeschraubt werden, welche in Figur 1 nur strichpunktiert dargestellt und mit der Bezugsziffer 14 versehen sind. Zur Vereinfachung des Aufbaus des Durchflußerhitzers können die Schrauben 12 nach ihrer Entnahme in die Gewindebohrung 13 eingeschraubt und zum Lösen der beiden Bauelemente verwendet werden.
  • Das erste Bauelement 2 kann bezüglich seiner Außenabmessungen zylindrisch ausgebildet sein, wobei die Durchlaßkanäle 1 in Form von Ringkanälen ausgebildet sein können, es ist jedoch auch möglich, das erste Bauelement 2 hinsichtlich seiner Außenabmessungen polygonal, beispielsweise quadratisch, auszugestalten.
  • Der erfindungsgemäße Durchflußerhitter zeichnet sich somit dadurch aus, daß durch die innige Verbindung zwischen dem abnehmbaren Teil und der Heizeinrichtung besonders gute Wärmeübergangswerte sichergestellt sind, so daß die unter hohem Druck und mit hoher Geschwindigkeit durch den Durchflußerhitter gepreßte Farbe in kontrollierbarer Weise erwärmt oder vorgeheizt werden kann. Diese kontrollierte Erwärmung oder Vorheizung ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Geräten nicht möglich bzw. wird durch den Aufbau der Geräte erheblich erschwert. Die innige Verbindung zwischen dem abnehmbaren Teil und der Heizeinrichtung schafft im zusammenmontierten Zustand Verhältnisse, wie sie bei einem einstückigen Gerät gegeben sind, erlaubt jedoch gleichzeitig, bedingt durch die lösbare Ausgestaltung, eine Separierung zu Zwecken der Reinigung, des Austausches oder ähnlichem.
  • Es ist möglich, die Dimensionierung des ersten und zweiten Bauelements in weitem Bereich zu variieren, z.B., eine veränderte Anzahl von Durchlaßkanälen vorzusehen oder die Durchlaßkanäle mit anderen Querschnittsverhältnissen auszubilden.

Claims (4)

  1. Durchflußerhitzer für die Erwärmung von unter hohem Druck stehender Farbe für ein Farbspritzgerät, wobei ein Durchlaßkanal (1) für die Farbe in der Wandung (7) eines ersten napfförmig ausgebildeten Bauelementes (2) angeordnet ist, das eine konische Ausnehmung (5) aufweist, in welche passend ein mit einer Heizeinrichtung (4) versehener konischer Ansatz (6) eines zweiten Bauelementes (3) einsetzbar ist, und wobei beide Bauelemente (2, 3) flächig lösbar miteinander verbunden sind.
  2. Durchflußerhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Ansatz (6) eine Regelungsvorrichtung umfaßt.
  3. Durchflußerhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, zueinander parallel angeordnete Durchlaßkanäle (1) vorgesehen sind.
  4. Durchflußerhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufkanäle (1) jeweils mit einem gemeinsamen Materialeinlaß (8) und einem Materialauslaß (9) in Verbindung stehen.
EP89905626A 1988-05-13 1989-05-11 Materialdurchflusserhitzer Expired - Lifetime EP0372040B1 (de)

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DE3816335A DE3816335A1 (de) 1988-05-13 1988-05-13 Materialdurchflusserhitzer

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EP0372040A1 EP0372040A1 (de) 1990-06-13
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