EP1222968A1 - Belüftungsvorrichtung für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs - Google Patents

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EP1222968A1
EP1222968A1 EP01100802A EP01100802A EP1222968A1 EP 1222968 A1 EP1222968 A1 EP 1222968A1 EP 01100802 A EP01100802 A EP 01100802A EP 01100802 A EP01100802 A EP 01100802A EP 1222968 A1 EP1222968 A1 EP 1222968A1
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EP
European Patent Office
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spray booth
supply air
exhaust
control device
supply
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EP01100802A
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English (en)
French (fr)
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EP1222968B9 (de
EP1222968B1 (de
Inventor
Frank Murlat
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Bolin Heatex Technology GmbH
Original Assignee
Bolin Heatex Technology GmbH
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Priority to DE50114835T priority patent/DE50114835D1/de
Priority to EP01100802A priority patent/EP1222968B9/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/12—Velocity of flow; Quantity of flow, e.g. by varying fan speed, by modifying cross flow area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B16/00—Spray booths
    • B05B16/60—Ventilation arrangements specially adapted therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/10—Temperature; Pressure

Definitions

  • the invention relates to a ventilation device for a spray booth of a paint shop, with a supply air fan for supplying the spray booth with supply air, an exhaust fan to extract the exhaust air the spray booth, filter devices, by means of which the Impurities entering the spray booth and that Prevent paint particles from escaping from the spray booth is drive devices by means of which the supply air and the exhaust air fan can be driven, a heating device, by means of which the temperature in the spray booth can be changed and a control device by means of which the drive devices of the supply air and extract air fans are controllable.
  • the invention has for its object the above Ventilation device for a spray booth Painting operations to develop such that the time and Further energy expenditure for the painting process of a component can be reduced.
  • the Heating device of the spray booth by means of the control device is controllable and that the control device is designed in this way is that by means of the heater for the Spray booth is a temperature level that can be specified that a Intermediate drying of a basecoat layer in the Spray booth is adapted to the component to be painted.
  • the inventive configuration results in addition to a Reduction of the time required for intermediate drying Considerable overall energy savings for the painting process. The reduction in time consumption and accordingly the resulting energy saving is all the more larger, the greater the number of basecoat layers, with which the component to be painted must be provided. Especially beneficial effects result from water-based sheets.
  • a further reduction in energy consumption can be achieved if the control device is designed such that by means of the supply air and extract air fans during one Intermediate drying process automatically with a lower Speed are operated so that a higher temperature level is also possible with a given burner output. Furthermore, it is possible to reduce the cost of changing the temperature to initiate the intermediate drying process thereby reducing that the control device is designed is that the supply air and extract air fans during an intermediate drying process operated in recirculation mode become. Air heated once by means of the heating device is then again in the spray booth due to the recirculation mode introduced, this only according to the Temperature difference to that for the intermediate drying process specified target temperature must be heated further. The Loss of heat given off to the environment is the result of this procedure significantly reduced.
  • control device is designed that a change in speed of both the supply air and Exhaust fan by means of a steady speed jump free Speed change phase is carried out.
  • the control device advantageously has a switching element on, by means of which an adjustable on the control device Setpoint for the temperature level adapted to the intermediate drying can be specified.
  • This setpoint can vary depending on the requirement profile for the intermediate drying process or for the Quality of the basecoat layer may vary.
  • the ventilation device expediently has a temperature sensor in the supply air duct Spray booth arranged and connected to the control device is. This can suitably adjust the temperature level in the supply air flow as the basic variable for the control or control of the temperature used within the spray booth become.
  • the control device be designed so that by means of it for the heating device the spray booth a second temperature level is predefinable, that of one taking place in the spray booth Spraying process is adjusted.
  • control device can be designed so that using it for the heater of the spray booth third temperature level can be specified, which to one for one Burning process carried out on the outer or clear lacquer layer is adjusted.
  • the temperature level provided for the intermediate drying process usually lies between that of the spraying process and the temperature level adapted to the firing process.
  • the drive device of the exhaust fan corresponding to the pollution of the filter device on the exhaust air side adjustable.
  • the degree of contamination of the filter device on the exhaust air side set differently so that without any flap adjustment or the like.
  • an adaptation of the the amount of air flowing through the exhaust-side filter device is possible. It is thus avoided that the drive device of the exhaust air fan virtually throughout Service life of the exchangeable exhaust-side filter device works with the power output that actually is only necessary in the event that the exhaust side Filter device at the end of its useful life more or less strongly with paint particles or the like. acted which is the permeability of the exhaust side Affect filter device.
  • a further energy saving can be achieved if a drive device of the supply air fan according to the Contamination of the filter device on the supply air side adjustable is. This will be analogous to that for the exhaust fan above described a corresponding way Energy saving in the operation of the drive device of the supply air fan reached.
  • Aeration device is in their control device as an input variable for contamination of the exhaust air side Filter device proportional parameters and, if necessary, a Contamination of the filter device on the supply air is proportional Parameters can be entered.
  • the control device is the drive device of the exhaust fan and if necessary that of the supply air fan according to the pollution of the Exhaust or supply air filter device adjustable. This is a quasi-continuous re-adjustment of the two drive devices for the exhaust air and the Supply air fan possible, so that both sides Drive devices the optimal output power available is provided. Manual adjustment of the drive devices and the associated sources of error are completely avoided.
  • the ventilation device according to the invention can with a comparatively low technical-constructive effort be realized when a pressure gauge in the spray booth is arranged by means of pressure in the spray booth to contaminate the exhaust air or supply air side Filter device proportional parameters in the control device can be entered. According to the course of the print in the spray booth, the drive device of the Exhaust fan or that of the supply air generator in one Way tracked that the two filter devices flow of air is constant.
  • Diaphragm pressure switches have proven to be special as pressure gauges proven advantageous.
  • the two drive devices as usual as electric motors are trained, their output in expediently by means of one each between the drive device and the control device Frequency converter are regulated.
  • the frequency converter that can function practically as an automatic transmission the electric motors exactly according to the needs predetermined by the degree of contamination of the filter devices Performance requirements are regulated. Furthermore are used when regulating frequency converters of the electric motors caused by the start-up of such electric motors caused peak loads avoided.
  • the control device is a tap changer assigned by means of the for each drive device different output ranges can be specified are within which each drive device accordingly the contamination of the filter device on the exhaust air and possibly on the supply air side is adjustable or controllable.
  • the tap changer can advantageously be used as a three tap changer be formed, its first stage being a standby, its second stage is a partial load and its third stage corresponds to a full load operation of the spray booth.
  • On the Standby mode can always be switched over if There are work breaks. For example, in Standby operation of the frequency converter to 40% of the maximum Power of the supply air or extract air fan set. In part-load operation, with short paintwork and with full paintwork depending on the amount of spray mist it is possible to adjust the performance of the supply air and extract air fans set to approx. 60% of the maximum output. in the Full load operation is then the maximum at the three-stage switch Supply air and extract air fan output set.
  • the ventilation device according to the invention described above achievable advantages also result in a ventilation method for a spray booth of a painting company, where the spray booth is supplied with supply air and exhaust air is extracted from the spray booth supply air entering the spray booth and that from the Extracted air from the spray booth is filtered, the supply air and the exhaust air flow can be controlled separately, and the Temperature in the spray booth is varied when at a Intermediate drying of a basecoat layer in the Spray booth to be painted component to the intermediate drying adjusted temperature level is set.
  • the supply air and exhaust air flow during of the intermediate drying process can be reduced.
  • the temperature of the supply air flow can be measured and advantageous as a basis for regulating the temperature in the Spray booth can be used.
  • the exhaust air flow is expediently independent of the Contamination of filter devices on the exhaust air constant held or changed.
  • a spray booth not shown in the figure, has a supply air fan 1 on its supply air side, by means of the ambient air is insertable into the spray booth.
  • the supply air fan 1 is a supply air side Filter device 2 assigned to the expedient an exchangeable filter cover, mat or the like. heard.
  • a pressure gauge 3 which acts as a membrane pressure switch can be trained. Using the pressure gauge 3 the pressure in the spray booth is measured.
  • the supply air fan 1 is operated by means of a first electric motor 4 driven, which is e.g. a three-phase motor can act.
  • the power output of the first electric motor 4 and thus the Speed and delivery rate of the supply air fan 1 is by means of a control device 5 and a frequency converter 6 regulated, the control device 5 one of Pressure meter 3 entered into it, the pressure curve in the Spray booth preprocessed corresponding pressure measurement signal and forwards to the first frequency converter 6, so that the power output of the assigned to the first frequency converter 6 first electric motor 4 according to the pressure curve in the spray booth and therefore according to the degree of contamination the supply-side filter device 2 regulated becomes.
  • An exhaust fan 7, which is on the exhaust side of the in Figure is not shown spray booth is used to expel air from the spray booth into the environment.
  • the exhaust fan 7 has an exhaust-side filter device 8 assigned. How the supply-side filter device 2 has also the exhaust-side filter device 8 in certain regular Periods of filter ceilings and mats to be replaced or the like.
  • the pressure measurement signal entered into it by the pressure meter 3 becomes preprocessed by the control device 5 and sent to one second frequency converter 9 forwarded, which in turn a second electric motor driving the exhaust fan 7 10 regulates.
  • the control of the second electric motor 10 takes place depending on the pressure curve in the spray booth and thus depending on the degree of pollution of the exhaust-side filter device 8.
  • the two electric motors 4, 10 are in terms of their Energy consumption depending on the degree of contamination of the two filter devices 2, 8 adjusted so that it is no longer - like in the state of the art - is required, each with that with the highest degree of contamination of the filter devices to operate required energy expenditure.
  • the control device 5 assigned a three-stage switch 11, by means of the for each electric motor 4, 10 different power output ranges are specifiable; within this given Power output areas are the two electric motors 4, 10 depending on the degree of pollution on the supply air side and the exhaust-side filter devices 8 regulated. in this connection it is possible that the predeterminable power output ranges overlap or overlap at their edges.
  • the Predeterminable power output ranges can, for example a standby, a partial load and a full load operation of the Correspond to spray booth.
  • a heater 12 e.g. preferably in the form a burner.
  • the heating device 12 the temperature inside the spray booth can be varied.
  • the heating device 12 is connected to the control device 5 connected.
  • a temperature sensor 13 arranged by means of which the temperature of the supply air flow entering the spray booth can be detected. This temperature serves as the output variable for the control the heater 12 to the inside of the spray booth required or desired temperature level to reach as soon as possible.
  • components to be painted are at least a basecoat layer, after application an intermediate drying process for each basecoat performed, in which no further paint on the Component is sprayed on.
  • the temperature level within the Spray booth can be adjusted or increased so that the for the intermediate drying process optimal temperature as quickly as possible is created.
  • control device 5 is also designed such that both the supply air fan 1 and the exhaust air fan 7 when an intermediate drying process is initiated automatically operated at a lower speed become.
  • the one required for the operation of the two fans 1, 7 This significantly reduces energy consumption.
  • control device 5 is designed such that a speed change of the supply air fan 1 or the exhaust fan 7 in a gradual transition is carried out so that speed jumps avoided in any case become.
  • a control element 15 is assigned to the control device 5, by means of on the control device 5 corresponding to the respective requirement profile variable setpoint adjustable is. This setpoint corresponds to that of the intermediate drying process adjusted temperature level what's inside the spray chamber must be observed.

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Abstract

Zur Optimierung des Ablaufs eines Lackiervorgangs in einer Spritzkabine wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine Heizeinrichtung (12) der Spritzkabine mittels einer Steuervorrichtung (5) steuerbar ist und daß die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung (12) der Spritzkabine ein Temperaturniveau vorgebbar ist, das an eine Zwischentrocknung einer Basislackschicht eines in der Spritzkabine zu lackierenden Bauteils angepaßt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Belüftungsvorrichtung für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs, mit einem Zuluftventilator zur Beaufschlagung der Spritzkabine mit Zuluft, einem Abluftventilator zur Absaugung der Abluft aus der Spritzkabine, Filtereinrichtungen, mittels denen das Eintreten von Verunreinigungen in die Spritzkabine und das Austreten von Lackpartikeln aus der Spritzkabine verhinderbar ist, Antriebseinrichtungen, mittels denen der Zuluftund der Abluftventilator antreibbar sind, einer Heizeinrichtung, mittels der die Temperatur in der Spritzkabine veränderbar ist, und einer Steuervorrichtung, mittels der die Antriebseinrichtungen des Zuluft- und des Abluftventilators steuerbar sind.
Bei dem Betrieb der vorstehend erwähnten Spritzkabinen wird ein zu lackierendes Bauteil in die Spritzkabine eingebracht. Daraufhin wird dieses Bauteil mit zumindest einer Basislackschicht versehen. Vor der Beaufschlagung des Bauteils mit einer weiteren Basislackschicht bzw. mit einer Außen- bzw. Klarlackschicht muß zunächst in einem Zwischentrocknungsvorgang die zunächst aufgebrauchte Basislackschicht vorgetrocknet bzw. -gehärtet werden. Diese Vortrocknung bzw. Vorhärtung findet bei bekannten Spritzkabinen bei etwa derjenigen Temperatur statt, bei der auch der Spritzvorgang, welcher zur Durchführung dieses der Vorhärtung bzw. -trocknung dienenden Zwischentrocknungsvorgangs unterbrochen wird, stattfindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Belüftungsvorrichtung für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs derart weiterzubilden, daß der Zeit- und der Energieaufwand für den Lackiervorgang eines Bauteils weiter reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizeinrichtung der Spritzkabine mittels der Steuervorrichtung steuerbar ist und daß die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung der Spritzkabine ein Temperaturniveau vorgebbar ist, das an eine Zwischentrocknung einer Basislackschicht eines in der Spritzkabine zu lackierenden Bauteils angepaßt ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergibt sich neben einer Reduzierung des Zeitverbrauchs für die Zwischentrocknung auch insgesamt für den Lackiervorgang eine erhebliche Energieeinsparung. Die Reduktion des Zeitverbrauchs und entsprechend auch die sich ergebende Energieeinsparung ist umso größer, je größer die Anzahl der Basislackschichten ist, mit denen das zu lackierende Bauteil versehen werden muß. Besonders vorteilhafte Wirkungen ergeben sich bei Wasserbasislakken.
Eine weitere Reduktion des Energieaufwands läßt sich erreichen, wenn die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß mittels ihr der Zuluft- und der Abluftventilator während eines Zwischentrocknungsvorgangs automatisch mit einer niedrigeren Drehzahl betrieben werden, so daß ein höheres Temperaturniveau auch bei gegebener Brennerleistung möglich ist. Des weiteren ist es möglich, den Aufwand für die Temperaturveränderung zwecks Einleitung des Zwischentrocknungsvorgangs dadurch zu reduzieren, daß die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß der Zuluft- und der Abluftventilator während eines Zwischentrocknungsvorgangs im Umluftbetrieb betrieben werden. Einmal mittels der Heizeinrichtung aufgeheizte Luft wird dann aufgrund des Umluftbetriebs erneut in die Spritzkabine eingeführt, wobei diese nur noch entsprechend der Temperaturdifferenz zur für den Zwischentrocknungsvorgang vorgegebenen Solltemperatur weiter erhitzt werden muß. Die an die Umgebung abgegebene Verlustwärme wird bei dieser Vorgehensweise erheblich reduziert.
Um zu verhindern, daß Staubaufwirbelungen auftreten, ist es vorteilhaft, wenn die Steuervorrichtung so ausgebildet ist, daß eine Drehzahländerung sowohl des Zuluft- als auch des Abluftventilators mittels einer drehzahlsprungfreien, stetigen Drehzahländerungsphase durchgeführt wird.
Vorteilhaft weist die Steuervorrichtung ein Schaltelement auf, mittels dem an der Steuervorrichtung ein einstellbarer Sollwert für das an die Zwischentrocknung angepaßte Temperaturniveau vorgebbar ist. Dieser Sollwert kann je nach Anforderungsprofil für den Zwischentrocknungsvorgang bzw. für die Qualität der Basislackschicht unterschiedlich sein.
Zweckmäßigerweise weist die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung einen Temperaturfühler auf, der im Zuluftkanal der Spritzkabine angeordnet und an die Steuervorrichtung angeschlossen ist. Hierdurch kann in geeigneter Weise das Temperaturniveau im Zuluftstrom als Basisgröße für die Steuerung bzw. Regelung der Temperatur innerhalb der Spritzkabine eingesetzt werden.
Selbstverständlich kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung die Steuervorrichtung so ausgebildet sein, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung der Spritzkabine ein zweites Temperaturniveau vorgebbar ist, das an einen in der Spritzkabine stattfindenden Spritzvorgang angepaßt ist.
Darüber hinaus kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Steuervorrichtung so ausgebildet sein, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung der Spritzkabine ein drittes Temperaturniveau vorgebbar ist, das an einen für eine Außen- bzw. Klarlackschicht durchgeführten Brennvorgang angepaßt ist.
Das für den Zwischentrocknungsvorgang vorgesehene Temperaturniveau liegt üblicherweise zwischen dem an den Spritzvorgang und dem an den Brennvorgang angepaßten Temperaturniveau.
Bei derartigen Belüftungsvorrichtungen werden die zuluftseitige und die abluftseitige Filtereinrichtung in regelmäßigen Zeitabständen ausgetauscht, um sicherzustellen, daß innerhalb der Spritzkabine erträgliche Arbeitsbedingungen vorherrschen, und daß die Umgebung der Spritzkabine nicht in unzulässiger Weise mit Lackpartikeln od.dgl. verunreinigt wird. Im Zuge des Nutzungszeitraums tritt zunehmend eine Belastung der beiden Filtereinrichtungen mit Verunreinigungen bzw. Lackpartikeln auf und somit nimmt die Durchlässigkeit der beiderseitigen Filtereinrichtungen mit zunehmender Nutzungsdauer ab.
Um den Energieverbrauch der Belüftungsvorrichtung weiter zu verringern, ist die Antriebseinrichtung des Abluftventilators entsprechend der Verschmutzung der abluftseitigen Filtereinrichtung einstellbar. Hierbei ist mit einem geringen Aufwand die Möglichkeit gegeben, den Abluftventilator in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad der abluftseitigen Filtereinrichtung unterschiedlich einzustellen, so daß ohne jedwede Klappenverstellung od.dgl. eine Anpassung der die abluftseitige Filtereinrichtung durchströmenden Luftmenge möglich ist. Es wird somit vermieden, daß die Antriebseinrichtung des Abluftventilators quasi während der gesamten Nutzungsdauer der austauschbaren abluftseitigen Filtereinrichtung mit derjenigen Leistungsabgabe arbeitet, die eigentlich nur für den Fall erforderlich ist, daß die abluftseitige Filtereinrichtung zu Ende ihres Nutzungszeitraums mehr oder weniger stark mit Lackpartikeln od.dgl. beaufschlagt ist, welche die Durchlässigkeit der abluftseitigen Filtereinrichtung beeinträchtigen.
Eine weitere Energieeinsparung ist erreichbar, wenn eine Antriebseinrichtung des Zuluftventilators entsprechend der Verschmutzung der zuluftseitigen Filtereinrichtung einstellbar ist. Hierdurch wird analog zu der vorstehend für den Abluftventilator beschriebenen Art und Weise eine entsprechende Energieeinsparung bei dem Betrieb der Antriebseinrichtung des Zuluftventilators erreicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung ist in deren Steuervorrichtung als Eingangsgröße ein zur Verschmutzung der abluftseitigen Filtereinrichtung proportionaler Parameter und ggf. ein zur Verschmutzung der zuluftseitigen Filtereinrichtung proportionaler Parameter eingebbar. Mittels der Steuervorrichtung ist die Antriebseinrichtung des Ablauftventilators und ggf. die des Zuluftventilators entsprechend der Verschmutzung der abluftseitigen bzw. zuluftseitigen Filtereinrichtung regelbar. Hierdurch ist eine quasi kontinuierliche Nachstellung der beiden Antriebseinrichtungen für den Abluft- sowie den Zuluftventilator möglich, so daß jeweils seitens der beiden Antriebseinrichtungen die optimale Abgabeleistung zur Verfügung gestellt wird. Eine manuelle Einstellung der Antriebseinrichtungen und die damit einhergehenden Fehlerquellen werden hierdurch vollständig vermieden.
Die erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung kann mit einem vergleichsweise geringen technisch-konstruktiven Aufwand verwirklicht werden, wenn in der Spritzkabine ein Druckmesser angeordnet ist, mittels Druck in der Spritzkabine als zur Verschmutzung der abluftseitigen bzw. zuluftseitigen Filtereinrichtung proportionaler Parameter in die Steuereinrichtung eingebbar ist. Entsprechend dem Verlauf des Drucks in der Spritzkabine wird dann die Antriebseinrichtung des Abluftventilators bzw. die des Zuluftgenerators in einer Weise nachgeführt, daß die die beiden Filtereinrichtungen durchströmende Luftmenge konstant ist.
Als Druckmesser haben sich Membran-Druckwächter als besonders vorteilhaft erwiesen.
Wenn die beiden Antriebseinrichtungen wie üblich als Elektromotoren ausgebildet sind, kann deren Abgabeleistung in zweckmäßiger Weise mittels jeweils eines zwischen der Antriebseinrichtung und der Steuereinrichtung angeordneten Frequenzumformers geregelt werden. Mittels der Frequenzumformer, die praktisch als Automatikgetriebe fungieren, können die Elektromotoren exakt bedarfsgerecht entsprechend der durch den Verschmutzungsgrad der Filtereinrichtungen vorgegebenen Leistungsanforderungen geregelt werden. Darüber hinaus werden bei Einsatz von Frequenzumformern zur Regelung der Elektromotoren die durch den Anlauf derartiger Elektromotoren verursachten Lastspitzen vermieden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung ist der Steuereinrichtung ein Stufenschalter zugeordnet, mittels dem für jede Antriebseinrichtung unterschiedliche Leistungsabgabebereiche vorgebbar sind, innerhalb denen jede Antriebseinrichtung entsprechend der Verschmutzung der abluft- und ggf. zuluftseitigen Filtereinrichtung einstell- bzw. regelbar ist.
Der Stufenschalter kann vorteilhaft als Dreistufenschalter ausgebildet sein, wobei seine erste Stufe einem Standby-, seine zweite Stufe einem Teillast- und seine dritte Stufe einem Vollastbetrieb der Spritzkabine entspricht. Auf den Standby-Betrieb kann immer dann übergegangen werden, wenn Arbeitsunterbrechungen vorliegen. Beispielsweise ist im Standby-Betrieb der Frequenzumformer auf 40 % der maximalen Leistung des Zuluft- bzw. des Abluftventilators eingestellt. Im Teillastbetrieb, der bei kurzen Lackierungen und bei Vollackierungen je nach Spritznebelanfall vorliegen kann, ist es möglich, die Leistung des Zuluft- und des Abluftventilators auf ca. 60 % der maximalen Leistung einzustellen. Im Vollastbetrieb wird am Dreistufenschalter dann die maximale Leistung des Zuluft- und des Abluftventilators eingestellt.
Die mit der eingangs geschilderten erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung erreichbaren Vorteile ergeben sich auch bei einem Belüftungsverfahren für eine Spritzkabine eines Lakkierbetriebs, bei dem die Spritzkabine mit Zuluft beaufschlagt und Abluft aus der Spritzkabine abgesaugt wird, die in die Spritzkabine eintretende Zuluft und die aus der Spritzkabine abgesaugte Abluft gefiltert werden, die Zuluftund die Abluftströmung separat gesteuert werden, und die Temperatur in der Spritzkabine variiert wird, wenn bei einer Zwischentrocknung einer Basislackschicht eines in der Spritzkabine zu lackierenden Bauteils ein an die Zwischentrocknung angepaßtes Temperaturniveau eingestellt wird.
Hierbei können die Zuluft- und die Abluftströmung während des Zwischentrocknungsvorgangs reduziert werden.
Des weiteren ist es möglich, die Zuluft- und die Abluftströmung während des Zwischentrocknungsvorgangs zu einer Umluftströmung zusammenzuschalten.
Zur Vermeidung von Staubaufwirbelungen ist es zweckmäßig, Änderungen der Zu- und der Abluftströmung stetig und stoßfrei durchzuführen.
Die Temperatur der Zuluftströmung kann gemessen und vorteilhaft als Grundlage zur Regelung der Temperatur in der Spritzkabine eingesetzt werden.
Des weiteren ist es möglich, bei einem in der Spritzkabine stattfindenden Spritzvorgang ein an diesen Spritzvorgang angepaßtes Temperaturniveau einzustellen.
Dasselbe gilt selbstverständlich auch für einen in der Spritzkabine stattfindenden Brennvorgang.
Zweckmäßigerweise wird die Abluftströmung unabhängig von der Verschmutzung abluftseitiger Filtereinrichtungen konstant gehalten bzw. verändert.
Dasselbe gilt selbstverständlich auch für die Zuluftströmung gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der für die vorliegende Erfindung wesentliche Bestandteile der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung gezeigt sind.
Eine in der Figur nicht dargestellte Spritzkabine hat auf ihrer Zuluftseite einen Zuluftventilator 1, mittels dem Umgebungsluft in die Spritzkabine einführbar ist. Um zu vermeiden, daß mit der Umgebungsluft Verunreinigungen in die Spritzkabine geraten, ist dem Zuluftventilator 1 eine zuluftseitige Filtereinrichtung 2 zugeordnet, zu der zweckmäßigerweise eine austauschbare Filterdecke, -matte od.dgl. gehört.
In der Spritzkabine sitzt ein Druckmesser 3, der als Membran-Druckwächter ausgebildet sein kann. Mittels des Druckmessers 3 wird der Druck in der Spritzkabine gemessen.
Der Zuluftventilator 1 wird mittels eines ersten Elektromotors 4 angetrieben, bei dem es sich z.B. um einen Drehstrommotor handeln kann.
Die Leistungsabgabe des ersten Elektromotors 4 und damit die Drehzahl und Förderleistung des Zuluftventilators 1 wird mittels einer Steuervorrichtung 5 und eines Frequenzumformers 6 geregelt, wobei die Steuervorrichtung 5 ein vom Druckmesser 3 in sie eingegebenes, dem Druckverlauf in der Spritzkabine entsprechendes Druckmeßsignal vorverarbeitet und an den ersten Frequenzumformer 6 weiterleitet, so daß die Leistungsabgabe des dem ersten Frequenzumformer 6 zugeordneten ersten Elektromotors 4 entsprechend dem Druckverlauf in der Spritzkabine und damit entsprechend dem Verschmutzungsgrad der zuluftseitigen Filtereinrichtung 2 geregelt wird.
Ein Abluftventilator 7, der auf der Abluftseite der in der Figur nicht dargestellten Spritzkabine angeordnet ist, dient dazu, Luft aus der Spritzkabine in die Umgebung auszuführen. Um zu vermeiden, daß Lackpartikel und ähnliche Verunreinigungen aus der Spritzkabine in deren Umgebung gelangen, ist dem Abluftventilator 7 eine abluftseitige Filtereinrichtung 8 zugeordnet. Wie die zuluftseitige Filtereinrichtung 2 hat auch die abluftseitige Filtereinrichtung 8 in bestimmten regelmäßigen Zeiträumen auszutauschende Filterdecken, -matten od.dgl.
Das vom Druckmesser 3 in sie eingegebene Druckmeßsignal wird von der Steuereinrichtung 5 vorverarbeitet und an einen zweiten Frequenzumformer 9 weitergeleitet, der seinerseits einen den Abluftventilator 7 antreibenden zweiten Elektromotor 10 regelt. Die Regelung auch des zweiten Elektromotors 10 erfolgt in Abhängigkeit vom Druckverlauf in der Spritzkabine und damit in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad der abluftseitigen Filtereinrichtung 8.
Die beiden Elektromotoren 4, 10 sind hinsichtlich ihres Energieverbrauchs an den Verschmutzungsgrad der beiden Filtereinrichtungen 2, 8 angepaßt, so daß es nicht mehr - wie beim Stand der Technik - erforderlich ist, sie jeweils mit der bei höchstem Verschmutzungsgrad der Filtereinrichtungen erforderlichen Energieaufwand zu betreiben.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Steuereinrichtung 5 ein Dreistufenschalter 11 zugeordnet, mittels dem für jeden Elektromotor 4, 10 unterschiedliche Leistungsabgabebereiche vorgegebbar sind; innerhalb dieser vorgegebenen Leistungsabgabebereiche werden die beiden Elektromotoren 4, 10 in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad der zuluftseitigen und der abluftseitigen Filtereinrichtungen 8 geregelt. Hierbei ist es möglich, daß sich die vorgebbaren Leistungsabgabebereiche an ihren Rändern überlappen bzw. überlagern. Die vorgebbaren Leistungsabgabebereiche können beispielsweise einem Standby-, einem Teillast- und einem Vollastbetrieb der Spritzkabine entsprechen.
In der in der einzigen Figur nicht dargestellten Spritzkabine ist eine Heizeinrichtung 12, z.B. vorzugsweise in Form eines Brenners, vorgesehen. Mittels der Heizeinrichtung 12 kann die Temperatur innerhalb der Spritzkabine variiert werden. Hierzu ist die Heizeinrichtung 12 an die Steuervorrichtung 5 angeschlossen.
Um eine Ausgangsgröße für die Steuerung bzw. Regelung der Heizeinrichtung 12 zu schaffen, ist im Zuluftkanal der in der einzigen Figur nicht dargestellten Spritzkabine ein Temperaturfühler 13 angeordnet, mittels dem die Temperatur des in die Spritzkabine eintretenden Zuluftstroms erfaßbar ist. Diese Temperatur dient als Ausgangsgröße für die Steuerung der Heizeinrichtung 12, um innerhalb der Spritzkabine das jeweils erforderliche bzw. gewünschte Temperaturniveau schnellstmöglich zu erreichen.
In der Spritzkabine werden zu lackierende Bauteile mit zumindest einer Basislackschicht versehen, wobei nach Auftragen jeder Basislackschicht zunächst ein Zwischentrocknungsvorgang durchgeführt, bei dem kein weiterer Lack auf das Bauteil aufgespritzt wird.
Mittels der Heizeinrichtung 12 und einer Reduzierung des Luftdurchsatzes kann zu Beginn eines derartigen Zwischentrocknungsvorgangs das Temperaturniveau innerhalb der Spritzkabine so eingestellt bzw. erhöht werden, daß die für den Zwischentrocknungsvorgang optimale Temperatur schnellstmöglich geschaffen wird.
Selbstverständlich ist es auch möglich, sowohl für den Spritzvorgang als auch für den Brennvorgang, mit dem die Klar- oder Außenlackbeschichtung ausgehärtet wird, jeweils die optimale Temperatur kurzfristig innerhalb der Spritzkabine einzustellen.
Somit wird für jeden bei einer Lackierung eines Bauteils in der Spritzkabine anfallenden Verfahrensschritt das jeweils optimale Temperaturniveau innerhalb der Spritzkabine eingeregelt, so daß sich insgesamt eine Verkürzung des Lackiervorgangs mit einem damit einhergehenden reduzierten technisch-wirtschaftlichen Aufwand ergibt.
Hierzu ist des weiteren die Steuervorrichtung 5 so ausgebildet, daß sowohl der Zuluftventilator 1 als auch der Abluftventilator 7 bei der Einleitung eines Zwischentrocknungsvorgangs automatisch mit einer niedrigeren Drehzahl betrieben werden. Der für den Betrieb der beiden Ventilatoren 1, 7 erforderliche Energieaufwand wird hierdurch erheblich reduziert.
Wie bei der prinzipiellen Darstellung in der einzigen Figur durch den Doppelpfeil 14 angedeutet, ist es möglich, durch eine in der einzigen Figur nicht dargestellte Leitungsanpasung bzw. -umschaltung den Zuluftventilator 1 und den Abluftventilator 7 während eines Zwischentrocknungsvorgangs im Umluftbetrieb zu fahren. Hierdurch kann die zur Durchführung des Zwischentrocknungsvorgangs nach einem Spritzvorgang erforderliche Temperaturerhöhung innerhalb der Spritzkabine in einem kürzeren Zeitraum herbeigeführt werden, wobei darüber hinaus der Energieaufwand zur Aufheizung der Luft in der Spritzkabine weiter reduziert werden kann.
Um in jedem Fall unerwünschte Staubaufwirbelungen u.dgl. zu vermeiden, ist die Steuervorrichtung 5 so ausgebildet, daß mittels ihr eine Drehzahländerung des Zuluftventilators 1 oder des Abluftventilators 7 in einem allmählichen Übergang durchgeführt wird, so daß Drehzahlsprünge in jedem Fall vermieden werden.
Der Steuervorrichtung 5 ist ein Schaltelement 15 zugeordnet, mittels dem an der Steuervorrichtung 5 ein entsprechend dem jeweiligen Anforderungsprofil variabler Sollwert einstellbar ist. Dieser Sollwert entspricht dem an den Zwischentrocknungsvorgang angepaßten Temperaturniveau, was innerhalb der Spritzkammer einzuhalten ist.

Claims (26)

  1. Belüftungsvorrichtung für eine Spritzkabine eines Lakkierbetriebs, mit einem Zuluftventilator (1) zur Beaufschlagung der Spritzkabine mit Zuluft, einem Abluftventilator (7) zur Absaugung der Abluft aus der Spritzkabine, Filtereinrichtungen (2, 8), mittels denen das Eintreten von Verunreinigungen in die Spritzkabine und das Austreten von Lackpartikeln aus der Spritzkabine verhinderbar ist, Antriebseinrichtungen (4, 10), mittels denen der Zuluft- (1) und der Abluftventilator (7) antreibbar sind, einer Heizeinrichtung (12), mittels der die Temperatur in der Spritzkabine veränderbar ist, und einer Steuervorrichtung (5), mittels denen die Antriebseinrichtungen (4, 10) des Zuluft- (1) und des Abluftventilators (7) steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (12) der Spritzkabine mittels der Steuervorrichtung (5) steuerbar ist und daß die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung (12) der Spritzkabine ein Temperaturniveau vorgebbar ist, das an eine Zwischentrocknung einer Basislackschicht eines in der Spritzkabine zu lakkierenden Bauteils angepaßt ist.
  2. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß mittels ihr der Zuluft- (1) und der Abluftventilator (7) während eines Zwischentrocknungsvorgangs automatisch mit einer niedrigeren Drehzahl betreibbar sind.
  3. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß der Zuluft- (1) und der Abluftventilator (7) während eines Zwischentrocknungsvorgangs im Umluftbetrieb betreibbar sind.
  4. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß eine Drehzahländerung sowohl des Zuluft- (1) als auch des Abluftventilators (7) mittels einer drehzahlsprungfreien, stetigen Drehzahländerungsphase durchführbar ist.
  5. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Steuervorrichtung (5) ein Schaltelement (15) aufweist, mittels dem an der Steuervorrichtung (5) ein einstellbarer Sollwert für das an die Zwischentrocknung angepaßte Temperaturniveau vorgebbar ist.
  6. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Temperaturfühler (13), der im Zuluftkanal der Spritzkabine angeordnet und an den die Steuervorrichtung (5) angeschlossen ist.
  7. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung (12) der Spritzkabine ein zweites Temperaturniveau vorgebbar ist, das an einen in der Spritzkabine stattfindenden Spritzvorgang angepaßt ist.
  8. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Steuervorrichtung (5) so ausgebildet ist, daß mittels ihr für die Heizeinrichtung (12) der Spritzkabine ein drittes Temperaturniveau vorgebbar ist, das an einen für eine Außen- bzw. Klarlackschicht durchgeführten Brennvorgang angepaßt ist.
  9. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das an die Zwischentrocknung angepaßte Temperaturniveau zwischen dem an den Spritzvorgang und dem an den Brennvorgang angepaßten Temperaturniveau liegt.
  10. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Antriebseinrichtung (10) des Abluftventilators (7) entsprechend der Verschmutzung der abluftseitigen Filtereinrichtung (8) einstellbar ist.
  11. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Antriebseinrichtung (4) des Zuluftventilators (1) entsprechend der Verschmutzung der zuluftseitigen Filtereinrichtung (2) einstellbar ist.
  12. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der der Steuervorrichtung (5) als Eingangsgröße ein zur Verschmutzung der abluftseitigen Filtereinrichtung (8) proportionaler Parameter und/oder ein zur Verschmutzung der zuluftseitigen Filtereinrichtung (2) proportionaler Parameter eingebbar ist bzw. sind und bei der die Antriebseinrichtung (10) des Abluftventilators (7) und/oder die Antriebseinrichtung (4) des Zuluftventilators (1) mittels der Steuervorrichtung (5) entsprechend der Verschmutzung der abluftseitigen bzw. zuluftseitigen Filtereinrichtung (8, 2) regelbar ist bzw. sind.
  13. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 12, bei der in der Spritzkabine ein Druckmesser (3) angeordnet ist, mittels dem der Druck in der Spritzkabine als zur Verschmutzung der abluftseitigen bzw. zuluftseitigen Filtereinrichtung (8, 2) proportionaler Parameter in die Steuervorrichtung (5) eingebbar ist.
  14. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Druckmesser (3) als Membran-Druckwächter ausgebildet ist.
  15. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der jede Antriebseinrichtung (4, 10) als Elektromotor ausgebildet ist, dessen Antriebsleistung mittels eines zwischen ihm und der Steuervorrichtung angeordneten Frequenzumformers (6, 9) regelbar ist.
  16. Belüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der der Steuervorrichtung (5) ein Stufenschalter (11) zugeordnet ist, mittels dem für jede Antriebseinrichtung (4, 10) unterschiedliche Leistungsabgabebereiche vorgebbar sind, innerhalb denen jede Antriebseinrichtung (4, 10) entsprechend der Verschmutzung der zuluft- und ggf. abluftseitigen Filtereinrichtung (2, 8) einstell- bzw. regelbar ist.
  17. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 16, bei der der Stufenschalter als Dreistufenschalter (11) ausgebildet ist, dessen erste Stufe einem Standby-, dessen zweite Stufe einem Teillast- und dessen dritte Stufe einem Vollastbetrieb der Spritzkabine entspricht.
  18. Belüftungsverfahren für eine Spritzkabine eines Lackierbetriebs, bei dem die Spritzkabine mit Zuluft beaufschlagt und Abluft aus der Spritzkabine abgesaugt wird, die in die Spritzkabine eintretende Zuluft und die aus der Spritzkabine abgesaugte Abluft gefiltert werden, die Zuluft- und die Abluftströmung separat gesteuert werden, und die Temperatur in der Spritzkabine variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zwischentrocknung einer Basislackschicht eines in der Spritzkabine zu lackierenden Bauteils ein an die Zwischentrocknung angepaßtes Temperaturniveau eingestellt wird.
  19. Belüftungsverfahren nach Anspruch 18, bei dem die Zuluft- und die Abluftströmung während des Zwischentrocknungsvorgangs reduziert werden.
  20. Belüftungsverfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem die Zuluft- und die Abluftströmung während des Zwischentrocknungsvorgangs zu einer Umluftströmung zusammengeschaltet werden.
  21. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem Änderungen der Zu- und der Abluftströmung stetig und stoßfrei durchgeführt werden.
  22. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, bei dem die Temperatur der Zuluftströmung gemessen und als Grundlage zur Regelung der Temperatur in der Spritzkabine eingesetzt wird.
  23. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, bei dem in der Spritzkabine bei einem in der Spritzkabine stattfindenden Spritzvorgang ein an den Spritzvorgang angepaßtes Temperaturniveau eingestellt wird.
  24. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, bei dem bei einem in der Spritzkabine stattfindenden Brennvorgang ein an den Brennvorgang angepaßtes Temperaturniveau eingestellt wird.
  25. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, bei dem die Abluftströmung unabhängig von der Verschmutzung abluftseitiger Filtereinrichtungen (8) konstant gehalten bzw. verändert wird.
  26. Belüftungsverfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, bei dem die Zuluftströmung unabhängig von der Verschmutzung zuluftseitiger Filtereinrichtungen (2) konstant gehalten bzw. verändert wird.
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