EP1588780A1 - Fluidisierungskörper mit Elektroden für eine Pulverbeschichtungsanlage - Google Patents

Fluidisierungskörper mit Elektroden für eine Pulverbeschichtungsanlage Download PDF

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EP1588780A1
EP1588780A1 EP05003917A EP05003917A EP1588780A1 EP 1588780 A1 EP1588780 A1 EP 1588780A1 EP 05003917 A EP05003917 A EP 05003917A EP 05003917 A EP05003917 A EP 05003917A EP 1588780 A1 EP1588780 A1 EP 1588780A1
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EP
European Patent Office
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fluidizing
powder
electrode
coating powder
coating
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EP05003917A
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English (en)
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EP1588780B1 (de
Inventor
Markus Treppschuh
Hans-Georg Fritz
Thomas Dürr
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Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/14—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
    • B05B7/1404—Arrangements for supplying particulate material

Definitions

  • the invention relates to a fluidizing body for fluidization a coating powder according to the preamble of Claim 1.
  • the coating powder In powder coating plants, the coating powder is in usually in the fluidized state as a powder-air mixture transported, with the powder-air mixture similar to a liquid behaves and therefore easily promoted can.
  • the generation of the powder-air mixture is also called Fluidization refers to and usually takes place in one Powder chamber, as for example from US 4,615,649 and WO 94/22589 is known.
  • the powder chamber is here with the Coating powder filled, with the bottom of the powder chamber consists of a porous material that is permeable to air, but is powder impermeable.
  • a fluid floor designated bottom of the powder chamber is used to produce the Powder-air mixture compressed air injected into the powder chamber, whereby the coating powder is fluidized.
  • the fluid bottom usually consists of an electric insulating material, because the electrostatically charged Powder dust particles otherwise attracted to the fluid bottom would, resulting in contaminants on the fluid floor could lead.
  • a disadvantage of the above-described powder chamber for Fluidization of the coating powder is the fact that between the electrostatically charged coating powder and the electrically insulating fluid bottom or in reverse Direction electrical discharges can occur, the in a coating powder with a high particulate matter content and a correspondingly low minimum ignition energy to one Inflammation of the powder-air mixture can result.
  • a fluidizing device in which two electrodes are arranged in the powder chamber are.
  • the one electrode is in this case within the powder chamber arranged in the upper area and is in operation charged to high voltage.
  • the other electrode is against it within the powder chamber in the lower area above the Fluid bottom arranged and electrically grounded.
  • Operational An electric current forms between these two electrodes Field off, causing the located in the powder chamber Powder particles are electrostatically charged and therefore adhere better to the workpiece to be coated, therefore is electrically grounded.
  • the grounded electrode is used but only as an earth electrode for electrical charging the powder particles and does not prevent their electrostatic Charging by the electrically insulating Fluid soil is caused.
  • the grounded Electrode in this case a separate component, which the production cost elevated.
  • the invention is therefore based on the object, the beginning to improve the known fluid floor described above, that inflammations of the powder-air mixture by electrical Discharges between the coating powder and the fluid bottom or in the reverse direction even at a high particulate matter can be reliably prevented.
  • the invention comprises the general technical teaching, a Provide electrode assembly, via the static electricity is derived from the coating powder before the stored charge amount is sufficient for an electrical Discharge the ignition energy of the powder-air mixture to exceed.
  • the fluidizing body according to the invention therefore preferably has an electrode assembly, which in the fluidization body is integrated.
  • electrode assembly which in the fluidization body is integrated.
  • the electrode arrangement may be formed, for example, as a grid be, wherein the grid-shaped electrode arrangement is preferably embedded in the surface of the fluidizing body is.
  • the grid-shaped electrode arrangement preferably on the side arranged the powder-air mixture.
  • the grid-shaped electrode arrangement divides the surface of the fluidization body into a plurality of grid surfaces, each having a size of less than 500 cm 2 , 250 cm 2 , 100 cm 2 , 50 cm 2 , 25 cm 2 , 20 cm 2 , 16 cm 2 or 4 cm 2 have.
  • This dimensioning of the lattice-shaped electrode arrangement is advantageous, since in this way it is also possible to use coating powders whose ignition energy is less than 3 mJ.
  • the electrode arrangement for discharging static electricity at least a pointed electrode passing through the porous material the fluidizing body is guided, wherein the free tip of the electrode preferably in the powder chamber protrudes.
  • the electrode assembly even a plurality of pointed electrodes due to the porous material of the fluidizing body through and over the fluidizing body are distributed so that the pointed electrodes quasi make a needle carpet.
  • the individual pointed electrodes of this needle carpet each include free surfaces of the fluidizing body, the size of the free surfaces preferably being less than 500 cm 2 , 250 cm 2 , 100 cm 2 , 50 cm 2 , 25 cm 2 , 20 cm 2 , 16 cm 2 or 4 cm 2 .
  • This offers the advantage that it is also possible to use coating powder which has an ignition energy of less than 3 mJ.
  • the electrode arrangement on the other hand, several electrode rings on the surface the fluidization body arranged and electrically connected to each other.
  • the electrode rings be circular or elliptical, however, are also non-circular configurations of the electrode rings possible.
  • the electrode rings each include an annular area of less than 500 cm 2 , 250 cm 2 , 100 cm 2 , 50 cm 2 , 25 cm 2 , 20 cm 2 , 16 cm 2 or 4 cm 2 .
  • This in turn offers the advantage that it is also possible to use a coating powder which has an ignition energy of less than 3 mJ.
  • the porous material of the Fluidizing body is preferably electrically insulating, an attraction between the fluidizing body material and the electrostatically charged powder dust particles to prevent.
  • the porous material of the fluidization body according to the invention preferably also electrically insulating.
  • the invention is not based on plate-shaped Fluidizing body is limited, as in described in the cited prior art. Rather, the fluidizing body, for example, also be tubular, with the fluidizing air from the inside the tubular fluidizing body by the Wall blown outward into the powder chamber becomes.
  • the electrode assembly for dissipation of static electricity for example, on the lateral surface arranged the tubular fluidization body be, wherein the above-described different variants possible are.
  • the invention includes not only those described above Fluidizing body according to the invention as a single Component, but also a fluidization device with such a fluidizing body.
  • the coating powder used has a specific Ignition, while between the coating powder and the fluid bottom or in the reverse direction electrical Discharges may occur due to design have a maximum discharge energy.
  • the construction of the Fluid bottom and the other parts of the fluidization device is hereby preferably designed so that the maximum Discharge energy less than the ignition energy of the coating powder is, so that discharge-related ignitions of the powder-air mixture can be prevented. This is possible For example, achieve that the electrode assembly for dissipating static electricity from the coating powder has sufficiently many pointed electrodes.
  • the maximum discharge energy can be in the inventive Fluidizing device also lower, that the free Area between the individual electrodes (e.g., pointed electrodes, Ring electrodes) of the electrode assembly reduced becomes.
  • the maximum discharge energy is below this of 3 mJ, so that also coating powder with a high particulate matter and a correspondingly small Ignition energy of less than 3 mJ.
  • the electrode assembly in the inventive Fluidizing device preferably grounded or is at least at a near-ground electric potential held.
  • the electrical voltage is between the electrode assembly and mass so in the range between 0 V and 10 kV, with any maximum values within this interval are possible. For example, the voltage less than 5kV, 1kV, 500V, 250V, 100V or 20V be.
  • the electrode arrangement of the fluidization body according to the invention So not at high voltage potential.
  • the invention also encompasses a complete powder coating system with such a fluidization device according to the invention and the use of an inventive Fluidizing body for fluidizing a coating powder in a coating plant.
  • FIG. 1 shows an inventive Fluidizing device 1 for fluidizing a coating powder in a powder coating plant, wherein the powder coating system be carried out conventionally can.
  • the fluidizing device 1 consists essentially of a bottom part 2, a patch on the bottom part 2 cylindrical Wall 3, a cover 4 and a Fluidleitersteil 5, between the wall 3 and the bottom part of the second is fixed.
  • the lid 4, the wall 3 and the fluidization bottom 5 limit Here, a powder chamber 6, in which in operation a fluidized powder-air mixture is located.
  • the Fluidleitersteil 5 consists of a porous, air-permeable, but powder-impermeable material, so that from the fluid air chamber 7 compressed air in the powder chamber 6 is blown and thereby in the powder chamber. 6 fluidized coating powder located.
  • a powder extraction line 9 arranged over which the fluidized powder-air mixture can be sucked out of the powder chamber 6.
  • Figure 2 shows a perspective view of a preferred Embodiment of the Fluidmaschines Camills 5, the in FIG 1 shown fluidizing device.
  • the electrode arrangement 10 is designed such that a coating powder with an ignition energy of less than 3 mJ can be used.
  • the maximum discharge energy is therefore less than 3 mJ in the fluidization device 1 and is below the powder-specific ignition energy.
  • the grid-shaped electrode arrangement 10 includes in each case grid surfaces which have a size of less than 250 cm 2 .
  • a special feature of this embodiment is that the electrode assembly 10 of a plurality of ring electrodes exist on the surface of the Fluidmaschinesteils 5 on the powder chamber 6 facing side embedded and electrically connected to each other, wherein the entire electrode assembly 10 is electrically grounded.
  • the individual ring electrodes each include an annular area which is smaller than 250 cm 2 , so that it is also possible to use a coating powder whose ignition energy is less than 3 mJ.
  • a special feature of this embodiment is that the electrode assembly of a variety of needle-shaped Electrodes 11, which are axially through the fluidization bottom 5 are passed through, wherein the tip of the electrodes 11 on the powder chamber 6 facing side of Fluidization bottom 5 protrudes from the fluidization bottom 5, static electricity from that in the powder chamber 6 derived coating powder can be derived.
  • the pointed electrodes 11 each have an electrode head 12, wherein the electrode heads 12 of the individual electrodes 11 of the electrode assembly 10 with each other by electrical connections 13th connected to each other.
  • the electrode assembly 10 thus forms a quasi one Electrode carpet, which is an excessive and safety-endangering Charging the powder-air mixture in the powder chamber 6 prevented.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of a tubular fluidizing body 14, wherein the fluidizing body 14 a wall 15 made of a porous material which is permeable to air but powder-impermeable. For fluidization of coating powder is so hereby from inside the tubular fluidizing body 14 Compressed air through the wall 15 therethrough into a Blown powder chamber.
  • the outer circumferential surface of the tubular fluidizing body 14 is in this case with a grid-shaped electrode arrangement covered, circulating in the circumferential direction Electrodes 16 and axially extending electrodes 17, wherein this grid-shaped electrode assembly is electrically grounded is.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fluidisierungskörper (5) zur Fluidisierung eines Beschichtungspulvers mit einem Fluidisierungsgas, wobei der Fluidisierungskörper (5) mindestens teilweise aus einem für das Fluidisierungsgas durchlässigen und für das Beschichtungspulver undurchlässigen Material besteht. Es wird vorgeschlagen, dass der Fluidisierungskörper (5) eine Elektrodenanordnung (10) aus einem elektrisch leitfähigen Material aufweist, um statische Elektrizität von dem Beschichtungspulver abzuleiten und dadurch eine Entzündung des Pulver-Luft-Gemischs zu verhindern. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Fluidisierungskörper zur Fluidisierung eines Beschichtungspulvers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In Pulverbeschichtungsanlagen wird das Beschichtungspulver in der Regel im fluidisierten Zustand als Pulver-Luft-Gemisch transportiert, wobei sich das Pulver-Luft-Gemisch ähnlich wie eine Flüssigkeit verhält und deshalb leicht gefördert werden kann. Die Erzeugung des Pulvers-Luft-Gemischs wird auch als Fluidisierung bezeichnet und erfolgt üblicherweise in einer Pulverkammer, wie sie beispielsweise aus US 4 615 649 und WO 94/22589 bekannt ist. Die Pulverkammer ist hierbei mit dem Beschichtungspulver gefüllt, wobei der Boden der Pulverkammer aus einem porösen Material besteht, das luftdurchlässig ist, aber pulverundurchlässig ist. Durch den auch als Fluidboden bezeichneten Boden der Pulverkammer wird zur Erzeugung des Pulver-Luft-Gemischs Druckluft in die Pulverkammer eingeblasen, wodurch das Beschichtungspulver fluidisiert wird.
Der Fluidboden besteht hierbei üblicherweise aus einem elektrisch isolierenden Material, weil die elektrostatisch aufgeladenen Pulverstaubteilchen ansonsten von dem Fluidboden angezogen würden, was zu Verunreinigungen an dem Fluidboden führen könnte.
Nachteilig an der vorstehend beschriebenen Pulverkammer zur Fluidisierung des Beschichtungspulvers ist die Tatsache, dass zwischen dem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungspulver und dem elektrisch isolierenden Fluidboden oder in umgekehrter Richtung elektrische Entladungen auftreten können, die bei einem Beschichtungspulver mit einem hohen Feinstaubanteil und einer entsprechend geringen Mindestzündenergie zu einer Entzündung des Pulver-Luft-Gemischs führen können.
Weiterhin ist aus US 5 518 546 eine Fluidisierungsvorrichtung bekannt, bei der in der Pulverkammer zwei Elektroden angeordnet sind. Die eine Elektrode ist hierbei innerhalb der Pulverkammer im oberen Bereich angeordnet und wird im Betrieb auf Hochspannung aufgeladen. Die andere Elektrode ist dagegen innerhalb der Pulverkammer im unteren Bereich oberhalb des Fluidbodens angeordnet und elektrisch geerdet. Im Betrieb bildet sich zwischen diesen beiden Elektroden ein elektrisches Feld aus, wodurch die in der Pulverkammer befindlichen Pulverteilchen elektrostatisch aufgeladen werden und deshalb besser an dem zu beschichtenden Werkstück anhaften, das deshalb elektrisch geerdet ist. Die geerdete Elektrode dient hierbei jedoch nur als Erdelektrode für die elektrische Aufladung der Pulverteilchen und verhindert nicht deren elektrostatische Aufladung, die durch den elektrisch isolierenden Fluidboden verursacht wird. Darüber hinaus ist die geerdete Elektrode hierbei ein separates Bauteil, was den Fertigungsaufwand erhöht.
Weiterhin sind aus DE-OS 27 04 714, US 3 660 136, US 4 078 519 und DE 32 37 830 A1 Fluidisierungsvorrichtungen mit Hochspannungselektroden bekannt. Die Hochspannungselektroden dienen hierbei jedoch gerade nicht zur Ableitung statischer Elektrizität, sondern haben gerade umgekehrt die Aufgabe, die Pulverteilchen in der Pulverkammer elektrostatisch aufzuladen, damit die Pulverteilchen besser an dem zu beschichtenden Werkstück haften, das deshalb elektrisch geerdet ist.
Schließlich ist aus WO 03/097247 A1 eine weitere herkömmliche Fluidisierungsvorrichtung bekannt, die keine Elektrodenanordnung aufweist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen bekannten Fluidboden dahingehend zu verbessern, dass Entzündungen des Pulver-Luft-Gemischs durch elektrische Entladungen zwischen dem Beschichtungspulver und dem Fluidboden oder in umgekehrter Richtung auch bei einem hohen Feinstaubanteil sicher verhindert werden.
Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Fluidisierungskörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, eine Elektrodenanordnung vorzusehen, über die statische Elektrizität von dem Beschichtungspulver abgeleitet wird, bevor die gespeicherte Ladungsmenge ausreicht, um bei einer elektrischen Entladung die Zündenergie des Pulver-Luft-Gemischs zu überschreiten.
Der erfindungsgemäße Fluidisierungskörper weist also vorzugsweise eine Elektrodenanordnung auf, die in den Fluidisierungskörper integriert ist. Davon zu unterscheiden sind Elektrodenanordnungen, die baulich von dem Fluidisierungskörper getrennt und räumlich beabstandet angeordnet sind.
Die Elektrodenanordnung kann beispielsweise als Gitter ausgebildet sein, wobei die gitterförmige Elektrodenanordnung vorzugsweise in die Oberfläche des Fluidisierungskörpers eingelassen ist. Bei einem plattenförmigen Fluidisierungskörper entsprechend dem eingangs erwähnten Stand der Technik ist die gitterförmige Elektrodenanordnung vorzugsweise auf der Seite des Pulver-Luft-Gemischs angeordnet.
Vorzugsweise unterteilt die gitterförmige Elektrodenanordnung die Oberfläche des Fluidisierungskörpers in mehrere Gitterflächen, die jeweils eine Größe von weniger als 500 cm2, 250 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 25 cm2, 20 cm2, 16 cm2 oder 4 cm2 aufweisen. Diese Dimensionierung der gitterförmigen Elektrodenanordnung ist vorteilhaft, da sich auf diese Weise auch Beschichtungspulver verwenden lassen, deren Zündenergie kleiner als 3 mJ ist.
In einer anderen Variante der Erfindung weist die Elektrodenanordnung zur Ableitung statischer Elektrizität dagegen mindestens eine spitze Elektrode auf, die durch das poröse Material des Fluidisierungskörpers hindurch geführt ist, wobei die freie Spitze der Elektrode vorzugsweise in die Pulverkammer hineinragt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Elektrodenanordnung sogar eine Vielzahl von spitzen Elektroden auf, die durch das poröse Material des Fluidisierungskörpers hindurch ragen, und über den Fluidisierungskörper verteilt angeordnet sind, so dass die spitzen Elektroden quasi einen Nadelteppich bilden.
Die einzelnen spitzen Elektroden dieses Nadelteppichs schließen jeweils freie Flächen des Fluidisierungskörpers ein, wobei die Größe der freien Flächen vorzugsweise geringer als 500 cm2, 250 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 25 cm2, 20 cm2, 16 cm2 oder 4 cm2 ist. Dies bietet den Vorteil, dass sich auch Beschichtungspulver einsetzen lässt, das eine Zündenergie von weniger als 3 mJ aufweist.
In einer anderen Variante der Erfindung weist die Elektrodenanordnung dagegen mehrere Elektrodenringe auf, die an der Oberfläche des Fluidisierungskörpers angeordnet und elektrisch miteinander verbunden sind. Die Elektrodenringe können beispielsweise kreisförmig oder ellipsenförmig sein, jedoch sind auch unrunde Gestaltungen der Elektrodenringe möglich.
Vorzugweise schließen die Elektrodenringe hierbei jeweils eine Ringfläche von weniger als 500 cm2, 250 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 25 cm2, 20 cm2, 16 cm2 oder 4 cm2 ein. Dies bietet wiederum den Vorteil, dass sich auch ein Beschichtungspulver einsetzen lässt, das eine Zündenergie von weniger als 3 mJ aufweist.
Es wurde bereits vorstehend bei der Erörterung des Standes der Technik darauf hingewiesen, dass das poröse Material des Fluidisierungskörpers vorzugsweise elektrisch isolierend ist, um eine Anziehung zwischen dem Material des Fluidisierungskörpers und den elektrostatisch aufgeladenen Pulverstaubteilchen zu verhindern. Aus dem gleichen Grund ist das poröse Material des erfindungsgemäßen Fluidisierungskörpers vorzugsweise ebenfalls elektrisch isolierend.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht auf plattenförmige Fluidisierungskörper beschränkt ist, wie sie in dem eingangs zitierten Stand der Technik beschrieben werden. Vielmehr kann der Fluidisierungskörper beispielsweise auch schlauchförmig sein, wobei die Fluidisierungsluft aus dem Inneren des schlauchförmigen Fluidisierungskörpers durch dessen Wandung hindurch nach außen in die Pulverkammer geblasen wird.
Bei einer derartigen schlauchförmigen Gestaltung des Fluidisierungskörpers kann die Elektrodenanordnung zur Ableitung der statischen Elektrizität beispielsweise auf der Mantelfläche des schlauchförmigen Fluidisierungskörpers angeordnet sein, wobei die vorstehend beschriebenen verschiedenen Varianten möglich sind.
Die Erfindung umfasst jedoch nicht nur den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Fluidisierungskörper als einzelnes Bauteil, sondern auch eine Fluidisierungsvorrichtung mit einem derartigen Fluidisierungskörper.
Hierbei weist das verwendete Beschichtungspulver eine bestimmte Zündenergie auf, während zwischen dem Beschichtungspulver und dem Fluidboden oder in umgekehrter Richtung elektrische Entladungen auftreten können, die konstruktionsbedingt eine maximale Entladeenergie aufweisen. Die Konstruktion des Fluidbodens und der sonstigen Teile der Fluidisierungsvorrichtung ist hierbei vorzugsweise so ausgelegt, dass die maximale Entladeenergie kleiner als die Zündenergie des Beschichtungspulvers ist, damit entladungsbedingte Zündungen des Pulver-Luft-Gemischs verhindert werden. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass die Elektrodenanordnung zur Ableitung statischer Elek-trizität von dem Beschichtungspulver hinreichend viele spitze Elektroden aufweist. Die maximale Entladeenergie lässt sich bei der erfindungsgemäßen Fluidisierungsvorrichtung auch dadurch senken, dass die freie Fläche zwischen den einzelnen Elektroden (z.B. spitze Elektroden, Ringelektroden) der Elektrodenanordnung verkleinert wird.
Vorzugsweise liegt die maximale Entladeenergie hierbei unterhalb von 3 mJ, so dass sich auch Beschichtungspulver mit einem hohen Feinstaubanteil und einer entsprechend kleinen Zündenergie von weniger als 3 mJ einsetzen lässt.
Zur Ableitung der statischen Elektrizität von dem Beschichtungspulver ist die Elektrodenanordnung bei der erfindungsgemäßen Fluidisierungsvorrichtung vorzugsweise geerdet oder wird zumindest auf einem erdnahen elektrischen Potential gehalten. Vorzugsweise liegt die elektrische Spannung zwischen der Elektrodenanordnung und Masse also im Bereich zwischen 0 V und 10 kV, wobei beliebige Maximalwerte innerhalb dieses Intervalls möglich sind. Beispielsweise kann die Spannung kleiner als 5 kV, 1kV, 500 V, 250 V, 100 V oder 20 V sein. Im Gegensatz zu dem eingangs zitierten Stand der Technik liegt die Elektrodenanordnung des erfindungsgemäßen Fluidisierungskörpers also gerade nicht auf Hochspannungspotential.
Ferner umfasst die Erfindung auch eine vollständige Pulverbeschichtungsanlage mit einer derartigen erfindungsgemäßen Fluidisierungsvorrichtung sowie die Verwendung eines erfindungsgemäßen Fluidisierungskörpers zur Fluidisierung eines Beschichtungspulvers in einer Beschichtungsanlage.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
eine vereinfachte Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Fluidisierungsvorrichtung,
Figur 2
ein Ausführungsbeispiel des Fluidbodens der Fluidisierungsvorrichtung aus Figur 1 mit einer gitterförmigen Elektrodenanordnung,
Figur 3
ein anderes Ausführungsbeispiel des Fluidisierungsbodens der Fluidisierungsvorrichtung aus Figur 1 mit einer Elektrodenanordnung mit mehreren ringförmigen Elektroden,
Figur 4A und 4B
ein weiteres Ausführungsbeispiel des Fluidisierungsbodens der Fluidisierungsvorrichtung aus Figur 1 mit zahlreichen nadelförmigen Elektroden zur Ableitung statischer Elektrizität sowie
Figur 5
einen schlauchförmigen Fluidisierungskörper mit einer gitterförmigen Elektrodenanordnung zur Ableitung statischer Elektrizität.
Die Querschnittsansicht in Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Fluidisierungsvorrichtung 1 zur Fluidisierung eines Beschichtungspulvers in einer Pulverbeschichtungsanlage, wobei die Pulverbeschichtungsanlage herkömmlich ausgeführt sein kann.
Die Fluidisierungsvorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Bodenteil 2, einer auf das Bodenteil 2 aufgesetzten zylindrischen Wandung 3, einem Deckel 4 sowie einem Fluidisierungsboden 5, der zwischen der Wandung 3 und dem Bodenteil 2 fixiert ist.
Der Deckel 4, die Wandung 3 und der Fluidisierungsboden 5 begrenzen hierbei eine Pulverkammer 6, in der sich im Betrieb ein fluidisiertes Pulver-Luft-Gemisch befindet.
Unterhalb des Fluidisierungsbodens 5 befindet sich in dem Bodenteil 2 eine Fluidluftkammer 7, in die über eine Fluidluftleitung 8 Druckluft eingeblasen wird.
Der Fluidisierungsboden 5 besteht hierbei aus einem porösen, luftdurchlässigen, aber pulverundurchlässigen Material, so dass aus der Fluidluftkammer 7 Druckluft in die Pulverkammer 6 eingeblasen wird und dadurch das in der Pulverkammer 6 befindliche Beschichtungspulver fluidisiert.
In der Wandung 3 der Pulverkammer 6 ist eine Pulverentnahmeleitung 9 angeordnet, über die das fluidisierte Pulver-Luft-Gemisch aus der Pulverkammer 6 abgesaugt werden kann.
Darüber hinaus ist in der Wandung 3 der Pulverkammer 6 eine Entlüftung angeordnet, die zur Vereinfachung nicht dargestellt ist und eine Ableitung überschüssiger Druckluft aus der Pulverkammer 6 ermöglicht.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Fluidisierungsbodens 5, der in Figur 1 gezeigten Fluidisierungsvorrichtung 1.
Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass an der Oberseite des Fluidisierungsbodens 5 eine gitterförmige Elektrodenanordnung 10 eingelassen ist, wobei die Elektrodenanordnung 10 des Fluidisierungsbodens 5 elektrisch geerdet ist, um elektrostatische Elektrizität von dem in der Pulverkammer 6 befindlichen Beschichtungspulver abzuleiten. Dies verhindert, dass das in der Pulverkammer 6 befindliche Beschichtungspulver soweit aufgeladen werden kann, dass Entladungen mit einer Entladeenergie auftreten können, welche die Zündenergie des verwendeten Beschichtungspulvers übersteigt, was zu einer Entzündung des Pulver-Luft-Gemischs führen könnte.
Die Elektrodenanordnung 10 ist hierbei so ausgelegt, dass sich ein Beschichtungspulver mit einer Zündenergie von weniger als 3 mJ einsetzen lässt. Die maximale Entladeenergie ist also bei der Fluidisierungsvorrichtung 1 kleiner als 3 mJ und liegt unterhalb der pulverspezifischen Zündenergie. Hierzu schließt die gitterförmige Elektrodenanordnung 10 jeweils Gitterflächen ein, die eine Größe von weniger als 250 cm2 aufweisen.
Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fluidisierungsbodens stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung zu Figur 2 verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Elektrodenanordnung 10 aus einer Vielzahl von Ringelektroden bestehen, die an der Oberfläche des Fluidisierungsbodens 5 auf der der Pulverkammer 6 zugewandten Seite eingelassen und elektrisch miteinander verbunden sind, wobei die gesamte Elektrodenanordnung 10 elektrisch geerdet ist.
Die einzelnen Ringelektroden schließen hierbei jeweils eine Ringfläche ein, die kleiner als 250 cm2 ist, so dass sich auch ein Beschichtungspulver einsetzen lässt, dessen Zündenergie kleiner als 3 mJ ist.
Das in den Figuren 4A und 4B dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fluidisierungsbodens stimmt ebenfalls weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen weitgehend auf die vorstehende Beschreibung zu Figur 2 verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Elektrodenanordnung aus einer Vielzahl von nadelförmigen Elektroden 11 besteht, die axial durch den Fluidisierungsboden 5 hindurch geführt sind, wobei die Spitze der Elektroden 11 auf der der Pulverkammer 6 zugewandten Seite des Fluidisierungsbodens 5 aus dem Fluidisierungsboden 5 herausragt, um statische Elektrizität von dem in der Pulverkammer 6 befindlichen Beschichtungspulver ableiten zu können.
Auf der gegenüberliegenden Seite weisen die spitzen Elektroden 11 jeweils einen Elektrodenkopf 12 auf, wobei die Elektrodenköpfe 12 der einzelnen Elektroden 11 der Elektrodenanordnung 10 untereinander durch elektrische Verbindungen 13 miteinander verbunden sind.
Die Elektrodenanordnung 10 bildet hierbei also quasi einen Elektrodenteppich, der eine übermäßige und sicherheitsgefährdende Aufladung des in der Pulverkammer 6 befindlichen Pulver-Luft-Gemischs verhindert.
Figur 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines schlauchförmigen Fluidisierungskörpers 14, wobei der Fluidisierungskörper 14 eine Wandung 15 aus einem porösen Material aufweist, das luftdurchlässig, aber pulverundurchlässig ist. Zur Fluidisierung von Beschichtungspulver wird hierbei also aus dem Inneren des schlauchförmigen Fluidisierungskörpers 14 Druckluft durch die Wandung 15 hindurch nach außen in eine Pulverkammer geblasen.
Die äußere Mantelfläche des schlauchförmigen Fluidisierungskörpers 14 ist hierbei mit einer gitterförmigen Elektrodenanordnung bedeckt, die aus in Umfangsrichtung umlaufenden Elektroden 16 und axial verlaufenden Elektroden 17 besteht, wobei diese gitterförmige Elektrodenanordnung elektrisch geerdet ist.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.
Bezugszeichenliste:
1
Fluidisierungsvorrichtung
2
Bodenteil
3
Wandung
4
Deckel
5
Fluidisierungsboden
6
Pulverkammer
7
Fluidluftkammer
8
Fluidluftzuleitung
9
Pulverentnahmeleitung
10
Elektrodenanordnung
11
Elektroden
12
Elektrodenkopf
13
Verbindung
14
Fluidisierungskörper
15
Wandung

Claims (18)

  1. Fluidisierungskörper (5, 14) zur Fluidisierung eines Beschichtungspulvers mit einem Fluidisierungsgas, wobei der Fluidisierungskörper (5, 14) mindestens teilweise aus einem für das Fluidisierungsgas durchlässigen und für das Beschichtungspulver undurchlässigen Material besteht, gekennzeichnet durch eine Elektrodenanordnung (10) aus einem elektrisch leitfähigen Material zur Ableitung statischer Elektrizität von dem Beschichtungspulver.
  2. Fluidisierungskörper (5, 14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (10) ein Gitter aufweist.
  3. Fluidisierungskörper (5, 14) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter in die Oberfläche des Fluidisierungskörpers (5, 14) eingelassen ist.
  4. Fluidisierungskörper (5, 14) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter die Oberfläche des Fluidisierungskörpers (5, 14) in Gitterflächen unterteilt, die jeweils eine Größe von weniger als 500 cm2, 250 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 25 cm2, 20 cm2, 16 cm2 oder 4 cm2 aufweisen.
  5. Fluidisierungskörper (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (10) mindestens eine spitze Elektrode (11) aufweist, die durch das poröse Material hindurch geführt ist.
  6. Fluidisierungskörper (5) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (10) eine Vielzahl von spitzen Elektroden (11) aufweist, die durch das poröse Material hindurchgeführt und über den Fluidisierungskörper (5) verteilt angeordnet sind.
  7. Fluidisierungskörper (5) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den spitzen Elektroden (11) eine freie Fläche des Fluidisierungskörpers (5) liegt, die eine Größe von weniger als 500 cm2, 250 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 25 cm2, 20 cm2, 16 cm2 oder 4 cm2 aufweist.
  8. Fluidisierungskörper (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (10) mehrere Elektrodenringe aufweist, die an der Oberfläche des Fluidisierungskörpers (5) angeordnet und elektrisch miteinander verbunden sind.
  9. Fluidisierungskörper (5) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenringe jeweils eine Ringfläche von weniger als 500 cm2, 250 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 25 cm2, 20 cm2, 16 cm2 oder 4 cm2 einschließen.
  10. Fluidisierungskörper (5, 14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material elektrisch isolierend ist.
  11. Fluidisierungskörper (5, 14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidisierungskörper (5, 14) plattenförmig oder schlauchförmig ist.
  12. Fluidisierungskörper (14) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (16, 17) auf der Mantelfläche des schlauchförmigen Fluidisierungskörpers (14) angeordnet ist.
  13. Fluidisierungsvorrichtung (1) mit einem Fluidisierungskörper (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  14. Fluidisierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungspulver eine bestimmte Zündenergie aufweist, während elektrische Entladungen zwischen dem Beschichtungspulver und der Elektrodenanordnung (10) eine maximale Entladeenergie aufweisen, wobei die maximale Entladeenergie kleiner als die Zündenergie ist.
  15. Fluidisierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündenergie des Beschichtungspulvers kleiner als 3 mJ ist und/oder dass die maximale Entladeenergie kleiner als 3 mJ ist.
  16. Fluidisierungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenanordnung (10) geerdet ist oder auf einem erdnahen elektrischen Potential liegt.
  17. Pulverbeschichtungsanlage mit einer Fluidisierungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  18. Verwendung eines Fluidisierungskörpers (5, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Fluidisierung eines Beschichtungspulvers in einer Beschichtungsanlage.
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