EP1752399B1 - Vorrichtung und Methode zum Fördern von Pulver - Google Patents

Vorrichtung und Methode zum Fördern von Pulver Download PDF

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EP1752399B1
EP1752399B1 EP05017597A EP05017597A EP1752399B1 EP 1752399 B1 EP1752399 B1 EP 1752399B1 EP 05017597 A EP05017597 A EP 05017597A EP 05017597 A EP05017597 A EP 05017597A EP 1752399 B1 EP1752399 B1 EP 1752399B1
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EP
European Patent Office
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valve
powder
vacuum
compressed air
conveying
Prior art date
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EP05017597A
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English (en)
French (fr)
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EP1752399A1 (de
Inventor
Leopold Von Keudell
Daniel Ziwica
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J Wagner AG
Original Assignee
J Wagner 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
    • B05B7/1459—Arrangements for supplying particulate material comprising a chamber, inlet and outlet valves upstream and downstream the chamber and means for alternately sucking particulate material into and removing particulate material from the chamber through the valves

Definitions

  • a powder coating plant is a plant for coating workpieces with powder.
  • the powder is conveyed by means of a conveying device from a powder storage container and transported to a powder spray gun, in order then to be applied by means of the powder spray gun to the workpiece to be coated.
  • the conveyor may be, for example, a pump or a venturi-type injector.
  • the system also includes a booth into which the workpieces are coated. The excess, not adhering to the workpiece powder is collected, transported to egg nem powder container and can then be used again for coating.
  • the invention relates to a device for conveying powder, which is also referred to below as a conveying device, and a method for operating the device.
  • the conveying device can be used, for example, for transporting the powder to the spray gun or also for the return transport of the excess powder.
  • a pump for coating powder includes a pump chamber into which powder is sucked by vacuum and from which the powder is blown out by means of compressed air. By means of several pinch valves, the transport of the powder into the pump chamber and out of the pump chamber is controlled.
  • the pump chamber is formed by a lutt terme umane, for example made of porous polyethylene sleeve.
  • the powder inlet valve is closed, the powder outlet valve is opened and the powder sucked into the sleeve is blown out of the sleeve by means of purging air.
  • the powder outlet valve is opened and the powder sucked into the sleeve is blown out of the sleeve by means of purging air.
  • the powder inlet valve is closed, the powder outlet valve is opened and the powder sucked into the sleeve is blown out of the sleeve by means of purging air.
  • the powder can close the pores of the sleeve. This in turn reduces the suction and delivery rate of the pump, the pump will not operate at a constant rate over time, the operating characteristics of the pump will change and the sleeve will wear out. If the parameters of the pump change too much, replace the sleeve with a new sleeve.
  • the powder feed pump comprises a feed chamber with an inlet which can be closed by an inlet valve, and an outlet which can be closed by an outlet valve.
  • a vacuum connection is provided in order to generate a negative pressure in the delivery chamber through which powder can be sucked.
  • the vacuum connection can be closed by a suction valve.
  • a device for the pneumatic conveying of powdery substances known.
  • the device comprises a pipe system, wherein a volume is sucked in with negative pressure and discharged with overpressure for continuation.
  • a metering chamber which can be alternately filled and emptied via a control device, is provided for metering the pulverulent substance.
  • a supply line and a discharge line connected to this metering chamber on the one hand - with the interposition of a filter - a gas pressure line and a suction line and on the other hand.
  • a pneumatic conveying device for dusty or granular material, such as cement, flour, grain or fertilizer with a suction device is known.
  • the conveying device comprises two containers and a compressor.
  • the containers are operated alternately with suction or pressure conveying.
  • the switched on pressure conveying container is connected to a pressure conveying line.
  • An object of the invention is to provide a device for conveying powder and a method for operating the device, wherein the number of moving parts and the wear are minimized.
  • the device according to the invention also works over a longer period of time with constant power.
  • the device according to the invention for conveying powder has a delivery chamber which is arranged between a powder inlet valve and a powder outlet valve.
  • the delivery chamber is connected via a first channel to a vacuum valve via which in the delivery chamber a negative pressure can be generated.
  • the delivery chamber is connected via a second and a third channel with a compressed air valve.
  • the third channel is arranged so that compressed air can be blown through it in the direction of the inlet valve.
  • the inventive method for conveying powder with the powder conveying device comprises the following work cycles.
  • a negative pressure is generated in the delivery chamber.
  • the powder is sucked into the delivery chamber and then the powder is blown out of the delivery chamber in a third operating cycle.
  • the second channel is arranged opposite to the first channel.
  • the third channel is provided to connect the delivery chamber to the compressed air valve.
  • the third channel is arranged so that compressed air can be blown through it in the direction of the inlet valve. This allows the powder to be blown even better from the delivery chamber.
  • the compressed air valve and the vacuum valve are designed as solenoid valves.
  • the vacuum valve may be connected to an injector or other vacuum generator.
  • the inventive device To solve the problem is also proposed in the inventive device to connect the vacuum valve with a vacuum tank.
  • the tank forms a vacuum reservoir and relieves the vacuum pump.
  • the inlet valve and the outlet valve may be formed as hose valves.
  • the delivery chamber is formed as a straight channel and arranged the inlet valve at one end of the straight channel and the outlet valve at the other end of the straight channel.
  • the inlet valve and the outlet valve are closed in the first cycle and the vacuum valve is opened.
  • the vacuum valve is closed and the inlet valve is opened.
  • the inlet valve is closed and the outlet valve and the compressed air valve are opened.
  • the working cycles of the two devices are carried out offset in time from one another. This can increase the flow rate and make the powder flow more uniform. The powder flow then pulsates less.
  • the delivery rate can be adjusted via the frequency of the power strokes, the discharge air pressure, the vacuum, the opening time of the vacuum valve, the opening time of the inlet valve and / or the volume of the delivery chamber.
  • FIG. 1 is a possible embodiment of the conveyor device according to the invention shown in a three-dimensional view.
  • the conveyor comprises two parallel powder conveyors, which are summarized in an assembly. In principle, any number of powder conveyors can be combined to form an assembly.
  • the first powder conveyor has an intake valve EV1, a vacuum valve VV1, a compressed air valve DV1 and an exhaust valve AV1.
  • the second powder conveyor also has an inlet valve EV2, a vacuum valve VV2, compressed air valve DV2 and an outlet valve AV2.
  • the delivery chambers of the two powder conveyors are housed in a common housing 5. About a pressure air connection 6, which is attached to the housing 5, the two powder conveyors can be supplied with compressed air DL. In addition, a vacuum port 7 is provided on the housing 5.
  • the vacuum port 7 can be connected to a vacuum pump, which in FIG. 1 not shown, to be able to generate a negative pressure in the delivery chambers of the two powder conveyors can.
  • the two intake valves EV1 and EV2 as well as the two exhaust valves AV1 and AV2 are at the in FIG. 1 shown embodiment designed as pneumatically controlled pinch valves.
  • the two compressed air valves DV1 and DV2 as well as the two vacuum valves VV1 and VV2, on the other hand, are opened and closed via an electric actuator.
  • FIG. 2 the Pulverfordervoriques is shown in cross section along the section line AA.
  • the first inlet valve EV1 can be connected via an intake 4 with a powder hose or a powder line.
  • an elastic valve tube 2 is arranged, the inner cross section of which is reduced when it is acted upon by the valve control port 3 with compressed air DL.
  • the powder channel in the inlet valve EV1 is thereby closed.
  • the valve tube 2 is guided inside the housing 1 of the inlet valve EV1.
  • the inlet valve housing 1 is funnel-shaped on the inlet side and on the outlet side, so that on the inlet side, the conically shaped intake manifold 4 in the mounted state presses the valve tube 2 to the funnel-shaped inlet of the inlet valve housing 1.
  • the inlet valve housing 1 On the outlet side, the inlet valve housing 1 is provided with an external thread, so that it can be screwed into the housing 5.
  • the housing 5 is conically shaped on the inlet side and presses in the assembled state the valve tube 2 against the funnel-shaped inner wall of the inlet valve housing 1.
  • the valve tube 2 is fixed at its ends and also forms a sufficient seal.
  • valve tube 2 When the valve tube 2 is pressurized with compressed air, a pressure chamber is formed between the inlet valve housing 1 and the valve tube 2, which becomes larger the higher the air pressure generated by the compressed air DL. Finally, when the air pressure is high enough, the vertical hose 2 deforms so much that the powder intake passage in the intake valve EV1 is completely closed.
  • the exhaust valve AV1 which is arranged on the downstream side of the delivery chamber FK1, is identical to the Inlet valve EV1.
  • a powder hose or a powder line for removing the powder can be connected.
  • the control of the exhaust valve AV2 is via the valve control port 21 which is screwed into the Auslrawventilgephaseuse 19.
  • the valve tube of the exhaust valve AV1 is indicated by the reference numeral 20.
  • the vacuum valve VV1 is arranged in the upstream section of the delivery chamber FK1.
  • the vacuum valve VV1 is formed as a solenoid valve or electrically driven valve.
  • the valve stem 13 of the vacuum valve VV1 is guided in a guide sleeve 12 and moved by an electromagnetic valve drive 11. If the vacuum valve VV1 is open, so that the valve tappet 13 releases the channel 8 to the delivery chamber FK1, a negative pressure can be generated in the delivery chamber FK1.
  • the compressed air valve DV1 is disposed.
  • the pressure air valve DV1 may also be formed as a solenoid or solenoid valve. Its valve tappet 17 is guided in a guide sleeve 16 and moved over the valve drive 15. If the compressed air valve DV1 is opened, the two channels 9 and 10 are free, so that compressed air can flow into the delivery chamber FK1.
  • the channel 9 is arranged in the housing 5 so that an upstream compressed air flow is formed. As a result, the residual powder present in the upstream end of the delivery chamber FK1 can also be blown out of the delivery chamber 1.
  • the channel 10 is located directly opposite the channel 8, so that the through the channel 10 flowing compressed air DL the channel 8 freed of powder residues.
  • the vacuum valve VV1 and the inlet valve EV1 are closed, the outlet valve AV1 is opened and compressed air is blown through the delivery chamber FK1 in the direction of the outlet connection 22 via the open compressed air valve DV1.
  • the vacuum valve VV1 and the exhaust valve AV1 are closed, and the inlet valve EV1 and the compressed air valve DV 1 are opened.
  • compressed air flows through the two compressed air ducts 9 and 10 upstream through the inlet valve EV1 to the intake manifold 4.
  • the powder still in the powder conduit is thus blown back into the powder reservoir.
  • the longitudinal axis of the powder conveying device is identified by the reference LA and the conveying direction of the powder by P.
  • FIG. 3 is the in FIG. 1 shown powder conveying device along the section line BB shown in cross section.
  • compressed air DL is blown into the delivery chamber FK 1 when the first compressed air valve DV1 is opened. If, however, the compressed air valve DV2 is opened, compressed air DL is blown into the delivery chamber FK2 via the channel 40 and the channel 42. If the compressed air valve DV1 is closed and the vacuum valve VV1 is opened, air is sucked out of the delivery chamber FK1 from the delivery chamber FK1 via the channel 8 and the bore 41. Is the compressed air valve DV2 closed and the vacuum valve VV2 open, air is sucked from the delivery chamber FK2 via the channel 43 and the channel 41 from the delivery chamber FK2.
  • FIG. 4 is shown in the form of a block diagram of the first cycle of the Pulverforderers.
  • the function of the first working cycle can also be described as "creating underpressure" or "building up underpressure”.
  • the inlet valve EV1 which is connected via a powder line with a powder reservoir 30, closed.
  • the outlet valve Av1 which is connected via a powder line 31 with a powder spray gun 32, is closed.
  • the compressed air valve DV1 which is connected via a compressed air line with a compressed air tank 34 and a compressed air pump 33, closed.
  • the negative pressure valve VV1 connected to a negative pressure tank 35 and a vacuum pump 36 is opened. As a result, a negative pressure is generated in the delivery chamber FK1.
  • FIG. 5 a second operating cycle is initiated in FIG. 5 is shown, the vacuum valve VV1 closed and the inlet valve EV1 open.
  • the function of the second cycle can also be described as "aspirate powder”. As a result, the powder flows from the powder reservoir 30 into the delivery chamber FK1.
  • a third working cycle which in FIG. 6 is shown, the inlet valve EV1 closed again.
  • the exhaust valve AV1 and the compressed air valve DV1 are opened so that the powder flows in the direction of the powder spray gun 32 by means of the compressed air injected into the delivery chamber FK1.
  • the function of the third working cycle can also be described as "blow out powder”.
  • FIG. 7 is shown in the form of a block diagram, the powder delivery device with two delivery chambers FK1 and FK2.
  • the control of the valves DV1, VV1, EV1, AV1, DV2, VV2, EV2 and AV2 by means of a controller 45.
  • the controller 45 generates at its outputs S1 to S4 electrical control signals for controlling the electrically operated valves DV1, DV2, VV1 and V V2.
  • the controller 45 controls the two intake valves EV1 and EV2 and the two exhaust valves AV1 and AV2 by means of compressed air.
  • the compressed air tank 34 and the vacuum tank 35 are optional. They serve to relieve the two pumps 33 and 36.
  • the tanks 34 and 35 are particularly helpful when several powder conveyors are connected.
  • the pump 36 for generating the negative pressure for example, an injector, a piston pump, a diaphragm pump or other vacuum generator can be used.
  • the Forder aroma the Fordervoriques can be adjusted, inter alia, on the frequency of the power strokes. Since no damping element, such as a porous sleeve or an air filter is arranged between the delivery chamber FK1 / FK2 and the vacuum valve VV1 / VV2, but only an air duct, the required negative pressure in the delivery chamber FK1 / FK2 is reached very quickly. As a result, if desired, the first power stroke during which the delivery chamber is evacuated can be kept very short in time.
  • no damping element such as a porous sleeve or an air filter
  • the delivery rate is determined by the air pressure used to blow out the powder from the delivery chamber, the amount of negative pressure, the time during which the negative pressure valve is open, the time during which the inlet valve is open, the time duration during which the compressed air valve is open and set for the length of time the outlet valve is open.
  • the volume of the delivery chamber also has an influence on the delivery rate. As a rule, it is favorable to design the delivery chamber oblong.
  • the ratio of diameter to length is preferably between 1: 2 and 1:10. The mentioned parameters can be adjusted by means of the controller 45.
  • the valves can be designed as self-closing valves.
  • the powder conveying device according to the invention is not limited to the embodiment shown in the figures.
  • the intake valves EV1 and EV2 and the exhaust valves AV1 and AV2 may be formed as non-return valves or as ball valves instead of pinch valves.
  • the conveyor device according to the invention can be operated in any spatial orientation.
  • the conveyor can thus be installed both standing and lying depending on the structural conditions.
  • a further advantage of the invention is that the delivery chambers FK1 and FK2 have no dead space, so that the same amount of powder is conveyed with each powder delivery cycle. As a result, a high constancy in the delivery rate can be achieved.
  • the powder delivery rate can be further increased.
  • the powder transport can be made more continuous. Pulsation of the powder flow is avoided.
  • One possibility is, for example, that when the first powder conveyor executes the second power stroke "suction powder", the second powder conveyor performs the first power stroke "build-up of negative pressure".
  • the second Fulverannaer delayed by one clock compared to the first powder conveyor.
  • the second powder conveyor it is also possible for the second powder conveyor to follow the power stroke of the first powder conveyor with two decelerations. That is, when the first powder conveyor performs the third power cycle "blow out powder", the second powder conveyor performs the first "generate negative pressure" power stroke.
  • the control of the two powder conveyors takes place, as already mentioned, by means of the controller 45.

Description

    Technisches Gebiet
  • Eine Pulverbeschichtungsanlage ist eine Anlage zum Beschichten von Werkstücken mit Pulver. Dazu wird das Pulver mit einer Fördervorrichtung aus einem Pulvervorratsbehälter gefördert und zu einer Pulversprühpistole transportiert, um dann mit Hilfe der Pulversprühpistole auf das zu beschichtende Werkstück aufgebracht zu werden. Die Fördervorrichtung kann beispielsweise eine Pumpe oder ein nach dem venturi-Frinzip arbeitender Injektor sein. In der Regel umfasst die Anlage auch eine Kabine, in die Beschichtung der Werkstücke erfolgt. Das überschüssige, nicht am Werkstück haftende Pulver wird gesammelt, zu ei nem Pulverbehälter transportiert und kann dann erneut zum Beschichten verwendet werden.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Pulver, die im Folgenden auch als Fördervorrichtung bezeichnet wird, sowie ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung. Die Fördervorrichtung kann beispielsweise zum Transportieren des Pulvers zur Sprühpistole oder auch zum Rücktransport des überschüssigen Pulvers verwendet werden.
    • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik WO 2005/051549 A1 ist eine Pumpe für Beschichtungspulver bekannt. Die Pumpe umfasst eine Pumpenkammer, in die Pulver durch Unterdruck gesaugt wird und aus der das Pulver mittels Druckluft ausgeblasen wird. Mit Hilfe mehrerer Quetschventile wird der Transport des Pulvers in die Pumpenkammer und aus der Pumpenkammer gesteuert. Die Pumpenkammer wird durch eine luttdurchlässige, beispielsweise aus porösem Polyethylen bestehende Hülse gebildet. Indem das Pulvereinlassventil geöffnet und von außen durch die Hülse hindurch die Luft aus der Pumpenkammer abgesaugt wird, wird Pulver in die Hülse gesaugt. Anschließend wird das Pulvereinlassventil geschlossen, das Pulverauslassventil geöffnet und das in die Hülse gesaugte Pulver mittels Spülluft aus der Hülse herausgeblasen. Um die Luft ausreichend schnell durch die poröse Wand der Hülse hindurch zu saugen, wird viel Energie benötigt. Andernfalls baut sich der erforderliche Unterdruck im Inneren der Hülse erst langsam auf. Regelungstechnisch betrachtet, bildet die Hülse ein Verzöge rungsglied. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass Pulver die Poren der Hülse verschließen kann. Dies wiederum reduziert die Saug und Förderleistung der Pumpe, die Pumpe arbeitet im Laufe der Zeit nicht mehr mit einer konstanten Leistung, die Betriebskennlinie der Pumpe verändert sich und die Hülse verschleißt. Verändern sich die Parameter der Pumpe zu stark muss die Hülse durch eine neue Hülse ersetzt werden.
  • Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik WO 2004/087331 A1 eine Pumpe zum Fördern von Beschichtungspulver bekannt, die ein luftdurchlässiges Filterelement aufweist und nach dem oben beschriebenen Prinzip arbeitet. Auch diese Pumpe ist mit den oben genannten Nachteilen behaftet.
  • Aus der Druckschrift EP 1 566 352 A2 sind eine Pulverförderpumpe und das dazugehörige Betriebsverfahren bekannt. Die Pulverförderpumpe umfasst eine Förderkammer mit einem Einlass, der durch ein Einlassventil verschliessbar ist, und einem Auslass, der durch ein Auslassventil verschliessbar ist. Zudem ist ein Unterdruckanschluss vorgesehen, um in der Förderkammer einen unterdruck zu erzeugen, durch den Pulver eingesaugt werden kann. Der Unterdruckanschluss ist durch ein Absaugventil verschliessbar.
  • Zudem ist aus dem Stand der Technik DE 199 59 468 A1 eine Vorrichtung zum pneumatischen Fördern pulverförmiger Stoffe bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein Rohrsystem, wobei ein Volumen mit Unterdruck angesaugt und mit Überdruck zur Weiterführung abgegeben wird. Innerhalb des Rohrsysteme ist eine über ein Steuerorgan wechselweise füll- und entleerbare Dosierkammer zum Dosieren des pulverförmigen Stoffes vorhanden. An diese Dosierkammer sind einerseits - unter Zwischenschaltung eines Filters - eine Gasdruckleitung und eine Saugleitung sowie andererseits eine Zuführleitung und eine Austragsleitung angeschlossen.
  • Aus der Druckschrift DE 24 37 799 ist eine pneumatische Fördervorrichtung für staubförmiges oder körniges Gut, wie Zement, Mehl, Getreide oder Kunstdünger mit einer Absaugeinrichtung bekannt. Die Fördervorrichtung umfasst zwei Behälter und einen Kompressor. Die Behälter werden wechselweise mit Saugförderung oder Druckförderung betrieben. Der auf Druckförderung geschaltete Behälter ist mit einer Druckförderleitung verbunden.
  • Schliesslich ist aus der Druckschrift DE 101 21 934 A1 ein Verfahren zum pneumatischen Fördern pulverförmiger Stoffe und dessen Anwendung beim Kaltgasspritzen bekannt. Dabei wird der pulverförmige Stoff in einem Rohrsystem in ein Volumen mit Unterdruck angesaugt und mit Überdruck zur Weiterführung abgegeben. Innerhalb des Rohrsystems befindet sich eine Dosierkammer, die zum Dosieren des pulverförmigen Stoffes wechselweise gefüllt und geleert wird.
    • Darstellung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Fördern von Pulver und ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung anzugeben, wobei die Anzahl der bewegten Teile und der Verschleiß minimiert sind.
  • Vorteilhafter Weise arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung auch über einen längeren Zeitraum hin mit konstanter Leistung.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Fördern von Pulver mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fördern von Pulver weist eine Förderkammer auf, die zwischen einem Pulvereinlassventil und einem Pulverauslassventil angeordnet ist. Die Förderkammer ist über einen ersten Kanal mit einem Unterdruckventil verbunden, über das in der Förderkammer ein Unterdruck erzeugbar ist. Zudem ist die Förderkammer über einen zweiten und einen dritten Kanal mit einem Druckluftventil verbunden. Der dritte Kanal ist so angeordnet, dass durch ihn Druckluft in Richtung des Einlassventils geblasen werden kann.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Berteiben der Vorrichtung zum Fördern von Pulver mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Fördern von Pulver mit der Pulverfördervorrichtung umfasst folgende Arbeitstakte. In einem ersten Arbeitstakt wird in der Förderkammer ein Unterdruck erzeugt. Dann wird in einem zweiten Arbeitstakt das Pulver in die Förderkammer gesaugt und anschließend wird in einem dritten Arbeitstakt das Pulver aus der Förderkammer ausgeblasen.
  • Vorteilhafte weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den abhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmalen.
  • Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der zweite Kanal gegenüber dem ersten Kanal angeordnet. Dadurch wird beim Ausblasen des Pulvers aus der Förderkammer auch Druckluft in den ersten Kanal, welcher das Unterdruckventil mit der Förderkammer verbindet, geblasen und dieser gereinigt.
  • Vorteilhafter Weise ist bei der erfindungemäßen Vorrichtung der dritte Kanal vorgesehen, um die Förderkammer mit dem Druckluftventil zu verbinden. Der dritte Kanal ist so angeordnet, dass durch ihn Druckluft in Richtung des Einlassventils geblasen werden kann. Dadurch kann das Pulver noch besser aus der Förderkammer ausgeblasen werden.
  • Zudem ist es von Vorteil, wenn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Druckluftventil und das Unterdruckventil als Magnetventile ausgebildet sind.
  • Darüber hinaus kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Unterdruckventil mit einem Injektor oder einem anderen Vakuumerzeuger verbunden sein.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ferner vorgeschlagen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Unterdruckventil mit einem Unterdrucktank zu verbinden. Der Tank bildet einen Unterdruckspeicher und entlastet die Unterdruckpumpe.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Einlassventil und das Auslassventil als Schlauchventile ausgebildet sein.
  • Bei einer weiterbildung der erfindungsgemaßen vorrichtung ist die Förderkammer als gerader Kanal ausgebildet und das Einlassventil am einen Ende des geraden Kanals und das Auslassventil am anderen Ende des geraden Kanals angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das Pulver auf einem geraden Weg transportiert wird und dadurch die Gefahr des Anbackens oder Ansinterns des Pulvers an den wanden der Förderkammer reduziert wird.
  • Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im ersten Arbeitstakt das Einlassventil und das Auslassventil geschlossen und das Unterdruckventil geöffnet. Im zweiten Arbeitstakt wird das Unterdruckventil geschlossen und das Einlassventil geöffnet. Im dritten Arbeitstakt wird das Einlassventil geschlossen und das Auslassventil und das Druckluftventil werden geöffnet.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Fördern von Pulver mit zwei der oben angegebenen Vorrichtungen werden die Arbeitstakte der beiden Vorrichtungen zeitlich zueinander versetzt durchgeführt. Dadurch kann die Förderleistung vergrößert und der Pulverstrom gleichmäßiger werden. Der Pulverstrom pulsiert dann weniger.
  • Schließlich kann beim erfindungsgemäßen Verfahren die Förderleistung über die Frequenz der Arbeitstakte, den Ausblasluftdruck, den Unterdruck, die Öffnungszeit des Unterdruckventils, die Öffnungszeit des Einlassventils und/oder das Volumen der Förderkammer eingestellt werden.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit mehreren Ausführungsbeispielen anhand von sieben Figuren weiter erläutert.
    • Figur 1
    zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung in einer dreidimensionalen Ansicht.
    Figur 2
    zeigt die in Figur 1 dargestellte Fördervorrichtung im Querschnitt.
    Figur 3
    zeigt einen zweiten Querschnitt der in Figur 1 dargestellten Fördervorrichtung.
    Figur 4
    zeigt in einem Blockschaltbild den ersten Arbeitstakt der Fördervorrichtung.
    Figur 5
    zeigt in einem zweiten Blockschaltbild den zweiten Arbeitstakt der Fördervorrichtung.
    Figur 6
    zeigt in einem dritten Blockschaltbild den dritten Arbeitstakt der Fördervorrichtung.
    Figur
    7 zeigt in einem Blockschaltbild der Fordervorrichtung mit zwei Förderkammern.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • in Figur 1 ist eine mogliche Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung in einer dreidimensionalen Ansicht gezeigt. Die Fördervorrichtung umfasst zwei parallel angeordnete Pulverförderer, die in einer Baugruppe zusammenfasst sind. Im Prinzip lassen sich so beliebig viele Pulverförderer zu einer Baugruppe zusammenfassen. Der erste Pulverförderer weist ein Einlassventil EV1, ein Unterdruckventil VV1, ein Druckluftventil DV1 und ein Auslassventil AV1 auf. Der zweite Pulverförderer weist ebenfalls ein Einlassventil EV2, ein Unterdruckventil VV2, Druckluftventil DV2 und ein Auslassventil AV2 auf. Die Förderkammern der beiden Pulverförderer sind in einem gemeinsamen Gehäuse 5 untergebracht. Über einen Druck luftanschluss 6, welcher am Gehäuse 5 befestigt ist, können die beiden Pulverförderer mit Druckluft DL versorgt werden. Zudem ist ein Unterdruckanschluss 7 am Gehäuse 5 vorgesehen. Der Unterdruckanschluss 7 kann mit einer Vakuumpumpe, die in Figur 1 nicht gezeigt ist, verbunden sein, um in den Förderkammern der beiden Pulverförderer einen Unterdruck erzeugen zu können. Die beiden Einlassventile EV1 und EV2 sowie die beiden Auslassventile AV1 und AV2 sind bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform als pneumatisch gesteuerte Quetschventile ausgebildet. Die beiden Druckluftventile DV1 und DV2 sowie die beiden Unterdruckventile VV1 und VV2 hingegen werden über einen elektrischen Stellantrieb geöffnet und geschlossen.
  • In Figur 2 ist die Pulverfordervorrichtung im Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A dargestellt. Das erste Einlassventil EV1 kann über einen Ansaugstutzen 4 mit einem Pulverschlauch oder einer Pulverleitung verbunden werden. Im Inneren des Einlassventils EV1 ist ein elastischer Ventilschlauch 2 angeordnet, dessen innerer Querschnitt sich verkleinert, wenn er über den ventilsteueranschluss 3 mit Druckluft DL beaufschlagt wird. Der Pulverkanal im Einlassventil EV1 wird dadurch verschlossen. Der Ventilschlauch 2 wird im Inneren des Gehauses 1 des Einlassventils EV1 geführt. Das Einlassventilgehäuse 1 ist auf der Einlassseite und auf der Auslassseite trichterförmig geweitet, so dass auf der Einlassseite der konisch geformte Ansaugstutzen 4 im montierten Zustand den Ventilschlauch 2 an den trichterförmigen Einlass des Einlassventilgehäuses 1 drückt. Auf der Auslassseite ist das Einlassventilgehäuse 1 mit einem Außengewinde versehen, so dass es in das Gehäuse 5 eingeschraubt werden kann. Das Gehäuse 5 ist auf der Einlassseite konisch geformt und drückt im montierten Zustand den Ventilschlauch 2 gegen die trichterförmige Innenwand des Einlassventilgehäuses 1. Dadurch ist der Ventilschlauch 2 an seinen Enden fixiert und bildet zudem eine ausreichende Dichtung. Wird der Ventilschlauch 2 mit Druckluft beaufschlagt, bildet sich zwischen dem Einlassventilgehäuse 1 und dcm Ventilschlauch 2 eine Druckkammer, die um so größer wird, je höher der durch die Druckluft DL erzeugte Luftdruck ist. Ist der Luftdruck schließlich groß genug, verformt sich der Vontilschlauch 2 derart stark, dass der Pulveransaugkanal im Einlassventil EV1 gänzlich verschlossen wird.
  • Das Auslassventil AV1, das auf der stromabwärtigen Seite der Förderkammer FK1 angeordnet ist, ist baugleich zum Einlassventil EV1. An den Auslassstutzen 22 des Auslassventils AV 1 kann ein Pulverschlauch oder eine Pulverleitung zum Abtransport des Pulvers angeschlossen werden. Die Steuerung des Auslassventils AV2 erfolgt über den Ventilsteueranschluss 21, der in das Auslassventilgehäuse 19 geschraubt ist. Der Ventilschlauch des Auslassventils AV1 ist mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichnet.
  • Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform des Pulverforderers ist das unterdruckventil VV1 im stromaufwartigen Abschnitt der Förderkammer FK1 angeordnet. Das Unterdruckventil VV1 ist als Solenoidventil oder elektrisch angetriebenes Ventil ausgebildet. Der Ventilstößel 13 des Unterdruckventils VV1 wird in einer Führungshülse 12 geführt und über einen elektromagnetischen Ventilantrieb 11 bewegt. Ist das Unterdruckventil VV1 geöffnet, so dass der Ventilstößel 13 den Kanal 8 zur Förderkammer FK1 freigibt, kann in der Förderkammer FK1 ein Unterdruck erzeugt werden.
  • Ebenfalls im stromaufwärtigen Abschnitt der Förderkammer FK1 ist das Druckluftventil DV1 angeordnet. Das Druck luftventil DV1 kann ebenfalls als Solenoid- oder Magnetventil ausgebildet sein. Dessen Ventilstößel 17 wird in einer Führungshülse 16 geführt und über den Ventilantrieb 15 bewegt. Ist das Druckluftventil DV1 geöffnet, gibt es die beiden Kanäle 9 und 10 frei, so dass Druckluft in die Förderkammer FK1 strömen kann. Der Kanal 9 ist im Gehäuse 5 so angeordnet, dass ein stromaufwärtsgerichteter Druckluftstrom entsteht. Dadurch kann auch das im stromaufwärtigen Ende der Förderkammer FK1 befindliche Restpulver aus der Förderkammer 1 ausgeblasen werden. Der Kanal 10 befindet sich direkt gegenüber dem Kanal 8, so dass die durch den Kanal 10 strömende Druckluft DL den Kanal 8 von Pulverresten befreit.
  • Soll ein Farbwechsel vorgenommen werden, werden das Unterdruckventil VV1 und das Einlassventil EV1 geschlossen, das Auslassventil AV1 geöffnet und über das geöffnete Druckluftventil DV1 Druckluft durch die Förderkammer FK1 in Richtung Auslassstutzen 22 geblasen. Um die Pulverfördervorrichtung auch stromaufwärts reinigen zu können, werden das Unterdruckventil VV1 und das Auslassventil AV1 geschlossen, und das Einlassventil EV1 sowie das Druckluftventil DV 1 geöffnet. Dadurch strömt Druckluft durch die beiden Druckluftkanale 9 und 10 stromaufwärts durch das Einlassventil EV1 zum Ansaugstutzen 4. Das noch in der Pulverleitung befindliche Pulver wird so zurück in den Pulvervorratsbehälter geblasen. Die Längsachse der Pulverfördervorrichtung ist mit dem Bezugzeichen LA und die Förderrichtung des Pulvers mit P gekennzeichnet.
  • Das oben Gesagte gilt sinngemäß auch für den zweiten Pulverförderer.
  • In Figur 3 ist die in Figur 1 dargestellte Pulverfördervorrichtung entlang der Schnittlinie B-B im Querschnitt dargestellt. Über die Bohrung 40 und den Kanal 10 wird, wenn das erste Druckluftventil DV1 geöffnet ist, Druckluft DL in die Förderkammer FK 1 eingeblasen. Ist hingegen das Druckluftventil DV2 geöffnet, wird Druckluft DL über den Kanal 40 und den Kanal 42 in die Förderkammer FK2 eingeblasen. Ist das Druckluftventil DV1 geschlossen und das Unterdruckventil VV1 geöffnet, wird aus der Förderkammer FK1 über den Kanal 8 und die Bohrung 41 Luft aus der Förderkammer FK1 abgesaugt. Ist das Druckluftventil DV2 geschlossen und das Unterdruckventil VV2 geöffnet, wird aus der Förderkammer FK2 über den Kanal 43 und den Kanal 41 Luft aus der Förderkammer FK2 gesaugt.
  • In Folgenden wird das Funktionsprinzip für den ersten der beiden Pulverförderer anhand der Figuren 4 bis 6 weiter erläutert. Für den zweiten und jeden weiteren Pulverförderer gilt sinngemäß das Gleiche. In Figur 4 ist in Form eines Blockschaltbildes der erste Arbeitstakt des Pulverforderers gezeigt. Die Funktion des ersten Arbeitstakts kann man auch mit "Unterdruck erzeugen" oder "Unterdruck aufbauen" umschreiben. Dabei wird das Einlassventil EV1, welches über eine Pulverleitung mit einem Pulvervorratsbehälter 30 verbunden ist, geschlossen. Auch das Auslassventil Av1, welches über eine Pulverleitung 31 mit einer Pulverspruhpistole 32 verbunden ist, ist geschlossen. Zudem ist auch das Druckluftventil DV1, das über eine Druckluftleitung mit einem Drucklufttank 34 und einer Druckluftpumpe 33 verbunden ist, geschlossen. Das Unterdruckventil VV1 hingegen, das mit einem Unterdrucktank 35 und einer Vakuumpumpe 36 verbunden ist, ist geöffnet. Dadurch wird in der Förderkammer FK1 ein Unterdruck erzeugt.
  • Sobald in der Förderkammer FK1 der gewünschte Unterdruck erreicht ist, wird in einem zweiten Arbeitstakt, der in Figur 5 gezeigt ist, das Unterdruckventil VV1 geschlossen und das Einlassventil EV1 geöffnet. Die Funktion des zweiten Arbeitstakts kann man auch mit "Pulver ansaugen" umschreiben. Dadurch fließt das Pulver aus dem Pulvervorratsbehälter 30 in die Förderkammer FK1.
  • Sobald ausreichend viel Pulver in die Förderkammer FK1 gesaugt wurde, wird in einem dritten Arbeitstakt, welcher in Figur 6 gezeigt ist, das Einlassventil EV1 wieder geschlossen. Nun werden das Auslassventil AV1 und das Druckluftventil DV1 geöffnet, so dass mit Hilfe der in die Förderkammer FK1 eingeblasenen Druckluft das Pulver in Richtung Pulversprühpistole 32 strömt. Die Funktion des dritten Arbeitstakts kann man auch mit "Pulver ausblasen" umschreiben.
  • Sobald das Pulver aus der Förderkammer FK1 ausgeblasen ist, kann von neuem mit dem Arbeitstakt 1 "Unterdruck erzeugen" begonnen werden.
  • In Figur 7 ist in Form eines Blockschaltbildes die Pulverfördervorrichtung mit zwei Förderkammern FK1 und FK2 gezeigt. Die Steuerung der Ventile DV1, VV1, EV1, AV1, DV2, VV2, EV2 und AV2 erfolgt mit Hilfe einer Steuerung 45. Die Steuerung 45 erzeugt an ihren Ausgängen S1 bis S4 elektrische Steuersignale zur Ansteuerung der elektrisch betriebenen Ventile DV1, DV2, VV1 und VV2. Über die Druckluftanschlüsse S5 bis S8 steuert die Steuerung 45 mittels Druckluft die beiden Einlassventile EV1 und EV2 und der beiden Auslassventile AV1 und AV2.
  • Der Drucklufttank 34 und der Unterdrucktank 35 sind optional. Sie dienen zur Entlastung der beiden Pumpen 33 und 36. Die Tanks 34 und 35 sind insbesondere dann hilfreich, wenn mehrere Pulverförderer angeschlossen sind. Als Pumpe 36 zur Erzeugung des Unterdrucks kann beispielsweise ein Injektor, eine Kolbenpumpe, eine Membranpumpe oder ein anderer Vakuumerzeuger verwendet werden.
  • Die Forderleistung der Fordervorrichtung lässt sich unter anderem über die Frequenz der Arbeitstakte einstellen. Da zwischen der Förderkammer FK1/FK2 und dem Unterdruckventil VV1/VV2 kein dämpfendes Element, wie beispielsweise eine poröse Hülse oder ein Luftfilter, angeordnet ist, sondern lediglich ein Luftkanal wird der in der Förderkammer FK1/FK2 erforderliche Unterdruck sehr schnell erreicht. Dadurch kann, falls gewünscht, der erste Arbeitstakt, während dem die Förderkammer evakuiert wird, zeitlich sehr kurz gehalten werden. Die Förderleistung lasst sich zudem über den Luftdruck, der zum Ausblasen des Pulvers aus der Förderkammer verwendet wird, die Höhe des Unterdrucks, die Zeitdauer, während der das Unterdruckventil geöffnet ist, die Zeitdauer, während der das Einlassventil geöffnet ist, die Zeitdauer, während der das Druckluftventil geöffnet ist, und über die Zeitdauer, während der das Auslassventil geöffnet ist, einstellen. Das Volumen der Förderkammer hat ebenfalls einen Einfluss auf die Förderleistung. In der Regel ist es ist günsti ger, die Förderkammer länglich auszugestalten. Das Verhältnis von Durchmesser zu Länge liegt vorzugsweise zwischen 1:2 und 1:10. Die genannten Parameter können mit Hilfe der Steuerung 45 eingestellt werden.
  • Die Ventile können als selbstschließende Ventile ausgebildet sein.
  • Die erfindungsgemäße Pulverfördervorrichtung ist nicht auf die in den Figuren gezeigte Ausführungsform beschränkt. So können beispielsweise die Einlassventile EV1 und EV2 und die Auslassventile AV1 und AV2 statt als Quetschventile auch als Rückschlagventile oder als Kugelventile ausgebildet sein.
  • Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Fördervorrichtung in jeder räumlichen Orientierung betrieben werden. Die Fördervorrichtung kann somit je nach baulichen Gegebenheiten sowohl stehend als auch liegend eingebaut werden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Förderkammern FK1 und FK2 keinen Totraum aufweisen, so dass mit jedem Pulverfördertakt die gleiche Menge Pulver gefördert wird. Dadurch lässt sich eine hohe Konstanz in der Förderleistung erreichen.
  • Werden zwei Pulverförderer zeitlich zueinander versetzt parallel betrieben, so lässt sich die Pulverförderleistung weiter erhöhen. Zusatzlich lasst sich dadurch der Pulvertransport kontinuierlicher gestalten. Ein Pulsieren des Pulverstroms wird vermieden. Eine Möglichkeit besteht beispielweise darin, dass, wenn der erste Pulverförderer den zweiten Arbeitstakt "Pulver ansaugen" ausführt, der zweite Pulverförderer den ersten Arbeitstakt "Unterdruck aufbauen" ausführt. Somit arbeitet der zweite Fulverförderer um einen Takt verzögert gegenüber dem ersten Pulverförderer. Stattdessen ist es aber auch möglich, dass der zweite Pulverförderer dem Arbeitstakt des ersten Pul verförderers mit zwei Arbeitstakten Verzögerung folgt. Das heißt, wenn der erste Pulverförderer den dritten Arbeitstakt "Pulver ausblasen" durchführt, führt der zweite Pulverförderer den ersten Arbeitstakt "Unterdruck erzeugen" durchführen. Die Steuerung der beiden Pulverförderer erfolgt wie bereits erwähnt mittels der Steuerung 45.
  • Die vorhergehende beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Einlassventilgehäuse
    2
    ventilschlauch
    3
    Ventilsteueranschluss
    4
    Ansaugstutzen
    5
    Gehäuse
    6
    Druckluftanschluss
    7
    Unterdruckanschluss
    8
    erster Kanal
    9
    zweiter Kanal
    10
    dritter Kanal
    11
    Ventilantrieb
    12
    Führungshülse
    13
    Ventilstößel
    14
    Gewinde
    15
    Ventilantrieb
    16
    Führungshülse
    17
    Ventilstößel
    18
    Gewinde
    19
    Auslassventilgehäuse
    20
    Ventilschlauch
    21
    Ventilsteueranschluss
    22
    Auslassstutzen
    23
    Ventilantrieb
    24
    Führungshülse
    25
    Ventilstößel
    26
    Ventilantrieb
    27
    Führungshülse
    28
    Ventilstößel
    30
    Pulvervorratsbehälter
    31
    Schlauch
    32
    Sprühpistole
    33
    Druckluftpumpe
    34
    Drucklufttank
    35
    Unterdrucktank
    36
    Vakuumpumpe
    40
    Druckluftkanal
    41
    Unterdruckkanal
    42
    Kanal
    43
    Kanal
    45
    Steuerung
    EV1, EV2
    Einlassventile
    DV1, DV2
    Druckluftventile
    VV1, VV2
    Unterdruckventile
    AV1, AV2
    Auslassventile
    FK1, FK2
    Förderkammern
    LA
    Längsachse
    P
    Förderrichtung des Pulvers
    DL
    Druckluft
    V
    Unterdruck

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Fördern von Pulver,
    - bei der eine Förderkammer (FK1) vorgesehen ist, die zwischen einem Pulvereinlassventil (EV1) und einem Pulverauslassventil (AV1) angeordnet ist,
    - bei der die Förderkammer (FK1) über einen ersten Kanal (8) mit einem Unterdruckventil (VV1) verbunden ist, über das in der Förderkammer (FK1) ein unterdruck erzeugbar ist,
    - bei der die Förderkammer (FK1) über einen zweiten Kanal (9) mit einem Druckluftventil (DV1) verbunden ist, und
    - bei der ein dritter Kanal (10) vorgesehen ist, über den die Förderkammer (FK1) mit dem Druckluftventil (DV1) verbunden ist, und der so angeordnet ist, dass durch den dritten Kanal (10) Druckluft (DL) in Richtung Einlassventil (EV1) blasbar ist.
  2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei der der zweite Kanal (9) gegenüber dem ersten Kanal (8) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, bei der das Druckluftventil (DV1) und das Unterdruckventil (VV1) als Magnetventile ausgebildet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, bei der das Unterdruckventil (VV1) mit einem Vakuumerzeuger (29) verbunden ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, bei der das Unterdruckventil (VV1) mit einem Unterdrucktank (28) verbunden ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, bei der das Einlassventil (EV1) und das Auslassventil (AV1) als Schlauchventile ausgebildet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, bei der die Förderkammer (FK1) als gerader Kanal ausgebildet ist und das Einlassventil (EV1) am einen Ende des geraden Kanals und das Auslassventil (AV1) am anderen Ende des geraden Kanals angeordnet ist.
  8. Verfahren zum Fördern von Pulver mit einer Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, das folgende Arbeitstakte umfasst:
    - in einem ersten Arbeitstakt wird in der Förderkammer (FK1) ein Unterdruck erzeugt,
    - dann wird in einem zweiten Arbeitstakt das Pulver in die Förderkammer (FK1) gesaugt, und
    - dann wird in einem dritten Arbeitstakt das Pulver aus der Förderkammer (FK1) ausgeblasen.
  9. Verfahren nach Patentanspruch 8,
    - bei dem im ersten Arbeitstakt das Einlassventil (EV1) und das Auslassventil (AV1) geschlossen und das Unterdruckventil (VV1) geöffnet werden,
    - bei dem im zweiten Arbeitstakt das Unterdruckventil (VV1) geschlossen und das Einlassventil (EV1) geöffnet wird, und
    - bei dem im dritten Arbeitstakt das Einlassventil (EV1) geschlossen wird und das Auslassventil (AV1) und das Druckluftventil (DV1) geöffnet werden.
  10. Verfahren zum Fördern von Pulver mit zwei der Vorrichtungen nach einem der Patentansprüche 1 bis 9,
    - bei dem die Arbeitstakte der beiden Vorrichtungen zeitlich zueinander versetzt durchgeführt werden.
  11. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, bei dem die Förderleistung über die Frequenz der Arbeitstakte, den Ausblasluftdruck, den Unterdruck, die Öffnungszeit des Unterdruckventils (VV1), die Öffnungszeit des Einlassventils (EV1) und/oder das Volumen der Förderkammer (FK1) eingestellt wird.
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