EP1858647A1 - Vorrichtung zum fördern pul verförmiger fluidisierter medien - Google Patents

Vorrichtung zum fördern pul verförmiger fluidisierter medien

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Publication number
EP1858647A1
EP1858647A1 EP06707431A EP06707431A EP1858647A1 EP 1858647 A1 EP1858647 A1 EP 1858647A1 EP 06707431 A EP06707431 A EP 06707431A EP 06707431 A EP06707431 A EP 06707431A EP 1858647 A1 EP1858647 A1 EP 1858647A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve body
channel
sealing portion
storage container
connecting channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06707431A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erwin Hihn
Apostolos Katefidis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenmann SE
Original Assignee
Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG filed Critical Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Publication of EP1858647A1 publication Critical patent/EP1858647A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 device for conveying powdered fluidized media, in particular a paint powder, with
  • a pump which sucks the medium from the storage tank via a connecting channel closable by a valve body.
  • Such devices are particularly useful in surface engineering, e.g. the automotive industry, for conveying paint powder to an application device, for example a rotary atomizer used.
  • an application device for example a rotary atomizer used.
  • Different types of pumps can be used.
  • a negative pressure is generated with the aid of per se known piston pumps, whereby the fluidized in a reservoir tank paint powder is sucked and conveyed to a nebulizer to be there on an object, such as a vehicle body, applied.
  • the object of the invention is therefore to provide a device of the type mentioned, which is less susceptible to interference.
  • valve body sealingly engages in the end region of the connecting channel with a sealing section and activates a conveying gas.
  • a pump is formed, which apart from the valve body has no moving parts and whose pumping action is achieved by the Venturi nozzle.
  • a delivery gas is blown through the delivery channel of the valve body, which generates a negative pressure when entering the Venturi nozzle. This sucks the fluidized medium from the storage container, when the valve body assumes its open position. If no medium is sucked out of the storage container, the Venturi nozzle is tightly closed by the valve body is moved to its closed position.
  • the conveying gas can be fed to the connecting channel downstream of the sealing section of the valve body, it is advantageously achieved that the conveying gas can still be fed to the connecting channel when the valve body assumes its closed position and the flow path of the medium from the receiving container is blocked , Thus, the entire area of the device can be almost completely emptied of medium downstream of the sealing section, without medium flows from the feed tank.
  • valve body has a valve stem and a head portion attached thereto.
  • the Ventilk ⁇ rpers is so mainly in terms of lying in its interior conveyor gas channel easier to manufacture.
  • the conveying gas channel of the valve body ends on the outlet side in an annular gap which is coaxial with the valve body.
  • the sealing section is designed as a collar of the head section, which has an inner circumferential surface which, together with a radially inner outer circumferential surface of the upper end region of the valve stem, which is parallel thereto, delimits the annular gap.
  • the width of the inlet gap of the annular Venturi nozzle is easily adjustable when the valve body is connected to a controllable lifting device.
  • the single figure shows a partial section of a device for conveying powdered fluidized media.
  • the device 10 comprises a storage container 12 having a housing 14 schematically indicated by a dashed line, to which paint powder is supplied in a manner known per se via a line 16.
  • the storage container 12 has a fluidization base 20 made of a porous material.
  • a fluidization base 20 made of a porous material.
  • the fluidization base 20 has a continuous stepped bore 28 with a first, the interior 26 facing bore portion 30, and a second pressure chamber 22 facing bore portion 32.
  • the latter has a smaller diameter than the first bore portion 30.
  • the first bore portion 30 of the stepped bore 28 extends slightly more than half the thickness of the Fluidi- sellessêt 20 into the same and has a inside lying cylindrical portion 34 and a widening in the direction of the inner space 26 of the storage container 12 outer conical region 36, the Konizticianswinkel is about 3 °.
  • a housing 40 surrounding a housing 42 is mounted, the top 44 abuts against the outside of the bottom 18 of the storage container 12.
  • the housing 42 is aligned such that an opening 46 in its upper side 44, which has a slightly smaller diameter than the second bore portion 32 of the stepped bore 28 in the fluidization base 20, coaxial with the opening 38 in the bottom 18 of the reservoir 12 is located.
  • a connecting sleeve 48 is provided with an axial through hole 50.
  • the connecting sleeve 48 has an end, to the first bore portion 30 of the stepped bore 28 complementary flange 52, to which a central portion 54 connects. Its outer diameter corresponds to that of the second bore portion 32 of the stepped bore 28.
  • the middle portion 54 goes into one
  • connection sleeve 48 is in register in the stepped bore 28 in the fluidization base 20 and the opening 38 of the bottom 18 of the storage container 12 and in the opening 46 of the Housing 42 can be used, as shown in the figure.
  • a seal of the housing 42 against the pressure chamber 22 of the storage container 12 is effected by an O-ring 58 in a recessed in the peripheral wall of the opening 46 of the housing 42 groove 60 which abuts against the end portion 56 of the connecting sleeve 48.
  • the through-bore 50 of the connecting sleeve 48 has a constant cross-section in a section 62 extending from the end section 56 to just before the region of the flange 52. This section 62 then merges into a conically upwardly widening section 64.
  • an external thread 66 is provided at the bottom 18 of the reservoir 12 facing the end of the central portion 54 of the connecting sleeve 48.
  • the connecting sleeve 48 is fixed with respect to the fluidizing bottom 20 of the storage container 12 via this.
  • a fastening ring 68 with corresponding internal thread 70 is seated on the external thread 66 of the connecting sleeve 48, wherein a spacer sleeve 72, a damping ring 74 made of elastic material and a washer 76 are arranged between the fastening ring 68 and the fluidization floor 20, which surround the connecting sleeve 48 , as can be seen in the figure.
  • a further damping ring 78 made of elastic material is provided between the mounting ring 68 and the bottom 18 of the storage container 12.
  • valve body 82 closes the flow path of the powder coating from the reservoir 12 to the interior 40 of the housing 42nd
  • the valve body 82 comprises a valve stem 84 and a screwed into this head portion 86.
  • this head portion 86 In the latter form integrally merging into each other a cone 88, a cylinder 90 and a collar 92, the outer circumferential surface of the head part 86th
  • the cone 88 has an opening angle of about 90 °.
  • the cylinder 90 has a relatively small axial extent.
  • the cross-section of the collar 92 corresponds to a right-angled triangle whose hypotenuse forms the outer circumferential surface of the collar 92, which tapers in the direction of the fluidization base 20.
  • Their cone angle corresponds to the cone angle of the conical portion 64 of the through hole 50 of the connecting sleeve 48, so that the head portion 86 with its collar 92 can fit into this section 64 in register, as shown in the figure.
  • the collar 92 thus forms a sealing portion of the valve body 82, which abuts up to the upper end of the connecting sleeve 48 when the valve body 82 assumes its closed position.
  • a cylindrical projection 94 At the lower end face of the cylinder Section 90 of the head part 80 is centrally formed a cylindrical projection 94, so that between the collar 92 and the projection 94 a circumferential groove 96 is formed.
  • the projection 94 in turn carries integrally and centrally a threaded bolt 98, via which the head part 86 is screwed into a complementary threaded bore 100 in a cooperating with the head part 86, down conically tapered air distributor portion 102 of the valve stem 84 is screwed.
  • the threaded bore 100 opens into an air distribution chamber 104 of the valve stem 84.
  • axially parallel channels 106 are provided at a uniform angular distance, which, like the threaded bore 100, originate from the flat end face of the distributor section 102 and open into the air distribution chamber 104.
  • the channels 106 communicate with the head part 86 screwed in with its groove 96.
  • the conical region of the outer lateral surface of the air distributor section 102 extends at a slightly larger cone angle than the inner lateral surface of the conical section 64 of the through-bore 50.
  • the conical portion 64 of the through-hole 50 of the connecting channel 48 and the air-distributing portion 102 of the valve body 82 thus each form an upper end portion of the connecting channel 48 and the valve body 82, which are formed so that between them an annular Venturi nozzle 107 is formed ,
  • the groove 96 of the head part 86 passes radially outward into an axial annular gap 108 between the inner circumferential surface of the collar 92 and the valve stem 84.
  • the outer circumferential surface of the air distributor section extends 102 of the valve stem 84 at the level of the collar 92 of the head portion 86 at a distance of about 0.05 mm parallel to the inner circumferential surface of the collar 92.
  • the upper end of the valve stem 84 in the drawing has a radially circumferential chamfer 110, the equalization of the Air flow serves.
  • the air distributor section 102 of the valve stem 84 is followed by a section 112 of constant cross-section which extends into the interior space 40.
  • the section 112 of the valve stem 84 has an axial bore 114 which opens at one end into the air distribution chamber 104 and at the other end has an internal thread 116.
  • a bore 116 passes through which opens vertically into the axial bore 114.
  • the bore 116 is tightly connected to a flexible hose 118 which is sealed by a bulkhead connection 120 through a side wall of the housing 42 passes and can be acted upon with compressed air.
  • the annular gap 108 is also connected in the shown closed position of the valve body 82 with the annular space which is formed between the outer surface of the valve stem 82 and the inner lateral surface of the through-bore 50 of the connecting sleeve 48 and into the inner space 40 the housing 42 opens.
  • a lifting device 122 Via the thread 116, the portion 112 of the valve stem 84 is connected to a lifting device 122. These comprises an extending through a side wall of the housing 42 rotating shaft 124. At its lying in the interior 40 of the housing 42 end wall 126, one end of a connecting member 128 is rotatably mounted about an axis of rotation 124 axis-parallel hinge pin 129.
  • Joint pin 129 is thus arranged eccentrically on the end wall 126 of the rotary shaft 124.
  • the rotary shaft 124 runs in a shaft housing 130 which is releasably secured to the housing 42.
  • the shaft housing 130 is displaceable in the parallel direction to the side wall of the housing 42 with dissolved attachment.
  • the housing 42 has a shaft housing 130 receiving opening 132 which is slightly larger than the lying in the opening 132 portion of the shaft housing 130.
  • the shaft housing 130 is attached via a circumferential sealing ring provided with mounting flange 134 on the side wall of the housing 42.
  • the connecting member 128 is rotatably connected at its other end about a rotationally parallel to the shaft 124 pivot pin 135 with a connecting piece 136 which is screwed via a complementary external thread in the threaded portion 116 of the axial bore 114 of the air manifold 84.
  • the position of the shaft housing 130 and the angular position of the rotary shaft 124 are selected such that the hinge pin 129 connecting the link 122 to the rotary shaft 124 has the smallest distance from the bottom 138 of the housing 42 when the valve body 82 has its (closing) position shown in FIG. ) Takes a position.
  • a powder outlet 140 is provided, to which a hose 141 is attached. This leads to an application device, not shown. Behind the inlet opening 142 of the powder outlet 140, its inner lateral surface tapers in the flow direction in the manner of a Venturi nozzle in an initial region 144, initially relatively strongly inwards, in order then to expand again substantially uniformly.
  • the inner surface of the wall of the housing 42, through which the powder outlet 140 extends, is aligned with the inlet opening 142 of the powder outlet 140 and slopes upwardly and outwardly therefrom.
  • the device 10 described above works as follows:
  • the paint powder located in the interior space 26 of the reservoir 12 is, as mentioned above, through the pressure chamber
  • the compressed air is supplied to the pressure chamber 22 with a maximum pressure of 2.0 bar, preferably between 0.25 and 0.5 bar.
  • the hose 118 is also pressurized with compressed air. On its flow path, this compressed air first flows through the axial bore 114 of the valve stem 84 in the air distribution chamber 104. From there it distributes itself through the channels 106 evenly into the groove 96 between the air distributor 84 and the head part 86 of the valve body 82. Finally, the compressed air flows out the axial annular gap 108 parallel to the axis of the valve body 82 in the space between the valve stem 84 and the connecting sleeve 48 and further into the interior 40 of the housing 42nd If paint powder is now to be conveyed out of the storage container 12 to the application device, the valve body 82 is displaced in the direction of the interior 26 of the storage container 12, that is to say upward in the FIGURE. For this purpose, the rotary shaft 124 of the lifting device 122 is rotated by a servomotor, not shown. As a result, the connecting member 128 is moved upward and the valve body 82 is moved over the connecting piece 136 upwards.
  • the components are coordinated so that the maximum stroke of the valve body 82 is about 4.0 mm; the respective stroke depends on the angular extent of the rotation of the rotary shaft 124.
  • the flow rate of the withdrawn from the reservoir 12 paint powder can be adjusted by the stroke of the valve body 82.
  • the fluidized coating powder fed to the interior 40 of the housing 42 is guided into the powder outlet 140 by the air flow. If necessary, air is blown into the Venturi nozzle-like shaped powder outlet 140 through the compressed air nozzle 146. This additional introduction of air increases the conveying speed • the paint powder and cleans the conveyor channel.
  • the rotary shaft 124 is rotated back accordingly, so that the valve body 82 is pulled back down to its closed position shown in the figure. Then the collar 92 of the Ventilk ⁇ rpers 82 is again sealingly in the connecting sleeve 48 and it can no more paint powder from the storage tank 12 into the interior 40 of the housing 42 to pass.
  • the geometry of the head portion 86 of the valve body 82 ensures that substantially no paint powder adheres to the outer circumferential surface of the head portion 86.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Fördern pulverförnαiger f luidisierter Medien, insbesondere eines Lackpulvers, umfasst einen Vorlagebehälter (12) mit einem Innenraum (26) für das zu fördernde Medium, aus dem das Medium über einen durch einen Ventilkörper (82) verschließbaren Verbindungskanal (48) abgesaugt wird. Der Verbindungskanal (48) und der Ventilkörper (82) besitzen jeweils einen oberen Endbereich (64, 102) , die so geformt sind, daß zwischen ihnen eine ringörmige Venturi-Düse (107) gebildet ist, die als Pumpe wirkt. Der Ventilkörper (82) liegt in seiner Schließstellung mit einem Dichtabschnitt (92) dichtend in dem Endbereich (64) des Verbindungskanals (48) ein und weist einen mit Fördergas beaufschlagbaren Fördergaskanal (114, 104, 106, 108) auf, durch den das Fördergas in der Nähe des Dichtabschnittes (92) im wesentlichen in Strömungsrichtung des Mediums dem Verbindungskanal (48) zuführbar ist.

Description

Vorrichtung zum Fördern pulverförmiger fluidisierter Medien
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern pulverförmiger fluidisierter Medien, insbesondere eines Lackpulvers, mit
a) einem Vorlagebehälter mit einem Innenraum für das zu fördernde Medium; und
b) einer Pumpe, welche das Medium aus dem Vorlagebehälter über einen durch einen Ventilkörper verschließbaren Ver- bindungskanal absaugt .
Derartige Vorrichtung werden insbesondere in der Oberflächentechnik, z.B. der Automobilindustrie, zum Fördern von Lackpulver zu einer Applikationseinrichtung, beispiels- weise einem Rotationszerstäuber, eingesetzt. Dabei können unterschiedliche Pumpentypen verwendet werden.
Beispielsweise wird mit Hilfe an sich bekannter Kolbenpumpen ein Unterdruck erzeugt, wodurch das in einem Vorlagebehälter fluidisierte Lackpulver angesaugt und zu einem Zerstäuber gefördert wird, um dort auf einen Gegenstand, beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie, aufgetragen zu werden.
Hierbei erfolgt die Förderung des Lackpulvers unter starker mechanischer Einwirkung, so daß eine Erwärmung und ein Abrieb der einzelnen Pulverpartikel entweder aneinander oder an einer Wand der Pumpe nicht vollständig zu vermeiden ist. Somit kann es zu einer unerwünschten Veränderung der Partikelgrößenverteilung des Lackpulvers kommen. Auch kann der Abrieb zu einer Verschmutzung der Pumpe oder der Pulverleitungen und sogar zu einer Verstopfung der gesamten Anlage führen.
Bei der Förderung pulverförmiger fluidisierter Medien werden auch Verdrängerpumpen eingesetzt. Diese sind jedoch für Lackpulver weniger geeignet, da das Lackpulver in Ruhe zur Agglomeration neigt und dadurch eine Verdrängerpumpe nach einer Stillstandzeit verstopfen kann.
Die Anfälligkeit solcher Pumpen gegen ein Zusetzen mit Lackpulver beruht teilweise darauf, daß sie relativ viele, verhältnismäßig kleinbauende und sich im Betrieb der Pumpe schnell bewegende Bauteile aufweisen, die - wenn auch teilweise nur in geringem Maße - voneinander beabstandet sind. Dadurch sind im Strömungsweg des fluidisierten Mediums viele Spalte vorhanden, in denen sich das Medium absetzen und so die Funktiontüchtigkeit der Pumpe beeinträchtigen kann, wodurch sich die Förderleistung der Vorrichtung vermindert.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der Eingangs genannten Art zu schaffen, die weniger störanfällig ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
c) der Verbindungskanal und der Ventilkδrper jeweils einen oberen Endbereich besitzen, die so geformt sind, daß zwischen ihnen eine ringförmige, als Pumpe wirkende Venturi-Düse gebildet ist; und
d) der Ventilkörper in seiner Schließstellung mit einem Dichtabschnitt dichtend in dem Endbereich des Verbin- dungskanals einliegt und einen mit Fördergas beauf- ™ O ~
schlagbaren. Fördergaskanal aufweist, durch den das Fördergas in der Nähe des Dichtabschnittes im wesentlichen in Strömungsrichtung des Mediums dem Verbindungskanal zuführbar ist.
Dadurch ist eine Pumpe gebildet, welche abgesehen von dem Ventilkörper keine beweglichen Teile aufweist und deren Pumpwirkung durch die Venturi-Düse erzielt wird. Dazu wird ein Fördergas durch den Fördergaskanal des Ventilkörpers geblasen, welches beim Eintritt in die Venturi-Düse einen Unterdruck erzeugt . Dieser saugt das fluidisierte Medium aus dem Vorlagebehälter ab, wenn der Ventilkörper seine Offenstellung einnimmt. Soll kein Medium mehr aus dem Vorlagebehälter abgesaugt werden, ist die Venturi-Düse dicht verschließbar, indem der Ventilkörper in seine Schließstellung bewegt wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Ist das Fördergas dem Verbindungskanal stromab des Dicht- abschnitts des Ventilkörpers zuführbar, so wird auf vorteilhafte Weise erreicht, daß dem Verbindungskanal das Fördergas auch dann noch zuführbar ist, wenn der Ventil- körper seine Schließstellung einnimmt und der Strömungsweg des Mediums aus dem Vorlagebehälter versperrt ist . So kann der gesamte Bereich der Vorrichtung stromab des Dichtabschnittes nahezu vollständig von Medium geleert werden, ohne daß Medium aus dem Vorlagebehälter nachströmt.
Dem Wunsch nach einer möglichst günstigen Produktion des Ventilkörpers wird dadurch Rechnung getragen, daß dieser einen Ventilschaft und einen daran angebrachten Kopfab- schnitt aufweist. Der Ventilkδrpers ist so vor allem in Hinblick auf den in seinem Inneren liegenden Fördergaskanal einfacher herzustellen.
Um einen gleichmäßigen Eintritt von Fördergas in die ringförmige Venturi-Düse zu gewährleisten, endet der Fördergas- kanal des Ventilkörpers auslaßseitig in einem zu dem Ventil- köper koaxialen Ringspalt .
Dabei ist es produktionstechnisch günstig, wenn der Dicht- abschnitt als Kragen des Kopfabschnitts ausgebildet ist, der eine Innenmantelfläche aufweist, die zusammen mit einer dazu parallelen radial innenliegenden Außenmantelfläche des oberen Endbereichs des VentilSchafts den Ringspalt begrenzt .
Ein Zusetzen des zum Innenraum des Vorlagebehälters weisenden Eintrittsspalts der ringförmigen Venturi-Düse, wenn der Ventilkörper seine Schließstellung einnimmt, wird auf einfache Weise verhindert, wenn der Dichtabschnitt des Ventilkörpers derart angeordnet ist, daß er in der Schließstellung des Ventilkörpers bis zu dem dem Innenraum des Vorlagebehälters zugewandten Ende des Verbindungskanals anliegt. Dies bedeutet, daß in der Schließstellung des Ventilkörpers zwischen dem Dichtabschnitt und dem Ende des Verbindungskanals keine Vertiefung verbleibt, in der sich Pulver absetzen könnte. Dies könnte beim erneuten Öffnen der Venturi-Düse dazu führen, daß zunächst der Eintritt von Medium aus dem Vorlagebehälter in den Verbindungskanal zumindest eingeschränkt wäre.
Die Weite des Eintrittsspalts der ringförmigen Venturi-Düse ist auf einfache Weise einstellbar, wenn der Ventilkörper mit einer steuerbaren Hubvorrichtung verbunden ist .
Zur Unterstützung der Förderung des Mediums durch die Sogwirkung der ringförmigen Venturi-Düse ist es hilfreich, wenn ein zu einer Applikationsvorrichtung führender Auslaß der Vorrichtung nach Art einer Venturi-Düse ausgebildet ist, wobei eine mit einem Fördergas beaufschlagbare Druckgasdüse in die Eintrittsöffnung des Auslasses hinein ragt. So wird ergänzend am Auslass der Vorrichtung eine Sogwirkung erzielt .
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der • erfindungs- gemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Teilschnitt einer Vorrichtung zum Fördern pulverförmiger fluidisierter Medien.
Die Vorrichtung 10 umfasst einen Vorlagebehälter 12 mit einem durch eine gestrichelte Linie schematisch angedeu- tetes Gehäuse 14, dem Lackpulver in an sich bekannter Weise über eine Leitung 16 zugeführt wird.
In einem gewissen Abstand oberhalb seines Bodens 18 weist der Vorlagebehalter 12 einen Fluidisierungsboden 20 aus einem porösem Material auf. In den so zwischen dem Boden
18 und dem Fluidisierungsboden 20 gebildeten Druckraum 22 wird über eine Leitung 24 Druckluft eingebracht. Diese dringt durch den Fluidisierungsboden 20 in den darüber- liegenden Innenraum 2S des Vorlagebehälters 12 und flui- disiert das dortige Lackpulver, so daß dieses strömungsfähig ist.
Der Fluidisierungsboden 20 weist eine durchgehende Stufenbohrung 28 mit einem ersten, dem Innenraum 26 zugewandten Bohrungsabschnitt 30, und einem zweiten dem Druckraum 22 zugewandten Bohrungsabschnitt 32 auf. Letzterer hat einen geringeren Durchmesser als der erste Bohrungsabschnitt 30. Der erste Bohrungsabschnitt 30 der Stufenbohrung 28 erstreckt sich etwas über die Hälfte der Dicke des Fluidi- sierungsboden 20 in denselben hinein und weist einen innenllegenden zylindrischen Bereich 34 und einen sich in Richtung auf den Innenraum 26 des Vorlagebehälters 12 erweiternden äußeren konischen Bereich 36 auf, dessen Konizitätswinkel etwa 3° beträgt.
Im Boden 18 des Vorlagebehälters 12 ist eine zu der Stufenbohrung 28 im Fluidisierungsboden 20 koaxiale Öffnung 38 vorgesehen, deren Durchmesser ein wenig größer ist als derjenige des zweiten Bohrungsabschnitts 32 der Stufenbohrung 28.
Unterhalb des Bodens 18 des Vorlagebehälters 12 ist ein einen Innenraum 40 umgebendes Gehäuse 42 angebracht, dessen Oberseite 44 an der Außenseite des Bodens 18 des Vorlagebehälters 12 anliegt. Das Gehäuse 42 ist derart ausgerichtet, daß eine Öffnung 46 in seiner Oberseite 44, die einen etwas geringeren Durchmesser aufweist als der zweite Bohrungsabschnitt 32 der Stufenbohrung 28 im Fluidisierungsboden 20, koaxial zu der Öffnung 38 im Boden 18 des Vorlagebehälters 12 liegt.
Zur Verbindung des Innenraumes 26 des Vorlagebehälters 12 mit dem Innenraum 40 des Gehäuses 42 ist eine Verbindungshülse 48 mit einer axialen Durchgangsbohrung 50 vorgesehen. Die Verbindungshülse 48 weist einen endseitigen, zu dem ersten Bohrungsabschnitt 30 der Stufenbohrung 28 komplementären Flansch 52 auf, an den sich ein mittlerer Abschnitt 54 anschließt. Dessen Außendurchmesser entspricht demjenigen des zweiten Bohrungsabschnitts 32 der Stufen- bohrung 28. Der mittlere Abschnitt 54 geht in einen
Endabschnitt 56 über, dessen Außendurchmesser demjenigen der Öffnung 46 des Gehäuses 42 entspricht. Somit ist die Verbindungshülse 48 paßgenau in die Stufenbohrung 28 im Fluidisierungsboden 20 und die Öffnung 38 des Bodens 18 des Vorlagebehälters 12 sowie in die Öffnung 46 des Gehäuses 42 einsetzbar, wie dies in der Figur gezeigt ist.
Eine Dichtung des Gehäuses 42 gegen den Druckraum 22 des Vorlagebehälter 12 erfolgt durch einen O-Ring 58 in einer in der Umfangswand der Öffnung 46 des Gehäuses 42 eingelassenen Nut 60, der gegen den Endabschnitt 56 der Verbindungshülse 48 anliegt.
Die Durchgangsbohrung 50 der Verbindungshülse 48 weist in einem von dem Endabschnitt 56 bis kurz vor den Bereich des Flansches 52 verlaufenden Abschnitt 62 einen konstanten Querschnitt auf. Dieser Abschnitt 62 geht dann in einen sich konisch nach oben erweiternden Abschnitt 64 über.
An dem dem Boden 18 des Vorlagebehälters 12 zugewandten Ende des mittleren Abschnittes 54 der Verbindungshülse 48 ist ein Außengewinde 66 vorgesehen. Über dieses wird die Verbindungshülse 48 gegenüber dem Fluidisierungsbo- den 20 des Vorlagebehälters 12 fixiert. Hierzu sitzt ein Befestigungsring 68 mit entsprechendem Innengewinde 70 auf dem Außengewinde 66 der Verbindungshülse 48, wobei zwischen dem Befestigungsring 68 und dem Fluidisierungs- boden 20 eine Abstandshülse 72, ein Dämpfungsring 74 aus elastischem Material und eine Unterlegscheibe 76 angeordnet sind, welche die Verbindungshülse 48 umgeben, wie dies in der Figur zu erkennen ist.
Durch Verschrauben des Befestigungsrings 68 auf der Verbindungshülse 48 wird diese in Richtung auf den Boden 18 des Vorlagebehälters 12 gezogen und entsprechend fixiert.
Zur ergänzenden Dämpfung ist zwischen dem Befestigungsring 68 und dem Boden 18 des Vorlagebehälters 12 ein weiterer Dämpfungsring 78 aus elastischem Material vorgesehen.
Über an der Innenmantelfläche des Abschnittes 62 der Bohrung 50 der Verbindungshülse 48 angeformte Rippen 80 wird ein durch die Durchgangsbohrung 50 der Verbindungshülse 48 verlaufender und darin axial verschiebbarer Ventilkörper 82 geführt, der in der Figur in seiner Schließstellung gezeigt ist. In dieser verschließt der Ventilkörper 82 den Strömungsweg des Pulverlacks vom Vorlagebehälter 12 zum Innenraum 40 des Gehäuses 42.
Der Ventilkörper 82 umfaßt einen Ventilschaft 84 und ein in diesen eingeschraubtes Kopfteil 86. Bei letzterem bilden einstückig ineinander übergehend ein Kegel 88, ein Zylinder 90 und ein Kragen 92 die Außenmantelfläche des Kopfteiles 86.
Der Kegel 88 weist einen Öffnungswinkel von etwa 90° auf. Der Zylinder 90 hat eine relativ geringe Axialerstreckung. Der Querschnitt des Kragens 92 entspricht einem rechtwinkligen Dreieck, dessen Hypotenuse die sich in Richtung auf den Fluidisierungsboden 20 verjüngende Außenmantelfläche des Kragens 92 bildet. Deren Konuswinkel entspricht dem Konuswinkel des konischen Abschnittes 64 der Durchgangs- bohrung 50 der Verbindungshülse 48, so daß das Kopfteil 86 mit seinem Kragen 92 in diesen Abschnitt 64 paßgenau einliegen kann, wie es in der Figur gezeigt ist. Der Kragen 92 bildet so einen Dichtabschnitt des Ventilkörpers 82, der bis zum oberen Ende der Verbindungshülse 48 anliegt, wenn der Ventilkörper 82 seine Schließstellung einnimmt. In der Schließstellung des Ventilkörpers 82 verbleibt so keine Vertiefung zwischen der Außenmantel- fläche des Kragens 92 und dem zum Innenraum 26 des Vorlage- behälters 12 weisenden Ende des konischen Abschnitts 64 der Durchgangsbohrung 50 in der Verbindungshülse 48, in der sich Lackpulver absetzen könnte.
An die in der Zeichnung untere Stirnfläche des Zylinder- abschnittes 90 des Kopfteiles 80 ist zentrisch ein zylindrischer Vorsprung 94 angeformt, so daß zwischen dem Kragen 92 und dem Vorsprung 94 eine umlaufende Nut 96 ausgebildet ist. Der Vorsprung 94 wiederum trägt einstückig und zentrisch einen Gewindebolzen 98, über den das Kopfteil 86 in eine komplementäre Gewindebohrung 100 in einem mit dem Kopfteil 86 zusammenwirkenden, sich nach unten konisch verjüngenden Luftverteilerabschnitt 102 des Ventilschafts 84 eingeschraubt ist.
Die Gewindebohrung 100 mündet in einen Luftverteilerraum 104 des Ventilschafts 84. Radial außen neben der Gewindebohrung 100 sind achsparallele Kanäle 106 in gleichmäßigem Winkelabstand vorgesehen, die wie die Gewindebohrung 100 von der planen Stirnseite des Verteilerabschnittes 102 ausgehen und in den Luftverteilerraum 104 münden. Dabei kommunizieren die Kanäle 106 bei eingeschraubten Kopfteil 86 mit dessen Nut 96.
Der konische Bereich der Außenmantelflache des Luftverteilerabschnittes 102 verläuft unter einem etwas größerem Konuswinkel als die Innenmantelfläche des konischen Abschnittes 64 der Durchgangsbohrung 50.
Der konische Abschnitt 64 der Durchgangsbohrung 50 des Verbindungskanals 48 und der Luftverteilerabschnitt 102 des Ventilkörpers 82 bilden so jeweils einen oberen Endbereich des Verbindungskanals 48 bzw. des Ventilkörpers 82, die so geformt sind, daß zwischen ihnen eine ring- förmige Venturi-Düse 107 gebildet ist.
Die Nut 96 des Kopfteils 86 geht radial außen in einen axialen Ringspalt 108 zwischen der Innenmantelfläche des Kragens 92 und dem Ventilschaft 84 über. Hierzu verläuft die Außenmantelfläche des Luftverteilerabschnittes 102 des Ventilschaftes 84 in Höhe des Kragens 92 des Kopfteiles 86 in einem Abstand von etwa 0,05 mm parallel zu der Innenmantelfläche des Kragens 92. Das in der Zeichnung obere Ende des Ventilschafts 84 weist eine radial umlaufende Fase 110 auf, die der Vergleichmäßigung des Luftstromes dient .
In Richtung auf den Innenraum 40 des Gehäuses 42 schließt sich an den Luftverteilerabschnitt 102 des Ventilschafts 84 ein Abschnitt 112 mit konstantem Querschnitt an, der sich in den Innenraum 40 hinein erstreckt.
Der Abschnitt 112 des Ventilschafts 84 weist eine Axialbohrung 114 auf, die an ihrem einem Ende in den Luftver- teilerraum 104 mündet und an dem anderen Ende ein Innengewinde 116 aufweist.
In dem Bereich des Abschnitts 112 des Ventilschafts 84, der im Innenraum 40 des Gehäuses 42 liegt, ist die Wand des Abschnitts 112 von .einer Bohrung 116 durchsetzt, die senkrecht in dessen Axialbohrung 114 mündet. Die Bohrung 116 ist mit einem flexiblen Schlauch 118 dicht verbunden, der mittels einer SchottVerbindung 120 abgedichtet durch eine Seitenwand des Gehäuses 42 hindurch verläuft und mit Druckluft beaufschlagbar ist.
Wie in der Figur zu erkennen ist, ist der Ringspalt 108 auch in der gezeigten Schließstellung des Ventilkörpers 82 mit dem Ringraum vebunden, der zwischen der Außenman- telflache des Ventilschafts 82 und der Innenmantelfläche der Durchgangsbohrung 50 der Verbindungshülse 48 gebildet ist und in den Innenraum 40 des Gehäuses 42 mündet.
Über das Gewinde 116 ist der Abschnitt 112 des Ventil- Schafts 84 mit einer Hubvorrichtung 122 verbunden. Diese umfasst eine durch eine Seitenwand des Gehäuses 42 verlaufende Drehwelle 124. An deren im Innenraum 40 des Gehäuses 42 liegender Stirnwand 126 ist ein Ende eines Verbindungsgliedes 128 um einen zur Drehwelle 124 achspa- rallelen Gelenkstift 129 verdrehbar angebracht. Der
Gelenkstift 129 ist somit exzentrisch auf der Stirnwand 126 der Drehwelle 124 angeordnet.
Die Drehwelle 124 läuft in einem Wellengehäuse 130, welches an dem Gehäuse 42 lösbar befestigt ist. Das Wellengehäuse 130 ist bei gelöster Befestigung in zur Seitenwand des Gehäuses 42 paralleler Richtung verschiebbar. Hierzu weist das Gehäuse 42 eine das Wellengehäuse 130 aufnehmende Öffnung 132 auf, die etwas größer ist als der in der Öffnung 132 liegende Bereich des Wellengehäuses 130. Das Wellengehäuse 130 ist über einen umlaufenden mit Dichtungsring versehenen Befestigungsflansch 134 an der Seitenwand des Gehäuses 42 angebracht .
Das Verbindungsglied 128 ist an seinem anderen Ende um einen zur Drehwelle 124 achsparallelen Gelenkstift 135 verdrehbar mit einem Anschlußstück 136 verbunden, welches über ein komplementäres Außengewinde in den Gewindeabschnitt 116 der Axialbohrung 114 des Luftverteilers 84 eingeschraubt ist.
Die Position des Wellengehäuses 130 und die Winkelstellung der Drehwelle 124 sind so gewählt, daß der das Verbindungsglied 122 mit der Drehwelle 124 verbindende Gelenkstift 129 den geringsten Abstand zum Boden 138 des Gehäuses 42 hat, wenn der Ventilkörper 82 seine in der Figur gezeigte (Schließ-) Stellung einnimmt.
Kurz oberhalb des Bodens 138 des Gehäuses 42 ist ein Pulverauslaß 140 vorgesehen, an dem ein Schlauch 141 befestigt ist. Dieser führt zu einer nicht dargestellten Applikationsvorrichtung. Hinter der Eintrittsöffnung 142 des Pulverauslasses 140 verjüngt sich dessen Innenmantelfläche in Strömungsrichtung nach Art einer Venturi-Düse in einem Anfangsbereich 144 zunächst relativ stark nach Innen, um sich dann wieder im wesentlichen gleichmäßig zu erweitern.
Die Innenfläche der Wand des Gehäuses 42, durch welche der Pulverauslaß 140 verläuft, fluchtet mit der Eintrittsöffnung 142 des Pulverauslasses 140 und neigt sich von dort nach oben und außen.
In den Anfangsbereich 144 des Pulverauslasses 140 hinein ragt die Spitze einer Druckluftdüse 146.
Die oben beschriebene Vorrichtung 10 funktioniert wie folgt:
Das in dem Innenraum 26 des Vorlagebehälters 12 befindliche Lackpulver wird, wie oben erwähnt, durch dem Druckraum
22 des Vorlagebehälters 12 zugeführte Druckluft fluidisiert und damit strömungsfähig. Die Druckluft wird dem Druckraum 22 mit einem Druck von maximal 2,0 bar, vorzugsweise zwischen 0,25 und 0,5 bar zugeführt.
Der Schlauch 118 ist ebenfalls mit Druckluft beaufschlagt. Auf ihrem Strömungsweg strömt diese Druckluft zunächst durch die Axialbohrung 114 des Ventilschafts 84 in dessen Luftverteilerraum 104. Von dort verteilt sie sich durch die Kanäle 106 gleichmäßig in die Nut 96 zwischen dem Luftverteiler 84 und dem Kopfteil 86 des Ventilkörpers 82. Schließlich strömt die Druckluft aus dem axialen Ringspalt 108 parallel zur Achse des Ventilkörpers 82 in den Raum zwischen dem Ventilschaft 84 und der Verbindungs- hülse 48 und weiter in den Innenraum 40 des Gehäuses 42. Soll nun Lackpulver aus dem Vorlagebehälter 12 zur Applikationsvorrichtung gefördert werden, wird der Ventilkörper 82 in Richtung auf den Innenraum 26 des Vorlagebehälters 12, in der Figur also nach oben, verschoben. Hierzu wird die Drehwelle 124 der Hubvorrichtung 122 durch einen nicht dargestellten Servomotor verdreht . Dadurch wird das Verbindungsglied 128 nach oben bewegt und der Ventilkörper 82 über das Anschlußstück 136 nach oben verschoben.
Die Komponenten sind so aufeinander abgestimmt, daß der maximale Hub des Ventilkörpers 82 ca. 4,0 mm beträgt; der jeweilige Hub hängt von dem Winkelmaß der Verdrehung der Drehwelle 124 ab.
Bei einer Aufwärtsbewegung löst sich der Kragen 92 des Kopfteils 86 des Ventilkδrpers 82 von der Innenmantelfläche der Verbindungshülse 48, so daß sich dem im Innenraum 26 des Vorlagebehälters 12 befindlichen fluidisierten Lackpulver ein ringförmiger Zugangsspalt zu der Durchgangs- bohrung 50 der Verbindungshülse 48 eröffnet.
Die aus dem Schlauch 118 kommende Druckluft tritt bei angehobenem Ventilkörper 82 über eine freie Wegstrecke in den konischen Abschnitt 64 der Durchgangsbohrung
50 ein. Dabei wird nach dem Venturi-Prinzip im Bereich der engsten Strömungsstelle ein Unterdruck erzeugt, durch welchen Lackpulver aktiv aus dem Innenraum 26 des Vorlagebehälters 12 gezogen wird.
Die Durchflußmenge des aus dem Vorlagebehälter 12 abzuziehenden Lackpulvers kann durch den Hub des Ventilkörpers 82 eingestellt werden. Je geringer der Hub, also je schmaler der Zugangsspalt zwischen Kragen 92 des Kopfteiles 86 und der Verbindungshülse 48 ist, desto geringer ist die durchströmende Lackpulvermenge.
Das dem Innenraum 40 des Gehäuses 42 zugeführte fluidi- sierte Lackpulver wird durch die Luftströmung in den Pulverauslaß 140 geführt. Falls notwendig, wird durch die Druckluftdüse 146 Luft in den Venturidüsen-artig gestalteten Pulverauslaß 140 eingeblasen. Diese zusätzliche Lufteinbringung erhöht die Fördergeschwindigkeit • des Lackpulvers und reinigt den Förderkanal .
Wenn kein Lackpulver mehr aus dem Vorlagebehälter 12 abgezogen werden soll, wird die Drehwelle 124 entsprechend zurückgedreht, so daß der Ventilkörper 82 wieder nach unten in seine in der Figur gezeigte Schließstellung gezogen wird. Dann liegt der Kragen 92 des Ventilkδrpers 82 wieder dichtend in der Verbindungshülse 48 und es kann kein Lackpulver mehr aus dem Vorlagebehälter 12 in den Innenraum 40 des Gehäuses 42 übertreten.
Auch in der Schließstellung des Ventilkörpers 82 strömt die aus dem Schlauch 118 kommende Fδrderluft weiter durch den Ringspalt 108 in die Verbindungshülse 48 und in den Innenraum 40 des Gehäuses 42. Dadurch wird das stromab von der Dichtstelle des Ventilkörpers 82 noch befindliche Lackpulver vollständig aus der Verbindungshülse 48 und dem Innenraum 40 des Gehäuses 42 in den Pulverauslaß 140 und zur Applikationsvorrichtung überführt. Somit wird der gesamte Raum unterhalb des Kragens 92 des Kopfteiles 86 des Ventilkörpers 82 - also insbesondere der Innenraum der Verbindungshülse 48 und des Gehäuses 42 - stets zuverlässig von Lackpulver geleert.
Die Geometrie des Kopfteiles 86 des Ventilkörpers 82 stellt sicher, daß im wesentlichen kein Lackpulver an der Außenmantelfläche des Kopfteiles 86 haften bleibt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Fördern pulverförmiger fluidisierter Medien, insbesondere eines Lackpulvers, mit
a) einem Vorlagebehälter (12) mit einem Innenraum (26) für das zu fördernde Medium; und
b) einer Pumpe (48, 82), welche das Medium aus dem Vorlagebehälter (12) über einen durch einen Ventilkδrper (82) verschließbaren Verbindungskanal (48) absaugt,
dadurch gekennzeichnet, daß
c) der Verbindungskanal (48) und der Ventilkörper (82) jeweils einen oberen Endbereich (64, 102) besitzen, die so geformt sind, daß zwischen ihnen eine ring- förmige, als Pumpe wirkende Venturi-Düse (107) gebildet ist; und
d) der Ventilkörper (82) in seiner Schließstellung mit einem Dichtabschnitt (92) dichtend in dem Endbereich (64) des Verbindungskanals (48) einliegt und einen mit Fördergas beaufschlagbaren Fördergaskanal (114, 104, 106, 108) aufweist, durch den das Fördergas in der Mähe des Dichtabschnittes (92) im wesentlichen in Strömungsrichtung des Mediums dem Verbindungskanal (48) zuführbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördergas dem Verbindungskanal (48) stromab des Dichtabschnitts (92) des Ventilkörpers (82) zuführbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (82) einen Ventilschaft
(84) und einen daran angebrachten Kopfabschnitt (86) mit dem Dichtabschnitt (92) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fördergaskanal (114, 104, 106,
108) des Ventilkörpers (82) auslaßseitig in einem zu dem Ventilkörper (82) koaxialen Ringspalt (108) endet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 unter Rückbezug auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt (92) als Kragen (92) des Kopfabschnitts (86) ausgebildet ist, der eine Innenmantelfläche aufweist, die zusammen mit einer dazu parallelen radial innenliegenden Außenmantelfläche des oberen Endbereichs (102) des Ventilschafts (84) den Ringspalt (108) begrenzt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt (92) des Ventilkörpers (82) derart angeordnet ist, daß er in der Schließstellung des Ventilkörpers (82) bis zu dem dem Innenraum (26) des Vorlagebehälters (12) zugewandten Ende des Verbin- dungskanals (48) anliegt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (82) mit einer steuerbaren Hubvorrichtung (122) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu einer Applikationseinrichtung führender Auslaß (140) nach Art einer Venturi-Düse ausgebildet ist, wobei eine mit einem Fördergas beaufschlag- bare Druckgasdüse (146) in die Eintrittsöffnung (142) des Auslasses (140) hinein ragt.
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