EP4574270A1 - Medienapplikator und system zum applizieren von medien - Google Patents
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- EP4574270A1 EP4574270A1 EP24220435.2A EP24220435A EP4574270A1 EP 4574270 A1 EP4574270 A1 EP 4574270A1 EP 24220435 A EP24220435 A EP 24220435A EP 4574270 A1 EP4574270 A1 EP 4574270A1
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- B05B1/32—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages in which a valve member forms part of the outlet opening
- B05B1/323—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages in which a valve member forms part of the outlet opening the valve member being actuated by the pressure of the fluid to be sprayed
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- B05B1/3033—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head
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- B05B9/04—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump
- B05B9/0403—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump with pumps for liquids or other fluent material
- B05B9/0406—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump with pumps for liquids or other fluent material with several pumps
Definitions
- the present disclosure relates to a media applicator and a system for applying media.
- Media applicators and systems for applying media are known.
- Known systems such as paint spraying systems for paint lines, include such applicators for dispensing media, such as paint, and applying it to surfaces to be painted or target surfaces.
- media residues or paint residues in the media lines arises, which complicates a smooth media change and can lead to loss of the usable media material.
- special, sometimes aggressive flushing agents are used, which entails additional costs and increased environmental pollution.
- DE 100 13 973 A1 This problem has already been addressed.
- the approach proposed there, using continuous media circulation in a media application system provides a remedy, but only partially solves the problem. Not all media lines, especially in the area of the applicator and/or spray head, are accessible for the media circulation.
- such systems are relatively complex, especially when designed to apply several different media.
- An object of the embodiments of the present disclosure is to provide a novel media applicator and a novel system and method for applying media which enable the media residues to be removed in an efficient and environmentally friendly manner.
- a media applicator for applying media is provided.
- the media applicator can be configured, in particular, to deliver individual or mixed media for application.
- the media applicator can be configured, in particular, as part of a media application system or a media application installation.
- the media applicator comprises at least one flow channel with an inlet for feeding at least one medium and with an outlet for discharging the at least one medium fed into the inlet.
- At least one valve with a controllable valve state is provided in the at least one flow channel.
- a medium can fundamentally be any medium that is conducive to flow or can be discharged via the media applicator, such as, in particular, liquid, gas, gel, smoke, vapor, powder, or a mixture thereof.
- the inlet of the at least one flow channel can be configured in particular so that a media supply line can be connected to the inlet.
- the inlet can be configured to be connected to the media supply line via a screw, rotary, or plug connection and/or via a quick-release mechanism and to be sealed against the medium.
- the at least one valve is designed such that the valve state can be switched between a blocking state, a forward flow state, and a reverse flow state as required.
- the at least one valve can be designed as a three-state valve or designed such that it can assume at least these three states.
- the flow of the medium through the flow channel can be influenced.
- the forward flow state of the valve the flow of the medium in the forward direction, i.e. from the inlet towards the outlet, is enabled
- the reverse flow state or backflow state of the valve the flow of the medium in the reverse direction, i.e. from the outlet towards the inlet, is enabled.
- the blocking state of the valve the flow of the medium is blocked in both directions.
- Switching the valve to the reverse flow state or backflow mode allows the medium to flow back into the media supply line.
- the possibility of backflow of the medium can be used, in particular, to transport media back to the respective containers or tanks. This can reduce the consumption or waste of useful media and the flushing media required for flushing media supply lines.
- the at least one valve can be designed such that the valve state can be controlled as a function of a current pressure difference or a current pressure drop between the inlet and the outlet of the at least one flow channel.
- a change in the pressure difference can, for example, occur through a pressure change in a media supply line connected to the inlet side of the flow channel, so that a switching operation of the valve can be triggered by a change in the pressure in the media supply line.
- the valve can thus be controlled in a particularly simple manner via the pressure change in the media supply line.
- the valve can be controlled virtually automatically by pressure without the need for additional control devices, allowing the applicator to be designed particularly compactly. Eliminating the complex valve controls also creates space for accommodating multiple or many flow lines in the media applicator, allowing the applicator to dispense or apply more different media or colors, possibly simultaneously, than is currently known.
- the at least one valve can be configured to switch from the blocking state to the forward flow state when the media pressure or pressure difference prevailing there exceeds a predefined first threshold. For example, if the pressure in the media supply line is increased, in particular by means of a compressor, to such an extent that the media pressure or pressure gradient exceeds the first threshold, the valve is switched to the forward flow state, allowing the medium to flow through the flow channel toward the outlet .
- the first threshold value for opening the valve in the outlet direction can be between 2 bar and 10 bar, in particular between 3 bar and 9 bar, especially between 4 bar and 6 bar, absolute pressure (abs).
- the first threshold value can be 5 bar (abs).
- the at least one valve can be designed such that it is switched from the blocking state to the reverse flow state when the pressure difference or the pressure in the media supply line falls below a predefined second threshold value. If, for example, the pressure in the media supply line is reduced such that the pressure drop falls below the second threshold value, the valve is automatically or without Additional measures are used to switch to reverse flow mode.
- This pressure reduction in the media supply line can be reduced, for example, by using a compressor operating in suction mode, which acts on the suction line. This allows the media to flow backward in the media supply line.
- the media supply line can be set to an operating pressure during system operation.
- This operating pressure can be an offset pressure higher than 1 bar absolute pressure (bar abs), for example 1.5 bar (abs) or 2 bar (abs), i.e. 1 atm overpressure.
- the overpressure can be provided by a compressor. It is sensible to set an operating pressure of up to a maximum of 5 bar (abs), since maintaining an operating pressure requires energy and there is always an effort to reduce the system's energy consumption as much as possible.
- the first threshold value can be above 2 bar (abs) up to, for example, 5 bar or 10 bar (abs), and further, for example, in the interval from 3 to 5 bar (abs).
- the first threshold value can therefore be, for example, 0.5 to 10 bar higher, preferably 0.5 to 3 bar.
- the second threshold value can be below the operating pressure, for example at least 0.1 bar or at least 0.2 bar below the operating pressure. For an exemplary offset pressure of 2 bar (abs), this would be 1.9 to 1 bar (abs). This pressure range is particularly advantageous because backflushing only requires venting to the atmosphere, so that this process can be carried out in a particularly energy-efficient manner.
- the valve can be adapted to the operating pressure in such a way that the threshold values are arranged around the operating pressure. For example, the valve can be designed such that the first threshold value is above the operating pressure and the second threshold value is below the operating pressure.
- the second threshold value must be set or selected such that the valve can be opened and closed in a reliable and controllable manner by a corresponding pressure change in the supply line.
- the second threshold value is between 10 bar and 1 bar lower than the first threshold value, in particular between 9 bar and 3 bar, and especially between 6 bar and 4 bar lower. If the operating pressure is not changed compared to the atmosphere, i.e. is 1 bar (abs), then the second threshold value can, for example, be between 0.9 bar (abs) and 0.5 bar (abs), for example 0.8 bar (abs).
- the first threshold value can then, for example, be 2 bar (abs).
- the at least one valve can comprise at least one closing body and at least one spring element, wherein the at least one spring element can be designed such that the at least one closing body can be held in a closed position for blocking the valve by means of the at least one spring element.
- the spring element can be designed to exert a spring force on the closing body, such that the closing body is held in the closed position by the spring force of the spring element.
- the closing behavior of the valve can be influenced by adjusting the spring constant or spring properties of the at least one spring element.
- the valve can be calibrated such that the first and/or the second threshold value can be precisely set.
- the at least one spring element can comprise at least one overpressure spring for holding the at least one closing body in the closed position until the first threshold is exceeded, and at least one underpressure spring for holding the at least one closing body in the closed position until the second threshold is undershot.
- the switching behavior of the at least one valve can be precisely adjusted using the dedicated springs responsible for the switching processes.
- the first threshold and the second threshold can be adjusted independently of one another.
- the media applicator comprises a spray head connected to the outlet side of the at least one flow channel for spraying the at least one medium.
- the spray head can, in particular, comprise one or more nozzle-like openings that atomize the medium into fine droplets or mist.
- the openings can, in particular, be arranged to enable particularly uniform media application and/or to apply the medium in specific patterns.
- a system for applying media can be designed, in particular, as a painting system or painting installation for applying paints.
- the system comprises at least one media applicator according to the first aspect, wherein the at least one flow channel of the media applicator is connected via at least one media supply line to a media supply unit having at least one media container.
- the system further comprises a pump unit with a number of pumps for conveying the at least one medium through the at least one media supply line.
- the at least one pump is designed, in a first operating mode, to convey the at least one medium from the media supply unit toward the media applicator and, in a second operating mode, from the media applicator back toward the media supply unit.
- the media supply unit can be configured to recover the used medium, i.e., be designed as a media supply and recovery unit.
- the at least one pump can be operated in suction mode when the at least one valve is in the reverse flow state.
- the reverse flow of the medium allows the media supply line or media feed tract to be cleared of media residues, for example, before a media change or at the end of operation. This reduces the cleaning and maintenance effort required to ensure smooth system operation.
- the returned medium can be collected in a corresponding media container in the media supply unit (or media supply and recovery unit) so that it can be later reintroduced into the process or reused.
- the at least one valve of the media applicator can be designed such that the valve state can be controlled as a function of a current pressure difference ⁇ P between the inlet and the outlet of the at least one flow channel, and wherein the at least one pump can be designed to generate a pressure difference ⁇ P required to control the at least one valve.
- the valve can thus be controlled in a particularly simple manner via the pressure change in the media supply line.
- the valve can be controlled without additional control devices, so that the applicator can be designed to be particularly compact.
- pressurizing the valve can automatically set the desired valve position, i.e., quasi-automatically determine the selection of the valve position in one of the three valve positions, in particular, through pressure.
- a method for applying media is proposed.
- the method can be carried out, in particular, by means of a system according to the second aspect.
- the system can, in particular, comprise an applicator with at least one flow channel with at least one controllable valve.
- the controllable valve can, in particular, be designed such that the valve state can be switched between a blocking state, a forward flow state, and a reverse flow state as required.
- the at least one valve can be returned from the forward flow state to the blocking state in order to in particular to interrupt the media flow through the media applicator.
- the at least one valve is placed in the reverse flow state.
- the at least one medium can flow back through the valve or through the valve channel and thus also through the flow channel of the media applicator via the media supply lines to the media supply.
- the returned medium can, in particular, be fed back into the process or reused at a later time.
- the at least one valve is configured such that the valve state can be controlled as a function of a current pressure difference between the inlet and the outlet of the at least one flow channel.
- the method may, in particular, comprise controlling the current pressure difference to control the at least one valve.
- the pressure difference can, in particular, be easily controlled by controlling or regulating the pressure in a corresponding media supply line, so that the media applicator can be easily controlled without complex control devices.
- the at least one valve is configured to switch from the blocking state to the forward flow state when the pressure difference exceeds a predefined first threshold.
- the first threshold for discharging media can be exceeded in one method step.
- Fig. 1 shows a schematic cross-section of a valve according to an embodiment in a first state.
- the valve 1 comprises a valve body 2 or base body with a valve channel 3, a closing body 4, a spring element 5, and a support 6 formed in the valve channel 3.
- the valve channel 3 is elongated and extends between a first end 7 and a second end 8 opposite the first end 7.
- the closing body 4 has a convex outer surface.
- the closing body 4 is essentially spherical.
- the spring element 5 is in the form of an elongated spiral spring which extends along the valve channel 3.
- the spring element 5 is fastened with a first longitudinal end to a support 6 fixed in the valve channel.
- the spring element 5 is fastened with a second longitudinal end opposite the first longitudinal end to the closing body 4.
- the support 6 has through openings so that, when the valve 4 is open, a medium can flow through the support 6.
- a first recess 9 is formed in the valve channel 3.
- the first recess 9 has an inner surface that is substantially conformal to the outer surface of the closing body 4 and is designed such that the closing body 4 can be received in the first recess 9 to close the valve channel 3.
- the valve channel 3 further comprises a second recess 10, which is formed adjacent to the first recess 9 on the side of the first recess 9 facing away from the second end 8.
- the second recess 10 has a substantially similar shape to the first recess 9 and is larger in size than the first recess 9.
- the closing body 4 In the first state of the valve 1 shown, the closing body 4 is located in the region of the first recess 9 and blocks the valve channel 3. This state thus corresponds to the above-described blocking state of the valve 1, in which the valve 2 is closed.
- Fig. 2 shows a schematic cross section of the valve according to Fig. 1 in a second state.
- the state of the valve 1 shown corresponds to the forward flow state.
- the spring element 5 In the forward flow state, the spring element 5 is in an expanded state and functions as a tension spring, with the second longitudinal end of the spring element 5 extending beyond the second end 8 of the valve channel 3.
- the closing body 4 fixed to the second longitudinal end of the spring element 5 is located outside the valve channel 3.
- Such a state of the valve 1 can be achieved in particular when the pressure gradient across the valve or the pressure difference between the inlet and the outlet of the valve 1 generates a force on the closing body 4, which overcomes the spring force of the spring element 5 and pushes the closing body 4 out of the first recess 9 or out of the valve channel 3.
- the valve 1 is thus open and the medium contained therein, driven by the pressure gradient, can flow through the valve channel 3, which in Fig. 2 symbolically represented by an arrow pointing to the right.
- the threshold value of the pressure difference at which the spring force is overcome depends on factors such as the diameter of the valve channel 3, the shape and dimensions of the closing body 4, and the spring properties or spring constant of the spring element 5.
- the first threshold value of the pressure difference at which the valve 1 switches from the blocking state ( Fig. 1 ) into the forward flow state ( Fig. 2 ) is switched on.
- the spring element can be designed such that the first threshold value of the pressure difference is approximately 5 bar.
- the first threshold value is between 2 bar and 10 bar, especially between 3 bar and 9 bar, especially between 4 bar and 6 bar.
- Fig. 3 shows a schematic cross section of the valve according to Fig. 1 in a third state.
- the state of the valve 1 shown corresponds to the reverse flow state.
- the spring element 5 In the reverse flow state, the spring element 5 is in a compressed state, with the closing body 4 attached to the second longitudinal end of the spring element 5 being located in the region of the second recess 10.
- Such a state of the valve 1 can be achieved in particular when, due to a negative pressure difference between the inlet and outlet of the valve 1, a force is generated on the closing body 4, which overcomes the spring force of the spring element 5 and moves the closing body 4 from the first recess 9 into the second recess 10. Due to the dimensions of the second recess 10, the medium can flow between the outer surface of the closing body 4 and the inner surface of the second recess 10.
- the valve 1 is thus open and the medium therein, driven by the negative pressure difference, can flow backwards through the valve channel 3, which in Fig. 3 symbolically represented by an arrow pointing to the left.
- the threshold value of the pressure difference at which the spring force is overcome depends on factors such as the diameter of the valve channel 3, the shape and dimensions of the closing body 4, and the spring properties or spring constant of the spring element 5. By selecting these parameters, the second threshold value of the pressure difference at which the valve 1 switches from the blocking state ( Fig. 1 ) into the reverse flow state ( Fig. 3 ) is switched on.
- the spring element can be configured such that the second threshold value of the pressure difference is approximately -5 bar.
- the second threshold value is between -10 bar and -2 bar, in particular between -9 bar and -3 bar, especially between -6 bar and -4 bar.
- the spring element 5 can thus function as an overpressure spring, which gives way at a certain overpressure or at a certain positive pressure difference and opens the valve channel 3, cf. Fig. 2 .
- the spring element 5 can simultaneously function as a vacuum spring, which yields at a certain negative pressure or a certain negative pressure difference and opens the valve channel 3, Fig. 3 .
- the embodiment of the Fig. 1 has a particularly simple design.
- the spring element 5 determines both the first threshold value of the pressure difference and the second threshold value of the pressure difference.
- Fig. 4 shows a schematic cross-section of a valve according to a second embodiment in a first state.
- the valve 1 also comprises an elongated valve channel 3 with a first end 7 and a second end 8 opposite the first end.
- a valve mechanism is formed between the first end 7 and the second end 8.
- the valve mechanism comprises a first closing body 4 with a first closing ring 11 and a second closing body 4' with a second closing ring 11', as well as a first spring element 5 and a second spring element 5'.
- the valve mechanism is fixed to the valve body 2 or base body by a support 6 and sealed against the base body.
- the support 6 has a substantially cylindrical side wall, a substantially flat front wall, and a rear wall opposite the front wall. Openings are provided centrally in the front wall and in the rear wall.
- a support surface for receiving or sealing the second locking ring 11' is formed on the inside of the second wall.
- the first locking body 4 is columnar and has an elongated stem 12, a wide foot 13 at a first end and a wide head 14 at a second end where the first locking ring 11 is formed.
- the second closing body 4' extends between the front wall and the rear wall of the support 6 and has an axial through-bore for receiving the first closing body 4. At one end, the second closing body 4' has a wide head 14' to which the second locking ring 11' is attached. In the area of the head 14', a support surface for receiving or sealing the first locking ring 11 of the first closing body is formed on the inside of the second closing body 4'.
- the state of the valve 1 shown corresponds to a basic or blocked state of the valve 1.
- the first closing ring 11 of the first closing body 4 lies on the support surface of the second closing body 4' and the second closing ring 11' of the second closing body 4' lies on the support surface of the support 6.
- the first spring element 5 is in the form of a spiral spring which extends between the foot 13 of the first closing body 4 and the head 14' of the second closing body 4'.
- the first spring element 5 is clamped with a first end against the foot 13 of the first closing body 4 and with a second end against the head 14' of the second closing body 4'.
- the second spring element 5' is also in the form of a spiral spring and extends between the front wall of the support 6 and the head 14' of the second closing body 4'.
- the second spring element 5' is clamped between the front wall of the lintels 6 and the head 14' of the second closing body 4'.
- the two spring elements 5, 5' are in compression mode.
- the first spring element 5 presses the foot 13 of the first closing body 4 away from the head 14' of the second closing body 14', so that the first locking ring 11 is pressed onto the support surface of the second closing body 4'.
- the second spring element 5' presses the head 14' of the second closing body 4' away from the front wall of the support 6, so that the second locking ring 11' is pressed against the support surface of the support 6.
- both closing bodies 4 and 4' are sealed at their respective support surfaces, and the valve 1 is in the blocking state or blocking mode.
- Fig. 5 shows a schematic cross section of the valve according to Fig. 4 in a second state.
- the state of the valve 1 shown corresponds to the forward flow state, in which the first spring element 5 is compressed more strongly than in the basic state.
- the length of the first spring element 5 shortens, and the distance between the foot 13 of the first closing body 4 and the head 14' of the second closing body decreases.
- the locking ring 11 of the first closing body 4 detaches from the support surface of the second closing body 4', so that the first closing body 4 no longer blocks the valve channel 3.
- Such a state of the valve 1 can be achieved in particular when the pressure gradient across the valve channel 3 or the pressure difference between the inlet and outlet of the valve 1 generates a pressure force on the closing body 4, which overcomes the spring force of the first spring element 5 and pushes the first closing body 4 out of the closed position.
- the valve 1 is thus open and the medium therein, driven by the pressure gradient, can flow through the valve channel 3, which in Fig. 5 symbolically represented by an arrow pointing to the right.
- the first spring element 5 thus functions as an overpressure spring, which yields at a certain overpressure or a certain positive pressure difference and opens the valve channel 3.
- the threshold value of the pressure difference at which the valve is switched from the blocking state to the forward flow state depends, among other things, on the spring constant of the first spring element 5.
- the first threshold value of the pressure difference at which the valve 1 is switched from the blocking state ( Fig. 4 ) into the forward flow state ( Fig. 5 ) is switched on.
- the first spring element 5 can be designed such that the first threshold value of the pressure difference is approximately 5 bar.
- the first clamp value is between 2 bar and 10 bar, in particular between 3 bar and 9 bar, especially between 4 bar and 6 bar.
- Fig. 6 shows a schematic cross section of the valve according to Fig. 4 in a third state.
- the state of the valve 1 shown corresponds to the reverse flow state, in which the second spring element 5' is compressed more strongly than in the basic state.
- the length of the second spring element 5' shortens, and the distance between the front wall of the support 6 and the head 14' of the second closing body 4' decreases.
- the locking ring 11' of the second closing body 4' detaches from the support surface of the support 6, so that the second closing body 4' no longer blocks the valve channel 3.
- Such a state of the valve 1 can be achieved in particular when, due to a negative pressure difference between the inlet and outlet of the valve 1, a force is generated on the closing bodies 4 and 4', which overcomes the spring force of the second spring element 5' and releases the second closing body 4' from the support surface on the support 6.
- the medium can then flow between the second closing ring 11' and the support 6, through the second spring element 5' and through the opening in the front wall of the support 6.
- the valve 1 is thus open and the medium therein, driven by the negative pressure difference, can flow backwards through the valve channel 3, which in Fig. 6 symbolically represented by two arrows pointing to the left.
- the second spring element 5' thus functions as a vacuum spring, which yields at a certain negative pressure or a certain negative pressure difference and opens the valve channel 3.
- the threshold value of the pressure difference at which the valve is switched from the blocking state to the reverse flow state depends, among other things, on the spring constant of the second spring element 5'.
- the second Threshold value of the pressure difference at which the valve 1 changes from the blocking state ( Fig. 4 ) into the reverse flow state ( Fig. 6 ) is switched on.
- the second spring element 5' or setting the second threshold value it is possible in particular to prevent the second closing body 4' from opening in an uncontrolled manner, for example in the event of any pressure fluctuations, in particular before a nominal negative suction pressure builds up in the media supply line.
- the threshold values of the Figures 4 to 6 valve 1 shown can be precisely adjusted independently of each other.
- the valve 1 is characterized by Figures 4 to 6 increased robustness, since the two spring elements 5, 5' work exclusively in compression mode.
- Fig. 7 shows a system for applying media according to one embodiment.
- the system 20 comprises a media applicator 21 according to the first aspect.
- the media applicator 21 comprises a number of flow channels 22, each with an inlet 22e and an outlet 22a, as well as a number of valves 1 of the type described above for opening and closing the flow channels 22.
- the flow channels 22 are connected on the inlet side to media supply lines 23.
- the system 20 also comprises a media supply unit 24 (or media supply and recovery unit) with a number of media containers F1...F23, which are connected via the media supply lines 23 to the corresponding flow channels 22 of the media applicator 21.
- the system further comprises a pump unit 25 with a number of pumps M1...M23 or compressors for conveying media through the media supply lines 23.
- a spray head 26 is connected downstream of the media applicator 21 and is designed to spray media discharged through the passage channels 22.
- the system 20 shown further comprises a cleaning device 27 or rinsing device with an air inlet 28 and a rinsing agent inlet 29.
- the cleaning device 27 is connected to the spray head 26 by means of a rinsing line 30.
- the pumps M1...M23 are designed to operate in both compression mode and suction mode.
- compression mode the pumps M1...M23 pump media from the media supply unit 24 or from the respective paint or media containers F1...F23 through the media supply lines 23 toward the media applicator 21.
- suction mode the media is returned from the media applicator 21 toward the media supply unit 24 or into the respective media containers F1...F23.
- Fig. 8 shows a schematic flow diagram of a method according to an embodiment.
- the method 100 can be carried out in particular by means of a system 20 according to Fig. 7
- the system 20 can comprise a media applicator 21 for applying media, wherein the media applicator 21 has at least one flow channel 22 with at least one controllable valve 1.
- the controllable valve 1 can in particular be designed as a three-state valve of the type described above, the state of which can be switched between a blocking state, a forward flow state, and a reverse flow state as required, cf. Figures 1 to 6 above.
- the system 20 can be provided in a basic state.
- the at least one valve 1 of the media applicator 21 is in the blocking state.
- a method step 120 the at least one valve 1 is switched from the blocking state to the forward flow state. Switching the valve 1 to the forward flow state can occur, in particular, by increasing the pressure in the corresponding media supply line 23. If, for example, the at least one pump M1...M23 is operated in compression mode and the pressure in the media supply line 23 upstream of the media applicator 21 increases such that the first threshold value is exceeded, the valve 1 opens automatically, see, for example, Figures 2 and 5 , and the medium can be applied.
- the at least one valve 1 is returned from the forward flow state to the basic state or blocking state. This can be done, for example, by switching off the at least one pump M1...M23.
- the pressure in the media supply line 23 decreases and the closing body 4 (embodiment of the Fig. 1 ) or the first closing body 4' (embodiment of the Fig. 4 ) is supported by the spring element 5 (embodiment of the Fig. 1 ) or from the first spring element (embodiment of the Fig. 4 ) back to the starting position or to the locked position.
- a method step 140 the at least one valve 1 is switched from the blocking state to the reverse flow state. This can be done, in particular, by operating the at least one pump M1...M23 in the suction mode.
- a negative pressure can be generated in the media supply line, in particular relative to the pressure in the valve outlet, so that the pressure difference falls below the second threshold value.
- the valve thus opens quasi-automatically due to the pressure change in the media supply line, cf., for example, Figures 4 and 6 above, and the medium can flow back to the media supply unit 24.
- the method steps 110 to 140 shown can, in particular, be performed repeatedly or multiple times.
- the at least one valve 1 can be repeatedly switched to the return flow mode, in particular when a media change and/or a system shutdown is pending.
- any media residues from the media applicator 21 or from the media supply lines can be conveyed back into the media supply unit 24.
- media can be applied in a particularly economical manner.
- the maintenance and cleaning effort of the media application systems is significantly reduced, as all media supply lines can be operated bidirectionally. so that the media residues are collected back into the respective media containers after each operation or after each media change.
- Cleaning or flushing of the media supply tract is mainly reduced to cleaning the spray head 26, which can be accomplished with relatively little effort using a dedicated cleaning device 27.
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
Description
- Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Medienapplikator und ein System zum Applizieren von Medien.
- Es sind Medienapplikatoren sowie Systeme zum Applizieren von Medien bekannt. Die bekannten Systeme, beispielsweise Lackieranlagen für Lackierstraßen, umfassen solche Applikatoren, um Medien, beispielsweise Lackfarben, abzugeben und auf zu lackierende Flächen bzw. Zielflächen zu applizieren. Insbesondere beim Medienwechsel oder im Stillstand von solchen Anlagen entsteht das Problem von Medienrückständen bzw. Farbresten in den Medienleitungen, die einen reibungslosen Medienwechsel erschweren und zu Verlusten des Nutzmedienmaterials führen kann. Um solche Medienrückstände zu entfernen werden spezielle, teils aggressive Spüler eingesetzt, was zusätzliche Kosten und eine erhöhte Umweltbelastung mit sich bringt. In einer früheren Patentdruckschrift
DE 100 13 973 A1 ist dieses Problem bereits adressiert worden. Der dort vorgeschlagene Ansatz mit kontinuierlicher Medienzirkulation in einem Medienapplikationssystem schafft Abhilfe, löst das Problem jedoch nur teilweise. Denn nicht alle Medienleitungen, insbesondere im Bereich des Applikators und/oder des Sprühkopfes sind für den Medienkreislauf zugänglich. Zudem sind solche Anlagen verhältnismäßig komplex, insbesondere wenn sie zum Ausbringen von mehreren unterschiedlichen Medien ausgelegt sind. - Eine Aufgabe der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist es, einen neuartigen Medienapplikator und ein neuartiges System sowie Verfahren zum Applizieren von Medien bereitzustellen, welche es ermöglichen, die Medienrückstände auf effiziente und umweltfreundliche Weise zu beseitigen.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt ein Medienapplikator zum Applizieren von Medien bereitgestellt. Der Medienapplikator kann insbesondere dazu ausgebildet sein, einzelne oder gemischte Medien zum Applizieren auszubringen. Der Medienapplikator kann insbesondere als Teil eines Medienapplikationssystems bzw. einer Medienapplikationsanlage ausgebildet sein.
- Der Medienapplikator umfasst wenigstens einen Durchflusskanal mit einem Einlass bzw. Eingang zum Einspeisen wenigstens eines Mediums und mit einem Auslass bzw. Ausgang zum Ausbringen des wenigstens einen in den Einlass eingespeisten Mediums. In dem wenigstens einen Durchflusskanal ist wenigstens ein Ventil mit einem steuerbaren Ventilzustand vorgesehen. In diesem Kontext kann ein Medium grundsätzlich ein beliebiges leitungsgängiges bzw. über den Medienapplikator ausbringbares Medium sein, wie insbesondere Flüssigkeit, Gas, Gel, Rauch, Dampf, Pulver oder eine Mischung derselben.
- Der Medienapplikator kann insbesondere dazu ausgebildet sein, ein oder mehrere Medien auszubringen, um ggf. mittels eines ausgangsseitig angeschlossenen Sprühkopfs bzw. Ausgansdüse das Medium bzw. die Medien auf eine Zielfläche zu applizieren. Der Sprühkopf bzw. die Ausgangsdüse kann insbesondere als Teil des Medienapplikators oder auch als ein separates Teil ausgebildet sein. Der Medienapplikator kann insbesondere in Form einer Glocke oder Pistole einer Lackieranlage bzw. eines Lackiersystems ausgebildet sein, um eine oder mehrere Lackierfarben als Medien auszubringen und auf eine zu lackierende Fläche bzw. Zielfläche zu applizieren.
- Der Einlass des wenigstens einen Durchflusskanals kann insbesondere so ausgebildet sein, dass ein Medienversorgungsleitung an den Einlass angeschlossen werden kann. Insbesondere kann der Einlass dazu ausgebildet sein, über eine Schraub-, Dreh-, oder Steckverbindung und/oder über einen Schnellverschlussmechanismus mit der Medienversorgungsleitung verbunden und gegen das Medium abgedichtet zu werden.
- Das wenigstens eine Ventil ist so ausgebildet, dass der Ventilzustand je nach Bedarf zwischen einem Sperrzustand, einem Vorwärtsflusszustand und einem Rückwärtsflusszustand geschaltet werden kann. Insbesondere kann das wenigstens eine Ventil als Dreizustandsventil ausgebildet oder so ausgebildet sein, dass es wenigstens diese drei Zustände einnehmen kann. Durch die Änderung des Zustands des Ventils kann der Durchfluss des Mediums durch den Durchflusskanal beeinflusst werden. Insbesondere wird in dem Vorwärtsflusszustand des Ventils der Durchfluss des Mediums in Vorwärtsrichtung d.h. von dem Einlass in Richtung Auslass ermöglicht und in dem Rückwärtsflusszustand bzw. Rückflusszustand des Ventils wird der Durchfluss des Mediums in Rückwärtsrichtung d.h. von dem Auslass in Richtung Einlass ermöglicht. In dem Sperrzustand des Ventils wird der Fluss des Mediums in beiden Richtungen gesperrt.
- Die Schaltung des Ventils in den Rückwärtsflusszustand bzw. Rückflussmodus ermöglicht den Rückfluss des Mediums zurück in die Medienversorgungsleitung. Die Möglichkeit des Rückflusses des Mediums kann insbesondere dazu genutzt werden, Medien zurück in die jeweiligen Behälter bzw. Tanks zu befördern. Somit kann der Medienverbrauch bzw. Verwurf von Nutzmedien und von für die Spülung von Medienzufuhrleitungen erforderlichen Spülmedien reduziert werden.
- Das wenigstens eine Ventil kann so ausgebildet sein, dass der Ventilzustand in Abhängigkeit von einer aktuellen Druckdifferenz bzw. einem aktuellen Druckgefälle zwischen dem Einlass und dem Auslass des wenigstens einen Durchflusskanals gesteuert werden kann. Die Aktuelle Druckdifferenz entspricht im Wesentlichen der Differenz zwischen einem aktuell an dem Einlass des Ventils herrschenden Druck Pe und einem aktuell an dem Auslass des Ventils herrschenden Druck Pa: ΔP = Pe - Pa. Eine Änderung der Druckdifferenz kann beispielsweise durch eine Druckänderung in einer eingangsseitig an den Durchflusskanal angeschlossenen Medienzufuhrleitung erfolgen, so dass ein Schaltvorgang des Ventils durch Änderung des Drucks in der Medienzufuhrleitung ausgelöst werden kann. Somit kann das Ventil auf besonders einfache Weise über die Druckänderung in der Medienzufuhrleitung gesteuert werden. Insbesondere kann die Steuerung des Ventils ohne zusätzliche Steuerungsvorrichtungen quasi automatisch durch Druck erfolgen, so dass der Applikator besonders kompakt ausgeführt werden kann. Durch den Wegfall der komplexen Ventilsteuerungen kann zudem freier Raum zum Unterbringen von mehreren bzw. vielen Durchflussleitungen in dem Medienapplikator geschaffen werden, so dass mit dem Applikator mehr unterschiedliche Medien bzw. Farben ggf. gleichzeitig ausgebracht bzw. appliziert werden können als im Stand der Technik bekannt.
- Das wenigstens eine Ventil kann so ausgebildet sein, dass es von dem Sperrzustand in den Vorwärtsflusszustand geschaltet wird, wenn der dort anliegende Mediendruck oder die Druckdifferenz einen vordefinierten ersten Schwellenwert überschreitet. Wird beispielsweise der Druck in der Medienzufuhrleitung, insbesondere mittels eines Kompressors, soweit erhöht, dass der Mediendruck oder das Druckgefälle den ersten Schwellenwert überschreitet, so wird das Ventil in den Vorwärtsflusszustand umgeschaltet, so dass das Medium durch den Durchflusskanal in Richtung Auslass fließen kann.
- Der erste Schwellenwert für das Öffnen des Ventils in Auslassrichtung kann zwischen 2 bar und 10 bar, insbesondere zwischen 3 bar und 9 bar, speziell zwischen 4 bar und 6 bar, Absolutdruck (abs) liegen. Als Beispiel kann der erste Schwellwert bei 5 bar (abs) liegen. Durch eine geeignete Wahl bzw. Einstellung des ersten Schwellenwerts kann insbesondere verhindert werden, dass das Ventil frühzeitig, insbesondere vor dem Aufbau eines Sprühdrucks in der Zufuhrleitung, öffnet. Insbesondere kann der erste Schwellenwert so eingestellt bzw. gewählt sein, dass das Ventil durch entsprechende Druckänderung in der Zuleitung zuverlässig kontrollierbar geöffnet und geschlossen werden kann.
- Das wenigstens eine Ventil kann so ausgebildet sein, dass es von dem Sperrzustand in den Rückwärtsflusszustand geschaltet wird, wenn die Druckdifferenz oder der in der Medienzufuhrleitung einen vordefinierten zweiten Schwellenwert unterschreitet. Wird beispielsweise der Druck in der Medienzufuhrleitung derart verringert, dass das Druckgefälle den zweiten Schwellenwert unterschreitet, so wird das Ventil selbsttätig bzw. ohne Zusatzmaßnahmen in den Rückwärtsflussmodus umgeschaltet. Diese Druckreduzierung in der Medienzufuhrleitung kann beispielsweise mittels eines im Ansaugmodus betriebenen Kompressors soweit reduziert werden, der auf die Ansaugleitung wirkt. Dadurch kann das Medium in der Medienzufuhrleitung rückwärts fließen.
- Alternativ oder kumulativ kann jedenfalls die Medienzufuhrleitung, ggf. inklusive Medientank, im Betrieb der Anlage auf einen Betriebsdruck festgelegt sein. Bei dem Betriebsdruck kann es sich um einen Offset-Druck handeln, der höher ist als 1 bar Absolutdruck (bar abs), beispielsweise 1,5 bar (abs) oder auch 2 bar (abs), d.h. 1 atü Überdruck. Der Überdruck kann mittels eines Kompressors bereitgestellt sein. Sinnvoll ist ein Betriebsdruck bis maximal 5 bar (abs) einzustellen, da das Aufrechterhalten eines Betriebsdrucks Energie benötigt und stets die Bestrebung da ist, den Energieverbrauch der Anlage möglichst zu senken. Bei dem Beispiel des Betriebsdrucks von 2 bar (abs) kann der erste Schwellenwert beispielsweise bei über 2 bar (abs) liegen bis beispielsweise 5 bar oder 10 bar (abs), ferner beispielsweise im Intervall von 3 bis 5 bar (abs). Relativ zum Betriebsdruck kann der erste Schwellenwert also z.B. 0,5 bis 10 bar höher liegen, bevorzugt 0,5 bis 3 bar. Der zweite Schwellenwert kann unterhalb des Betriebsdrucks liegen, beispielsweise zumindest 0,1 bar oder zumindest 0,2 bar unterhalb des Betriebsdrucks. Bei einem beispielhaften Offset-Druck von 2 bar (abs) wäre das 1,9 bis 1 bar (abs). Dieser Druckbereich ist besonders vorteilhaft, weil dann für die Rückspülung lediglich gegenüber der Atmosphäre zu entlüften ist, so dass dieser Vorgang besonders energiesparend durchgeführt werden kann. Das Ventil kann an den Betriebsdruck so angepasst sein, dass die Schwellenwerte um den Betriebsdruck herum angeordnet sind. Beispielsweise kann das Ventil derart hergerichtet sein, dass der erste Schwellenwert oberhalb des Betriebsdrucks und der zweite Schwellenwert unterhalb des Betriebsdrucks liegt.
- Durch eine geeignete Wahl bzw. Einstellung des zweiten Schwellenwerts kann insbesondere verhindert werden, dass das Ventil frühzeitig, insbesondere vor dem Aufbau eines entsprechenden Unterdrucks in der Zufuhrleitung, öffnet. Insbesondere kann der zweite Schwellenwert so eingestellt bzw. gewählt sein, dass das Ventil durch entsprechende Druckänderung in der Zuleitung zuverlässig kontrollierbar geöffnet und geschlossen werden kann. Insbesondere liegt der zweite Schwellenwert zwischen 10 bar und 1 bar niedriger als der erste Schwellenwert, insbesondere zwischen 9 bar und 3 bar, speziell zwischen 6 bar und 4 bar niedriger. Wenn der Betriebsdruck nicht gegenüber der Atmosphäre verändert ist, also bei 1 bar (abs) liegt, dann kann beispielsweise der zweite Schwellwert zwischen 0,9 bar (abs) bis 0,5 bar (abs) liegen, beispielsweise bei 0,8 bar (abs). Der erste Schwellenwert kann dann beispielsweise bei 2 bar (abs) liegen.
- Das wenigstens eine Ventil kann wenigstens einen Schließkörper und wenigstens ein Federelement umfassen, wobei dass wenigstens eine Federelement so ausgebildet sein kann, dass der wenigstens eine Schließkörper mittels des wenigstens einen Federelements in einer Schließposition zum Sperren des Ventils gehalten werden kann. Insbesondere kann das Federelement dazu ausgebildet sein, auf den Schließkörper eine Federkraft auszuüben, so dass der Schließkörper durch die Federkraft des Federelements in der Schließposition gehalten wird. Durch die Einstellung der Federkonstante bzw. federnden Eigenschaften des wenigstens einen Federelements kann das das Schließverhalten des Ventils beeinflusst werden. Insbesondere kann das Ventil so geeicht werden, dass der erste und/oder der zweite Schwellwert präzise eingestellt werden kann.
- Das wenigstens eine Federelement kann wenigstens eine Überdruckfeder zum Halten des wenigstens einen Schließkörpers in der Schließposition, bis der erste Schwellenwert überschritten ist, und wenigstens eine Unterdruckfeder zum Halten des wenigstens einen Schließkörpers in der Schließposition, bis der zweite Schwellenwert unterschritten ist, umfassen. Mit den dedizierten, für die Umschaltprozesse zuständigen, Federn kann das Schaltverhalten des wenigstens einen Ventils präzise eingestellt werden. Insbesondere können der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert unabhängig voneinander eingestellt werden.
- In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Medienapplikator einen ausgangsseitig an dem wenigstens einen Durchflusskanal angeschlossenen Sprühkopf zum Versprühen des wenigstens einen Mediums. Der Sprühkopf kann insbesondere eine oder mehrere düsenartige Öffnungen umfassen, die das Medium in feine Tröpfchen oder Nebel zerstäuben. Die Öffnungen können insbesondere so angeordnet sein, dass ein besonders gleichmäßiger Medienauftrag möglich ist, und/oder dass das Medium in bestimmten Mustern aufgetragen wird.
- Nach einem zweiten Aspekt wird ein System zum Applizieren von Medien bereitgestellt. Das System kann insbesondere als Lackiersystem bzw. Lackieranlage zum Applizieren von Lackfarben ausgebildet sein. Das System umfasst wenigstens einen Medienapplikator gemäß dem ersten Aspekt, wobei der wenigstens eine Durchflusskanal des Medienapplikators über wenigstens einen Medienversorgungsleitung mit einer Medienversorgungseinheit mit wenigstens einem Medienbehälter verbunden ist. Das System umfasst ferner eine Pumpeneinheit mit einer Anzahl von Pumpen zum Befördern des wenigstens einen Mediums durch die wenigstens eine Medienversorgungsleitung. Die wenigstens eine Pumpe ist dazu ausgebildet, in einem ersten Betriebsmodus das wenigstens eine Medium von der Medienversorgungseinheit in Richtung Medienapplikator und in einem zweiten Betriebsmodus von dem Medienapplikator zurück in Richtung Medienversorgungseinheit zu befördern. Die Medienversorgungseinheit kann ausgestaltet sein, das eingesetzte Medium zurückzugewinnen, also ausgestaltet sein als Medienversorgungs- und Rückgewinnungseinheit. Insbesondere kann die wenigstens eine Pumpe im Ansaugmodus betrieben werden, wenn sich das wenigstens eine Ventil im Rückwärtsflusszustand befindet. Durch dem Rückwärtsfluss des Mediums kann die Medienversorgungsleitung bzw. der Medienzufuhrtrakt beispielsweise vor einem Medienwechsel oder zum Betriebsende von Medienresten befreit werden. Dadurch kann der Reinigungsaufwand bzw. Wartungsaufwand zur Sicherstellung eines reibungslosen Betriebs der Anlage reduziert werden. Zudem kann das zurückgeflossene Medium in einem entsprechenden Medienbehälter der Medienversorgungseinheit (bzw. Medienversorgungs- und Rückgewinnungseinheit) aufgefangen werden, so dass es später erneut dem Prozess zugeführt bzw. wiederverwendet werden kann.
- Das wenigstens eine Ventil des Medienapplikators kann so ausgebildet sein, dass der Ventilzustand in Abhängigkeit von einer aktuellen Druckdifferenz ΔP zwischen dem Einlass und dem Auslass des wenigstens einen Durchflusskanals gesteuert werden kann, und wobei die wenigstens eine Pumpe dazu ausgebildet sein kann, eine zur Steuerung des wenigstens einen Ventils erforderliche Druckdifferenz ΔP zu erzeugen. Somit kann das Ventil auf besonders einfache Weise über die Druckänderung in der Medienzufuhrleitung gesteuert werden. Insbesondere kann die Steuerung des Ventils ohne zusätzliche Steuerungsvorrichtungen erfolgen, so dass der Applikator besonders kompakt ausgeführt werden kann. Mit anderen Worten kann eine Druckbeaufschlagung des Ventils selbsttätig die gewünschte Ventilstellung einstellen, also quasi automatisch durch Druck die Wahl der Ventilstellung in einem der insbesondere drei Ventilstellungen festlegen.
- Nach einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zum Applizieren von Medien vorgeschlagen. Das Verfahren kann insbesondere mittels eines Systems gemäß dem zweiten Aspekt durchgeführt werden. Das System kann insbesondere einen Applikator mit wenigstens einem Durchflusskanal mit wenigstens einem steuerbaren Ventil aufweisen. Das steuerbare Ventil kann insbesondere so ausgebildet sein, dass der Ventilzustand ja nach Bedarf zwischen einem Sperrzustand, einem Vorwärtsflusszustand und einem Rückwärtsflusszustand geschaltet werden kann.
- Gemäß dem Verfahren wird in einem Verfahrensschritt das wenigstens eine Ventil in den Vorwärtsflusszustand versetzt. Im Vorwärtsflusszustand des Ventils kann das wenigstens eine Medium durch das Ventil bzw. durch den Ventilkanal und somit auch durch den Durchflusskanal des Medienapplikators durchfließen, so dass das darin befindliche Medium ausgebracht und beispielsweise über einen Sprühkörper auf eine Zielfläche appliziert werden kann.
- In einem Verfahrensschritt kann das wenigstens eine Ventil von dem Vorwärtsflusszustand in den Sperrzustand zurückversetzt werden, um insbesondere den Medienfluss durch den Medienapplikator zu unterbrechen.
- In einem Verfahrensschritt wird das wenigstens eine Ventil in den Rückwärtsflusszustand versetzt. In dem Rückwärtsflusszustand des Ventils kann das wenigstens eine Medium durch das Ventil bzw. durch den Ventilkanal und somit auch durch den Durchflusskanal des Medienapplikators über die Medienversorgungsleitungen zu der Medienversorgungs zurückfließen. Das zurückgeflossene Medium kann insbesondere zu einem späteren Zeitpunkt erneut dem Prozess zugeführt bzw. wiederverwendet werden.
- In einigen Durchführungsbeispielen des Verfahrens ist das wenigstens eine Ventil so ausgebildet, dass der Ventilzustand in Abhängigkeit von einer aktuellen Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des wenigstens einen Durchflusskanals gesteuert werden kann. Das Verfahren kann insbesondere Steuern der aktuellen Druckdifferenz zum Steuern des wenigstens einen Ventils umfassen. Die Druckdifferenz kann insbesondere durch die Steuerung bzw. Regelung des Drucks in einer entsprechenden Medienversorgungsleitung auf einfache Weise gesteuert werden, so dass das Medienapplikator ohne aufwändige Steuerungsvorrichtungen leicht gesteuert werden kann.
- In einigen Durchführungsbeispielen des Verfahrens ist das wenigstens eine Ventil so ausgebildet, dass es von dem Sperrzustand in den Vorwärtsflusszustand geschaltet wird, wenn die Druckdifferenz einen vordefinierten ersten Schwellenwert überschreitet. Gemäß dem Verfahren kann in einem Verfahrensschritt der erste Schwellenwert zum Ausbringen von Medien überschritten werden.
- In einigen Durchführungsbeispielen des Verfahrens ist das wenigstens eine Ventil so ausgebildet, dass es von dem Sperrzustand in den Rückwärtsflusszustand geschaltet wird, wenn das Druckgefällte einen vordefinierten zweiten Schwellenwert unterschreitet. Gemäß dem Verfahren kann in einem Verfahrensschritt der zweite Schwellenwert unterschritten werden, um insbesondere den Medienapplikator und der Medienversorgungsleitungen von Medienresten zu befreien. Insbesondere kann dieser Verfahrensschritt vor jedem Medienwechsel oder vor einem Stillstand der Anlage durchgeführt werden. Durch die Befreiung des Medientrakts von Medienresten und durch die Beförderung der Medienreste zurück in die Medienversorgungseinheit (bzw. Medienversorgungs- und Rückgewinnungseinheit) kann sowohl der Medienverbrauch als auch der Wartungsaufwand reduziert werde. Denn aufwändige Spülungs- und Reinigungsvorgänge können dadurch vermieden werden.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher dargestellt, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.
- Es zeigt:
- Fig. 1
- zeigt einen schematischen Querschnitt eines Ventils gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem ersten Zustand,
- Fig. 2
- einen schematischen Querschnitt des Ventils gemäß
Fig. 1 in einem zweiten Zustand, - Fig. 3
- einen schematischen Querschnitt des Ventils gemäß
Fig. 1 in einem dritten Zustand, - Fig. 4
- einen schematischen Querschnitt eines Ventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem ersten Zustand,
- Fig. 5
- einen schematischen Querschnitt des Ventils gemäß
Fig. 4 in einem zweiten Zustand, - Fig. 6
- einen schematischen Querschnitt des Ventils gemäß
Fig. 4 in einem dritten Zustand, - Fig. 7
- ein System zum Applizieren von Medien gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
- Fig. 8
- ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Ventils gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem ersten Zustand. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Ventil 1 einen Ventilkörper 2 bzw. Grundkörper mit einem Ventilkanal 3, einen Schließkörper 4, ein Federelement 5 und eine in dem Ventilkanal 3 ausgebildete Stütze 6. - Der Ventilkanal 3 ist länglich ausgebildet und erstreckt sich zwischen einem ersten Ende 7 und einem dem ersten Ende 7 gegenüberliegenden zweiten Ende 8. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Schließkörper 4 eine konvexe Außenfläche auf. Insbesondere ist der Schließkörper 4 im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet. Das Federelement 5 ist in Form einer länglichen Spiralfeder ausgebildet, welche sich entlang des Ventilkanals 3 erstreckt. Mit einem ersten Längsende ist das Federelement 5 an einer in dem Ventilkanal fixierten Stütze 6 befestigt. Mit einem dem ersten Längsende gegenüberliegenden zweiten Längsende ist das Federelement 5 an dem Schließkörper 4 befestigt. Die Stütze 6 weist Durchgangsöffnungen auf, so dass im geöffneten Zustand des Ventils 4 ein Medium durch die Stütze 6 hindurch fließen kann.
- In der Nähe des zweiten Endes 8 des Ventilkanals 3 ist in dem Ventilkanal 3 eine erste Ausnehmung 9 ausgebildet. Die erste Ausnehmung 9 weist eine im Wesentlichen konform zu der Außenfläche des Schließkörpers 4 ausgebildete Innenoberfläche auf und ist so ausgebildet, dass der Schließkörper 4 zum Schließen des Ventilkanals 3 in die erste Ausnehmung 9 aufgenommen werden kann.
- Der Ventilkanal 3 weist ferner eine zweite Ausnehmung 10 auf, welche neben der ersten Ausnehmung 9 von dem zweiten Ende 8 abgewandten Seite der ersten Ausnehmung 9 ausgebildet ist. Die zweite Ausnehmung 10 weist eine im Wesentlichen ähnliche Form wie die erste Ausnehmung 9 auf und ist im Vergleich zu der ersten Ausnehmung 9 größer dimensioniert.
- In dem in
Fig. 1 gezeigten ersten Zustand des Ventils 1 befindet sich der Schließkörper 4 im Bereich der ersten Ausnehmung 9 und sperrt den Ventilkanal 3. Dieser Zustand entspricht somit in dem oben beschriebenen Sperrzustand des Ventils 1, in welchem das Ventil 2 geschlossen ist. -
Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt des Ventils gemäßFig. 1 in einem zweiten Zustand. Der inFig. 2 gezeigte Zustand des Ventils 1 entspricht dem Vorwärtsflusszustand. In dem Vorwärtsflusszustand befindet sich das Federelement 5 in einem expandierten Zustand und fungiert als Zugfeder, wobei das zweite Längsende des Federelements 5 sich über das zweite Ende 8 des Ventilkanals 3 hinauserstreckt. Der an dem zweiten Längsende des Federelements 5 fixierte Schließkörper 4 befindet sich dabei außerhalb des Ventilkanals 3. - Ein solcher Zustand des Ventils 1 kann insbesondere dann erreicht werden, wenn das Druckgefälle über das Ventil bzw. die Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des Ventils 1 eine Kraft auf den Schließkörper 4 erzeugt, welche die Federkraft des Federelements 5 überwindet und den Schließkörper 4 aus der ersten Ausnehmung 9 bzw. aus dem Ventilkanal 3 herausdrückt. Das Ventil 1 ist somit offen und das darin befindliche Medium, angetrieben vom Druckgradienten, kann somit durch den Ventilkanal 3 fließen, was in
Fig. 2 symbolisch durch einen nach rechts zeigenden Pfeil dargestellt ist. Der Schwellenwert der Druckdifferenz, bei welchem die Federkraft überwunden wird, hängt von solchen Faktoren, wie Durchmesser des Ventilkanals 3, Form und Abmessungen des Schließkörpers 4 sowie federnde Eigenschaften bzw. Federkonstante des Federelements 5 ab. Durch die Wahl dieser Parameter kann somit der erste Schwellenwert der Druckdifferenz, bei welchem das Ventil 1 von dem Sperrzustand (Fig. 1 ) in den Vorwärtsflusszustand (Fig. 2 ) geschaltet wird, eingestellt werden. Insbesondere kann das Federelement so ausgebildet sein, dass der erste Schwellenwert der Druckdifferenz ungefähr 5 bar beträgt. In einigen Ausführungsbeispielen liegt der erste Schellenwert zwischen 2 bar und 10 bar, insbesondere zwischen 3 bar und 9 bar, speziell zwischen 4 bar und 6 bar. -
Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt des Ventils gemäßFig. 1 in einem dritten Zustand. Der inFig. 3 gezeigte Zustand des Ventils 1 entspricht dem Rückwärtsflusszustand. In dem Rückwärtsflusszustand befindet sich das Federelement 5 in einem komprimierten Zustand, wobei sich der an dem zweiten Längsende des Federelements 5 befestigter Schließkörper 4 im Bereich der zweiten Ausnehmung 10 befindet. - Ein solcher Zustand des Ventils 1 kann insbesondere dann erreicht werden, wenn aufgrund einer negativen Druckdifferenz zwischen dem Einlass und Auslass des Ventils 1 eine Kraft auf den Schließkörper 4 erzeugt wird, welche die Federkraft des Federelements 5 überwindet und den Schließkörper 4 aus der ersten Ausnehmung 9 in die zweite Ausnehmung 10 befördert. Aufgrund der Abmessungen der zweiten Ausnehmung 10 kann das Medium zwischen der Außenfläche des Schließkörpers 4 und der Innenfläche der zweiten Ausnehmung 10 fließen. Das Ventil 1 ist somit offen und das darin befindliche Medium, angetrieben von der negativen Druckdifferenz, kann rückwärts durch den Ventilkanal 3 fließen, was in
Fig. 3 symbolisch durch einen nach links zeigenden Pfeil dargestellt ist. - Der Schwellwert der Druckdifferenz, bei welchem die Federkraft überwunden wird, hängt von solchen Faktoren, wie Durchmesser des Ventilkanals 3, Form und Abmessungen des Schließkörpers 4 sowie federnde Eigenschaften bzw. Federkonstante des Federelements 5 ab. Durch die Wahl dieser Parameter kann somit der zweite Schwellenwert der Druckdifferenz, bei welchem das Ventil 1 von dem Sperrzustand (
Fig. 1 ) in den Rückwärtsflusszustand (Fig. 3 ) geschaltet wird, eingestellt werden. Insbesondere kann das Federelement so ausgebildet sein, dass der zweite Schwellenwert der Druckdifferenz ungefähr -5 bar beträgt. In einigen Ausführungsbeispielen liegt der zweite Schwellenwert zwischen -10 bar und -2 bar, insbesondere zwischen -9 bar und -3 bar, speziell zwischen -6 bar und -4 bar. - Das Federelement 5 kann somit als Überdruckfeder fungieren, welche bei einem bestimmten Überdruck bzw. bei einer bestimmten positiven Druckdifferenz nachgibt und den Ventilkanal 3 öffnet, vgl.
Fig. 2 . Das Federelement 5 kann gleichzeitig als Unterdruckfeder fungieren, welche bei einem bestimmten Unterdruck bzw. bei einer bestimmten negativen Druckdifferenz nachgibt und den Ventilkanal 3 öffnet,Fig. 3 . Das Ausführungsbeispiel derFig. 1 weist einen besonders einfachen Aufbau auf. Denn das Federelement 5 bestimmt sowohl den ersten Schwellenwert der Druckdifferenz als auch den zweiten Schwellenwert der Druckdifferenz. -
Fig. 4 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Ventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem ersten Zustand. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Ventil 1 ebenfalls einen länglichen Ventilkanal 3 mit einem ersten Ende 7 und einem gegenüber dem ersten Ende liegenden zweiten Ende 8. Zwischen dem ersten Ende 7 und dem zweiten Ende 8 ist ein Ventilmechanismus ausgebildet. Der Ventilmechanismus umfasst einen ersten Schließkörper 4 mit einem ersten Schließring 11 und einen zweiten Schließkörper 4' mit einem zweiten Schließring 11' sowie ein erstes Federelement 5 und ein zweites Federelement 5'. - Der Ventilmechanismus ist mit einer Stütze 6 an dem Ventilkörper 2 bzw. Grundkörper fixiert und gegen den Grundkörper abgedichtet. Die Stütze 6 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen zylindrische Seitenwand, eine im Wesentlichen flache vordere Wand und eine der vorderen Wand gegenüberliegende hintere Wand auf. Zentral in der vorderen Wand und in der hinteren Wand sind Öffnungen vorgesehen. An der Innenseite der zweiten Wand ist eine Auflagefläche zum Aufnehmen bzw. Abdichten des zweiten Schließrings 11' ausgebildet.
- Der erste Schließkörper 4 ist säulenförmig ausgebildet und weist einen länglichen Stamm 12, einen breiten Fuß 13 an einem ersten Ende und einen breiten Kopf 14 an einem zweiten Ende auf, wo der erste Schließring 11 ausgebildet ist.
- Der zweite Schließkörper 4' erstreckt sich zwischen der vorderen Wand und der hinteren Wand der Stütze 6 und weist eine axiale Durchgangsbohrung zum Aufnehmen des ersten Schließkörpers 4 auf. An einem Ende weist der zweite Schließkörper 4' einen breiten Kopf 14' auf an welchem der zweite Schließring 11' befestigt ist. Im Bereich des Kopfs 14' ist auf der Innenseite des zweiten Schließkörpers 4' eine Auflagefläche zum Aufnehmen bzw. Abdichten des ersten Schließrings 11 des ersten Schließkörpers ausgebildet.
- Der in
Fig. 4 gezeigte Zustand des Ventils 1 entspricht einem Grund- bzw. Sperrzustand des Ventils 1. In diesem Zustand liegt der erste Schließring 11 des ersten Schließkörpers 4 auf der Auflagefläche des zweiten Schließkörpers 4' und der zweite Schließring 11' des zweiten Schließkörpers 4' liegt auf der Auflagefläche der Stütze 6. Das erste Federelement 5 ist in Form einer Spiralfeder ausgebildet, welche sich zwischen dem Fuß 13 des ersten Schließkörpers 4 und dem Kopf 14' des zweiten Schließkörpers 4' erstreckt. Dabei ist das erste Federelement 5 mit einem ersten Ende gegen den Fuß 13 des ersten Schließkörpers 4 und mit einem zweiten Ende gegen den Kopf 14' des zweiten Schließkörpers 4' eingespannt. Das zweite Federelement 5' ist ebenfalls in Form einer Spiralfeder ausgebildet und erstreckt sich zwischen der vorderen Wand der Stütze 6 und dem Kopf 14' des zweiten Schließkörpers 4'. Dabei ist das zweite Federelement 5' zwischen der vorderen Wand der Stürze 6 und dem Kopf 14' des zweiten Schließkörpers 4' eingespannt. - In dem gezeigten Ausführungsbeispiel befinden sich die beiden Federelemente 5, 5' im Kompressionsmodus. Das erste Federelement 5 drückt dabei den Fuß 13 des ersten Schließkörpers 4 von dem Kopf 14' des zweiten Schließkörpers 14' weg, so dass der erste Schließring 11 auf die Auflagefläche des zweiten Schließkörpers 4' gedrückt wird. Das zweite Federelement 5' drückt den Kopf 14' des zweiten Schließkörpers 4' weg von der vorderen Wand der Stütze 6, so dass der zweite Schließring 11' gegen die Auflagefläche der Stütze 6 gedrückt wird. Somit werden beide Schließkörper 4 und 4' an den jeweiligen Auflageflächen abgedichtet und das Ventil 1 befindet sich in dem Sperrzustand bzw. Sperrmodus.
-
Fig. 5 zeigt einen schematischen Querschnitt des Ventils gemäßFig. 4 in einem zweiten Zustand. Der inFig. 5 gezeigte Zustand des Ventils 1 entspricht dem Vorwärtsflusszustand, in welchem das erste Federelement 5 stärker als im Grundzustand komprimiert ist. Die Länge des ersten Federelements 5 verkürzt sich dabei und der Abstand zwischen dem Fuß 13 des ersten Schließkörpers 4 und dem Kopf 14' des zweiten Schließkörpers vermindert sich. Dabei löst sich der Schließring 11 des ersten Schließkörpers 4 von der Auflagefläche des zweiten Schließkörpers 4', so dass der erste Schließkörper 4 den Ventilkanal 3 nicht mehr sperrt. - Ein solcher Zustand des Ventils 1 kann insbesondere dann erreicht werden, wenn das Druckgefälle über den Ventilkanal 3 bzw. die Druckdifferenz zwischen dem Einlass und Auslass des Ventils 1 eine Druckkraft auf den Schließkörper 4 erzeugt, welche die Federkraft des ersten Federelements 5 überwindet und den ersten Schließkörper 4 aus der Schließposition herausdrückt. Das Ventil 1 ist somit offen und das darin befindliche Medium, angetrieben vom Druckgradienten, kann durch den Ventilkanal 3 fließen, was in
Fig. 5 symbolisch durch einen nach rechts zeigenden Pfeil dargestellt ist. Das erste Federelement 5 fungiert somit als Überdruckfeder, welche bei einem bestimmten Überdruck bzw. bei einer bestimmten positiven Druckdifferenz nachgibt und den Ventilkanal 3 öffnet. - Der Schwellenwert der Druckdifferenz, bei welchem das Ventil von dem Sperrzustand in den Vorwärtsflusszustand geschaltet wird, bzw. der erste Schwellenwert hängt unter anderem von der Federkonstante des ersten Federelements 5 ab. Durch die Wahl eines geeigneten Federelements als erstes Federelement 5 kann somit der erste Schwellenwert der Druckdifferenz, bei welchem das Ventil 1 von dem Sperrzustand (
Fig. 4 ) in den Vorwärtsflusszustand (Fig. 5 ) geschaltet wird, genau eingestellt werden. Insbesondere kann das erste Federelement 5 so ausgebildet sein, dass der erste Schwellenwert der Druckdifferenz ungefähr 5 bar beträgt. - In einigen Ausführungsbeispielen liegt der erste Schellenwert zwischen 2 bar und 10 bar, insbesondere zwischen 3 bar und 9 bar, speziell zwischen 4 bar und 6 bar. Durch eine geeignete Wahl des ersten Federelements 5 bzw. Einstellung des ersten Schwellenwerts kann insbesondere verhindert werden, dass der erste Schließkörper unkontrolliert, beispielsweise bei etwaigen Druckschwankungen, insbesondere vor dem Aufbau eines Betriebsdrucks in der Medienversorgungsletung, öffnet.
-
Fig. 6 zeigt einen schematischen Querschnitt des Ventils gemäßFig. 4 in einem dritten Zustand. Der inFig. 6 gezeigte Zustand des Ventils 1 entspricht dem Rückwärtsflusszustand, in welchem das zweite Federelement 5' stärker als im Grundzustand komprimiert ist. Die Länge des zweiten Federelements 5' verkürzt sich dabei und der Abstand zwischen der Vorderwand der Stütze 6 und dem Kopf 14' des zweiten Schließkörpers 4' vermindert sich. Dabei löst sich der Schließring 11' des zweiten Schließkörpers 4' von der Auflagefläche der Stütze 6, so dass der zweite Schließkörper 4' den Ventilkanal 3 nicht mehr sperrt. - Ein solcher Zustand des Ventils 1 kann insbesondere dann erreicht werden, wenn aufgrund einer negativen Druckdifferenz zwischen dem Einlass und Auslass des Ventils 1 eine Kraft auf die Schließkörper 4 und 4' erzeugt wird, welche die Federkraft des zweiten Federelements 5' überwindet und den zweiten Schließkörper 4' von der Auflagefläche auf der Stütze 6 löst. Das Medium kann dabei zwischen dem zweiten Schließring 11' und der Stütze 6, durch das zweite Federelement 5' und durch die Öffnung in der vorderen Wand der Stütze 6 fließen. Das Ventil 1 ist somit offen und das darin befindliche Medium, angetrieben von der negativen Druckdifferenz, kann rückwärts durch den Ventilkanal 3 fließen, was in
Fig. 6 symbolisch durch zwei nach links zeigende Pfeile dargestellt ist. Das zweite Federelement 5' fungiert somit als Unterdruckfeder, welche bei einem bestimmten Unterdruck bzw. bei einer bestimmten negativen Druckdifferenz nachgibt und den Ventilkanal 3 öffnet. - Der Schwellenwert der Druckdifferenz, bei welchem das Ventil von dem Sperrzustand in den Rückwärtsflusszustand geschaltet wird, bzw. der zweite Schwellenwert hängt unter anderem von der Federkonstante des zweiten Federelements 5' ab. Durch die Wahl eines geeigneten Federelements als zweites Federelement 5' kann somit der zweite Schwellenwert der Druckdifferenz, bei welchem das Ventil 1 von dem Sperrzustand (
Fig. 4 ) in den Rückwärtsflusszustand (Fig. 6 ) geschaltet wird, genau eingestellt werden. Durch eine geeignete Wahl des zweiten Federelements 5' bzw. Einstellung des zweiten Schwellenwerts kann insbesondere verhindert werden, dass der zweite Schließkörper 4' unkontrolliert, beispielsweise bei etwaigen Druckschwankungen, insbesondere vor dem Aufbau eines nominalen negativen Ansaugdrucks in der Medienzufuhrleitung, öffnet. - Mit den dedizierten, für die Umschaltprozesse zuständigen, Federelementen 5, 5' können die Schwellenwerte des in
Figuren 4 bis 6 gezeigten Ventils 1 voneinander unabhängig präzise eingestellt werden. Außerdem zeichnet sich das Ventil 1 gemäßFiguren 4 bis 6 eine erhöhte Robustheit aus, da die beiden Federelemente 5, 5' ausschließlich im Kompressionsmodus arbeiten. -
Fig. 7 zeigt ein System zum Applizieren von Medien gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das System 20 umfasst einen Medienapplikator 21 gemäß dem ersten Aspekt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Medienapplikator 21 eine Anzahl von Durchflusskanälen 22 mit jeweils einem Einlass 22e und mit jeweils einem Auslass 22a sowie eine Anzahl von Ventilen 1 der oben beschriebenen Art zum Öffnen und Schließen der Durchflusskanäle 22. Die Durchflusskanäle 22 sind eingangsseitig mit Medienversorgungsleitungen 23 verbunden. Das System 20 umfasst auch eine Medienversorgungseinheit 24 (bzw. Medienversorgungs- und Rückgewinnungseinheit) mit einer Anzahl von Medienbehältern F1...F23, welche über die Medienversorgungsleitungen 23 mit den entsprechenden Durchflusskanälen 22 des Medienapplikators 21 verbunden sind. Das System weist ferner eine Pumpeneinheit 25 mit einer Anzahl von Pumpen M1...M23 bzw. Kompressoren zum Befördern von Medien durch die Medienversorgungsleitungen 23. Dem Medienapplikator 21 ist ein Sprühkopf 26 nachgeschaltet, welcher dazu ausgebildet ist, durch die Durchlasskanäle 22 ausgebrachte Medien zu versprühen. - Das in
Fig. 7 gezeigte System 20 umfasst ferner eine Reinigungsvorrichtung 27 bzw. Spülvorrichtung mit einem Lufteinlass 28 und mit einem Spülmitteleinlass 29. Die Reinigungsvorrichtung 27 ist mittels einer Spülleitung 30 mit dem Sprühkopf 26 verbunden. - Die Pumpen M1...M23 sind dazu ausgebildet, sowohl im Kompressionsmodus als auch im Ansaugmodus betrieben zu werden. Im Kompressionsmodus werden Medien mittels der Pumpen M1...M23 von der Medienversorgungseinheit 24 bzw. von den jeweiligen Farb- bzw. Medienbehältern F1...F23 durch die Medienversorgungsleitungen 23 in Richtung Medienapplikator 21 gepumpt. Im Ansaugmodus werden Medien von dem Medienapplikator 21 in Richtung Medienversorgungseinheit 24 bzw. in den jeweiligen Medienbehälter F1...F23 zurückbefördert.
-
Fig. 8 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 100 kann insbesondere mittels eines Systems 20 gemäßFig. 7 durchgeführt werden. Insbesondere kann das System 20 einen Medienapplikator 21 zum Applizieren von Medien umfassen, wobei der Medienapplikator 21 wenigstens einen Durchflusskanal 22 mit wenigstens einem steuerbaren Ventil 1 aufweisen. Das steuerbare Ventil 1 kann insbesondere als ein Dreizustandsventil oben beschriebener Art ausgebildet sein, dessen Zustand je nach Bedarf zwischen einem Sperrzustand, einem Vorwärtsflusszustand und einem Rückwärtsflusszustand geschaltet werden kann, vgl.Figuren 1 bis 6 oben. - In einem Verfahrensschritt 110 kann das System 20 in einem Grundzustand bereitgestellt werden. In dem Grundzustand befindet sich das wenigstens eine Ventil 1 des Medienapplikators 21 in dem Sperrzustand.
- In einem Verfahrensschritt 120 wird das wenigstens eine Ventil 1 von dem Sperrzustand in den Vorwärtsflusszustand geschaltet. Das Schalten des Ventils 1 in den Vorwärtsflusszustand kann insbesondere durch die Druckerhöhung in der entsprechenden Medienversorgungsleitung 23 erfolgen. Wird beispielsweise die wenigstens eine Pumpe M1...M23 im Kompressionsmodus betrieben und erhöht sich der Druck in der Medienversorgungsleitung 23 vor dem Medienapplikator 21 so, dass der erste Schwellenwert überschritten wird, so öffnet sich das Ventil 1 automatisch, vgl. beispielsweise
Figuren 2 und5 , und das Medium kann zum Applizieren ausgebracht werden. - In einem Verfahrensschritt 130 wird das wenigstens eine Ventil 1 von dem Vorwärtsflusszustand in den Grundzustand bzw. Sperrzustand zurückversetzt. Dies kann beispielsweise durch das Abschalten der wenigstens einen Pumpe M1...M23 erfolgen. Dabei lässt der Druck in der Medienversorgungsleitung 23 nach und der Schließkörper 4 (Ausführungsbeispiel der
Fig. 1 ) bzw. der erste Schließkörper 4' (Ausführungsbeispiel derFig. 4 ) wird von dem Federelement 5 (Ausführungsbeispiel derFig. 1 ) bzw. von dem ersten Federelement (Ausführungsbeispiel derFig. 4 ) zurück in die Ausgangsposition bzw. in den Sperrposition zurückgebracht. - In einem Verfahrensschritt 140 wird das wenigstens eine Ventil 1 von dem Sperrzustand in den Rückwärtsflusszustand geschaltet. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die wenigstens eine Pumpe M1...M23 in dem Ansaugmodus betrieben wird. Dabei kann in der Medienversorgungsleitung ein negativer Druck erzeugt werden, insbesondere bezogen auf den Druck in dem Ventilauslass, so dass der zweite Schwellenwert der Druckdifferenz unterschritten wird. Das Ventil öffnet somit quasi automatisch aufgrund der Druckänderung in der Medienversorgungsleitung, vgl. beispielsweise
Figuren 4 und6 oben, und das Medium kann zurück zu der Medienversorgungseinheit 24 fließen. - Die in
Fig. 8 gezeigten Verfahrensschritte 110 bis 140 können insbesondere wiederholt bzw. mehrfach durchgeführt werden. Beispielsweise kann das wenigstens eine Ventil 1 immer wieder in den Rückflussmodus versetzt werden, insbesondere wenn ein Medienwechsel und/oder ein Anlagenstillstand ansteht. Dabei können etwaige Medienreste aus dem Medienapplikator 21 bzw. aus den Medienversorgungsleitungen zurück in die Medienversorgungseinheit 24 befördert werden. - Mit dem oben beschriebenen Medienapplikator bzw. System zum Applizieren von Medien können Medien auf besonders sparsame Weise appliziert werden. Insbesondere wird der Wartungs- bzw. Reinigungsaufwand der Medienapplikationsanlagen erheblich reduziert. Denn sämtliche Medienzufuhrleitungen können bidirektional betrieben werden, so dass die Medienreste nach jedem Betrieb oder nach jedem Medienwechsel zurück in die jeweiligen Medienbehälter aufgefangen werden. Die Reinigung bzw. Spülung des Medienzufuhrtrakts wird hauptsächlich auf die Reinigung des Sprühkopfs 26 reduziert, was mit einer dedizierten Reinigungsvorrichtung 27 mit verhältnismäßig wenig Aufwand erledigt werden kann.
- Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen. Außerdem können nach den hier beschriebenen Prinzipien auch mehrere Module bzw. mehrere Produkte miteinander verbunden werden, um weitere Funktionen zu erhalten. Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind. In allen Figuren stellen gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände dar, so dass Beschreibungen von Gegenständen, die gegebenenfalls nur in einer oder jedenfalls nicht hinsichtlich aller Figuren erwähnt sind, auch auf diese Figuren und Ausführungsbeispiele übertragen werden können, hinsichtlich welchem der Gegenstand in der Beschreibung nicht explizit beschrieben ist.
-
- 1
- Ventil
- 2
- Ventilkörper
- 3
- Ventilkanal
- 4
- Schließkörper, erster Schließkörper
- 4'
- zweiter Schließkörper
- 5
- Federelement, erstes Federelement
- 5'
- zweites Federelement
- 6
- Stütze
- 7
- erstes Ende
- 8
- zweites Ende
- 9
- erste Ausnehmung
- 10
- zweite Ausnehmung
- 11
- Schließring
- 11'
- erster Schließring
- 12
- Stamm
- 13
- Fuß
- 14
- Kopf
- 20
- System
- 21
- Medienapplikator
- 22
- Durchflusskanal
- 22a
- Auslass
- 22e
- Einlass
- 23
- Medienversorgungsleitung
- 24
- Medienversorgungseinheit bzw. Medienversorgungs- und Rückgewinnungseinheit
- 25
- Pumpeneinheit
- 26
- Sprühkopf
- 27
- Reinigungsvorrichtung
- 28
- Lufteinlass
- 29
- Spülmitteleinlass
- 30
- Spülleitung
- F1...F23
- Medienbehälter
- M1...M23
- Pumpe
- ΔP
- Druckdifferenz
- P1
- erster Schwellenwert
- P2
- zweiter Schwellenwert
Claims (15)
- Medienapplikator (21) zum Applizieren von Medien umfassend wenigstens einen Durchflusskanal (22) mit einem Einlass (22e) zum Einspeisen wenigstens eines Mediums und mit einem Auslass (22a) zum Ausbringen des wenigstens einen durch den Einlass (22e) eingespeisten Mediums, wobei in dem wenigstens einen Durchflusskanal (22) wenigstens ein Ventil (1) mit einem steuerbaren Ventilzustand vorgesehen ist, und wobei das wenigstens eine Ventil (1) so ausgebildet ist, dass der Ventilzustand je nach Bedarf zwischen einem Sperrzustand, einem Vorwärtsflusszustand und einem Rückwärtsflusszustand geschaltet werden kann.
- Medienapplikator nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Ventil (1) so ausgebildet ist, dass der Ventilzustand in Abhängigkeit von einer aktuellen Druckdifferenz ΔP zwischen dem Einlass (22e) und dem Auslass (22a) des wenigstens einen Durchflusskanals (22) gesteuert werden kann.
- Medienapplikator nach Anspruch 2, wobei das wenigstens eine Ventil (1) so ausgebildet ist, dass es von dem Sperrzustand in den Vorwärtsflusszustand geschaltet wird, wenn die Druckdifferenz ΔP einen vordefinierten ersten Schwellenwert P1 überschreitet.
- Medienapplikator nach Anspruch 3,wobei die Medienzuleitung auf einen Betriebsdruck gehalten ist und der erste Schwellenwert P1 höher ist als der Betriebsdruck, und/oderwobei der erste Schwellenwert P1 zwischen 2 bar (abs) und 10 bar (abs), insbesondere zwischen 3 bar (abs) und 9 bar (abs), speziell zwischen 4 bar (abs) und 6 bar (abs), liegt.
- Medienapplikator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das wenigstens eine Ventil so ausgebildet ist, dass es von dem Sperrzustand in den Rückwärtsflusszustand geschaltet wird, wenn das Druckgefällte einen vordefinierten zweiten Schwellenwert P2 unterschreitet.
- Medienapplikator nach Anspruch 5,wobei die Medienzuleitung auf einen Betriebsdruck gehalten ist und der zweite Schwellenwert P2 unterhalb des Betriebsdrucks liegt, insbesondere zumindest 0,1 bis 0,5 bar unterhalb des Betriebsdrucks und/oderwobei der zweiten Schwellenwert P2 um 10 bar bis 2 bar, insbesondere zwischen 9 bar und 3 bar, speziell zwischen 6 bar und 4 bar unterhalb des ersten Schwellenwertes P1 liegt, und/oderwobei der zweite Schwellenwert P2 bei 1,5 bis 0,5 bar (abs) liegt.
- Medienapplikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Ventil wenigstens einen Schließkörper (4, 4') und wenigstens ein Federelement (5, 5') umfasst, und wobei das wenigstens eine Federelement (5, 5') so ausgebildet ist, dass der wenigstens eine Schließkörper (4, 4') mittels des wenigstens einen Federelements (5, 5') in einer Schließposition zum Sperren des Ventils (1) gehalten werden kann.
- Medienapplikator nach Anspruch 7, wobei das wenigstens ein Federelement (5, 5') wenigstens eine Überdruckfeder (5) zum Halten des wenigstens einen Schließkörpers (4) in der Schließposition, bis der erste Schwellenwert P1 überschritten ist, und wenigstens eine Unterdruckfeder (5') zum Halten des wenigstens einen Schließkörpers (5') in der Schließposition, bis der zweite Schwellenwert P2 unterschritten ist, umfasst.
- Medienapplikator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Medienapplikator (21) einen ausgangsseitig an dem wenigstens einen Durchflusskanal angeschlossenen Sprühkopf (26) zum Versprühen des wenigstens einen Mediums umfasst.
- System (20) zum Applizieren von Medien, umfassend wenigstens einen Medienapplikator (21) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Durchflusskanal (22) des Medienapplikators (21) über wenigstens eine Medienversorgungsleitung (23) mit einer Medienversorgungseinheit (24) mit wenigstens einem Medienbehälter (F1...F23) verbunden ist, und wobei das System (20) ferner eine Pumpeneinheit (25) mit einer Anzahl von Pumpen (M1...M23) zum Befördern des wenigstens einen Mediums durch die wenigstens eine Medienversorgungsleitung (23) umfasst, wobei die wenigstens eine der Pumpen (M1...M23) dazu ausgebildet ist, in einem ersten Betriebsmodus das wenigstens eine Medium von der Medienversorgungseinheit (24) in Richtung Medienapplikator (21) und in einem zweiten Betriebsmodus von dem Medienapplikator (21) zurück in Richtung Medienversorgungseinheit (24) zu befördern.
- System nach Anspruch 10, wobei das wenigstens eine Ventil (1) des Medienapplikators (21) so ausgebildet ist, dass der Ventilzustand in Abhängigkeit von einer aktuellen Druckdifferenz ΔP zwischen dem Einlass (22e) und dem Auslass (22a) des wenigstens einen Durchflusskanals (22) gesteuert werden kann, und wobei die wenigstens eine Pumpe (M1...M23) dazu ausgebildet ist, eine zur Steuerung des wenigstens einen Ventils erforderliche Druckdifferenz ΔP zu erzeugen.
- Verfahren (100) zum Applizieren von Medien mittels eines Systems (20) mit einem Medienapplikator (21) zum Applizieren von Medien, wobei der Medienapplikator (21) wenigstens einen Durchflusskanal (22) mit wenigstens einem steuerbaren Ventil (1) aufweist, und wobei das wenigstens eine steuerbare Ventil (1) so ausgebildet ist, dass der Ventilzustand je nach Bedarf zwischen einem Sperrzustand, einem Vorwärtsflusszustand und einem Rückwärtsflusszustand geschaltet werden kann, umfassend:- Bereitstellen (110) des Systems in einem Grundzustand, wobei sich das wenigstens eine Ventil (1) im Sperrzustand befindet,- Versetzen (120) des wenigstens einen Ventils (1) in den Vorwärtsflusszustand,- Versetzten (130) des wenigstens einen Ventils (1) zurück in den Sperrzustand, und- Versetzen (140) des wenigstens einen Ventils in den Rückwärtsflusszustand.
- Verfahren nach Anspruch 12, wobei das wenigstens eine Ventil (1) so ausgebildet ist, dass der Ventilzustand in Abhängigkeit von einer aktuellen Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des wenigstens einen Durchflusskanals gesteuert werden kann, und wobei das Verfahren Steuern der aktuellen Druckdifferenz ΔP zum Steuern des wenigstens einen Ventils umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 13, wobei das wenigstens eine Ventil (1) so ausgebildet ist, dass es von dem Sperrzustand in den Vorwärtsflusszustand geschaltet wird, wenn die Druckdifferenz ΔP einen vordefinierten ersten Schwellenwert P1 überschreitet, und wobei das Verfahren Überschreiten des ersten Schwellenwertes zum Ausbringen von Medien umfasst.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das wenigstens eine Ventil so ausgebildet ist, dass es von dem Sperrzustand in den Rückwärtsflusszustand geschaltet wird, wenn die Druckdifferenz ΔP einen vordefinierten zweiten Schwellenwert P2 unterschreitet, und wobei das Verfahren ferner Unterschreiten des zweiten Schwellenwerts zum Befreien des Systems von Medienresten umfasst.
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Citations (6)
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| US3904116A (en) * | 1975-01-09 | 1975-09-09 | Disston Inc | Portable cordless sprayer |
| GB1525440A (en) * | 1975-12-05 | 1978-09-20 | Aerosol Inventions Dev | Valve assemblies for pressurised dispensers |
| DE10013973A1 (de) | 2000-03-21 | 2001-09-27 | Harald Sonnleitner | Medienapplikationssystem |
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2024
- 2024-12-17 EP EP24220435.2A patent/EP4574270A1/de active Pending
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102023135760A1 (de) | 2025-06-26 |
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