EP4616959A1 - Fördervorrichtung mit spüleinrichtung und verfahren zum betreiben der fördervorrichtung - Google Patents

Fördervorrichtung mit spüleinrichtung und verfahren zum betreiben der fördervorrichtung

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Publication number
EP4616959A1
EP4616959A1 EP24163689.3A EP24163689A EP4616959A1 EP 4616959 A1 EP4616959 A1 EP 4616959A1 EP 24163689 A EP24163689 A EP 24163689A EP 4616959 A1 EP4616959 A1 EP 4616959A1
Authority
EP
European Patent Office
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valve
inlet
compressed gas
conveyor
conveying device
Prior art date
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Pending
Application number
EP24163689.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Ludwig
Markus Neundorf
Thomas Kluser
Amu Harif
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.)
J Wagner GmbH
Original Assignee
Wagner International AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Wagner International AG filed Critical Wagner International AG
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Priority to US19/071,952 priority patent/US20250289018A1/en
Priority to CN202510288660.2A priority patent/CN120644342A/zh
Publication of EP4616959A1 publication Critical patent/EP4616959A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B7/14—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
    • B05B7/1404—Arrangements for supplying particulate material
    • B05B7/1472—Powder extracted from a powder container in a direction substantially opposite to gravity by a suction device dipped into the powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
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    • B05B15/55—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids
    • B05B15/557—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids the cleaning fluid being a mixture of gas and liquid
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    • B05B12/149—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet characterised by colour change manifolds or valves therefor
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    • B05B7/12—Spray pistols; Apparatus for discharge designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B7/1254—Spray pistols; Apparatus for discharge designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the controlling means being fluid actuated
    • B05B7/1263—Spray pistols; Apparatus for discharge designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the controlling means being fluid actuated pneumatically actuated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/02—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being viscous or non-homogeneous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
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    • B05B9/03—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
    • 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
    • B05B9/0413—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 reciprocating pumps, e.g. membrane pump, piston pump, bellow pump

Definitions

  • the coating material is transported from a storage container to a spray applicator by means of a conveyor device, and then sprayed onto the workpiece using the spray applicator.
  • the coating material can be, for example, paint, adhesive, or an emulsion containing zinc dust.
  • the conveyor device, the material-carrying lines, and the spray applicator should be cleaned or flushed.
  • the coating material is replaced with a flushing medium.
  • the flushing medium can be, for example, flushing gas (e.g., compressed air or nitrogen), flushing agent (e.g., solvent or water), or a mixture of flushing gas and flushing agent.
  • EP 2 956 242 B1 is a coating agent pump and a cleaning process for the coating agent pump is known.
  • the coating agent pump comprises a supply line and a connected pump inlet through which coating agent is fed to the pump.
  • the pump inlet is connected to the pump chamber via a check valve.
  • the pump also includes an exhaust opening through which compressed air is supplied to the pump.
  • the exhaust opening is also connected to the check valve.
  • compressed air is blown through the check valve, blowing the coating material out of the pump chamber towards the pump outlet.
  • An object of the invention is to provide a conveying device with a flushing device in which, in addition to the conveying device, its upstream, material-carrying components, such as the supply line, can also be cleaned with the flushing device.
  • a further object of the invention is to provide a method for operating the conveying device which is particularly time-efficient.
  • the operating personnel can switch the conveying device according to the invention from conveying mode to cleaning mode particularly easily.
  • Another advantage is that the amount of detergent required per color change can be significantly reduced. This also reduces disposal costs for waste material (a mixture of coating material and detergent).
  • the conveying device according to the invention with a flushing device comprises a material conveyor for conveying coating material.
  • the material conveyor in turn, has an inlet valve comprising a valve inlet and a valve outlet.
  • the material conveyor also has a conveyor inlet for coating material, which is connected or connectable to the valve inlet.
  • the conveying device further comprises a flushing agent conveyor for conveying flushing agent, which is also connected to the valve inlet.
  • the inlet valve is designed as a check valve. This ensures that the fluid can flow unhindered in one direction and the backflow (i.e., flow in the opposite direction) is automatically prevented. This can be achieved by a return spring in the check valve, which ensures that the check valve closes automatically. This increases the efficiency of the conveying device and the application system and minimizes the risk of backflow damage.
  • the inlet valve is designed as a poppet valve, ball valve, or needle valve.
  • a poppet valve is particularly advantageous because it can be designed for optimal flushing.
  • the poppet valve can handle large flow rates.
  • the poppet valve has a simple design that is reliable and low-maintenance.
  • the material conveyor is designed as a bellows pump, diaphragm pump, centrifugal pump, gear pump, peristaltic pump, piston pump, piston metering device, or positive displacement pump. Which material conveyor design is most suitable depends on the application. The most suitable material conveyor can be selected depending on the application.
  • the rinsing agent conveyor is connected to the valve inlet via a check valve. This ensures that no coating material enters the rinsing agent line.
  • the check valve is located close to the valve inlet. This minimizes dead space.
  • a shut-off device is provided, which is connected to the conveyor inlet on the inlet side and to the inlet valve on the outlet side.
  • the shut-off device is thus arranged between the conveyor inlet and the inlet valve.
  • the pressure in the flushing medium can be increased even further.
  • the increased flushing medium pressure allows the conveying chambers as well as the downstream material lines and components connected to the conveying chamber to be cleaned even more effectively. Without the shut-off device, most of the flushing medium would be discharged through the supply line.
  • a control system is provided that is designed and operable to control the shut-off device. This enables user-friendly use of the conveying device.
  • the conveying device has a compressed gas source that can be connected to the valve inlet.
  • compressed gas as a flushing medium or as an additive in the flushing medium enables significant savings in flushing agent.
  • the conveying device comprises a compressed gas valve, via which compressed gas originating from the compressed gas source is supplied to the rinsing agent This creates a mixture of detergent and gas, known as the rinsing medium, which achieves a very high cleaning effect through high flow velocities and turbulence.
  • Flushing with the flushing medium can be continuous, discontinuous, or pulsed. If compressed air is mixed with the flushing agent in pulses via a timed valve and has a higher pressure than the flushing agent, the flushing agent flow is interrupted intermittently.
  • the flushing agent conveyor is connected to the inlet valve via a flushing line.
  • the compressed gas source is connected to the flushing line via a check valve. Without this check valve, there would be a risk of flushing agent from the flushing line entering the compressed gas line.
  • the conveying device according to the invention have a further shut-off device, which is connected on the output side to a conveying chamber inlet of the conveying chamber and on the input side to the flushing agent conveyor.
  • This embodiment does not require a shut-off device in front of the valve inlet.
  • flushing of the conveying device can also take place without the shut-off device.
  • the conveying device according to the invention can be provided with a flushing agent control valve which is designed and operable to control whether the flushing agent flows to the valve inlet or to the conveying chamber inlet.
  • a flushing agent control valve which is designed and operable to control whether the flushing agent flows to the valve inlet or to the conveying chamber inlet.
  • the flushing agent control valve When the flushing agent control valve is designed to flush the conveying device and the supply line sequentially.
  • the flushing agent control valve can also be designed and operated in such a way that the conveying device and the supply line are flushed simultaneously.
  • a throttle can be provided in the compressed gas line leading to the purging line.
  • the compressed gas line can be connected directly to the purging line, i.e., bypassing the throttle.
  • the throttle can be used to limit the volume flow so that the volume flow in the supply line (intake hose) does not become too high. This can prevent the material from splashing out of the supply line.
  • Another embodiment of the conveying device comprises a pinch valve, which is designed and operable to open or close the conveyor inlet.
  • a pinch valve offers the possibility of effective sealing by squeezing a hose or pipe to stop the flow. This is particularly advantageous when conveying abrasive or viscous media. Due to its simple design and the absence of moving parts, a pinch valve is low-maintenance and offers reliable performance over extended periods of operation.
  • an application system which comprises the above-mentioned conveying device and an applicator which is connected to the conveying device. enables the advantages of the rinsing process to be extended to the supply line to the applicator and the applicator itself.
  • the downstream side of the conveying device is closed to flush the supply line. This can be done, for example, with a valve.
  • the flushing agent conveyor then pumps flushing agent into the supply line.
  • the downstream side of the conveying device is opened, and flushing agent is pumped into the first conveying chamber using the flushing agent conveyor.
  • the upstream side of the conveying device should be closed, for example, via a valve or a shut-off device.
  • the optimal sequence of rinsing operations allows a rinsing process to be carried out with a high degree of material recovery and high rinsing agent effectiveness, saving both time and rinsing agent.
  • rinsing is carried out in pulsed fashion. Whether rinsing is best in pulsed fashion or continuously, and whether rinsing is carried out with a mixture of pressurized gas and rinsing agent or only with rinsing agent, depends on the material to be rinsed. Accordingly, in one case, the pulsed method may be more efficient, while in another, rinsing with a mixture of pressurized gas and rinsing agent may be more efficient. Because the proposed embodiment provides various rinsing methods, the most efficient method can always be selected.
  • compressed gas with a first compressed gas volume flow V ⁇ 1 is fed to the conveyor inlet with the aid of the first compressed gas valve when the compressed gas valve is open.
  • a second compressed gas volume flow V ⁇ 2 is set with the aid of the second compressed gas valve. This prevents unnecessary contamination when the compressed gas exits the supply line.
  • valve operation can be carried out both manually, i.e. by hand, or automatically by a control system.
  • the valves can also be controlled automatically using a control system.
  • Other components can also be controlled or regulated by the control system. This could be, for example, the pump pressure of the material conveyor.
  • the drain valve for the drain line on the filter and the drain valve for the drain line on the spray applicator can also be controlled with the control system.
  • the application system can be further automated. For example, changing the containers or lifting the suction hose out of the container can be automated. This also eliminates manual intervention in cleaning mode.
  • FIG. 1 and 2 A first possible embodiment of the lower (suction-side) section of a material conveyor 1 is shown. This suction-side section of the material conveyor 1 is also referred to below as the intake tract 1.7. In addition, Figures 1 and 2 the lower part of the compressor stage 1.8 is shown.
  • the coating material conveyor 1 is also referred to below as the material conveyor or conveyor.
  • the material conveyor 1 is preferably part of an application system.
  • Figure 3 The basic structure of a first embodiment of the application system is shown. The application system is designed to convey coating material 31 from a storage container 22 via a supply line 9.
  • the storage container 22 is also referred to as a material storage container or container for coating material.
  • the material conveyor 1 conveys the coating material 31, or material for short, out of the storage container 22 and to an applicator 45. From there, it can be applied to a workpiece (not shown in the figures).
  • the applicator 45 can, for example, be a manually operated spray gun. An automatically operated spray gun is also not excluded. There can also be several spray guns connected to the material conveyor 1.
  • the material conveyor 1 can be designed, for example, as a bellows pump, diaphragm pump, centrifugal pump, gear pump, peristaltic pump, piston pump, piston dosing pump or positive displacement pump.
  • Figures 1 to 4 The material conveyors shown are piston pumps driven by an air motor. Instead of the air motor, an electric motor or a hydraulic motor can also be used to drive the piston 1.4.
  • the electric motor is preferably a servo motor.
  • the material conveyor 1 comprises an inlet for coating material 1.1, or in short material inlet or conveyor inlet, to which a supply line 9 is connected.
  • the supply line 9 can be designed, for example, as a pipe or hose and is provided to conduct coating material 31 from a storage container 22 to the material conveyor 1.
  • the material inlet 1.1 can be closed by means of a shut-off device 1.5.
  • the shut-off device 1.5 is preferably designed as a pinch valve.
  • the pinch valve 1.5 is controlled via a control connection 1.6. When pressurized air is applied to this connection, the pinch in the pinch valve 1.5 expands and closes the channel 1.9 behind the inlet 1.1. In the pressure-free state, the pinch in the pinch valve 1.5 is relaxed and the channel 1.9 is open.
  • the shut-off device 1.5 can be operated automatically or manually.
  • the shut-off device 1.5 can be operated electrically (not shown in the figures) or pneumatically (see Figures 3 and 4 ) is controllable.
  • the pinch valve 1.5 is preferably made of solvent-resistant rubber.
  • the material conveyor 1 also comprises an inlet valve 7, which has a valve inlet 7.1 and a valve outlet 7.9 and a valve plate 7.7 in between. In the closed state, the valve plate 7.7 sits on the valve seat 7.2.
  • the inlet valve 7 is preferably designed as a self-closing valve.
  • the inlet valve 7 can have a return spring 7.8 (see Figure 2 ), which ensures that the inlet valve 7.7 in the pressure-free state is closed. It is also advantageous if the inlet valve 7 is designed as a check valve.
  • the inlet valve 7 is preferably installed in the material conveyor 1 in such a way that it closes the conveyor inlet 1.1 when the first conveyor chamber 1.11 is under pressure.
  • the inlet valve 7 ensures that the coating material 31 can only flow in one direction, namely in the direction of the spray applicator 45.
  • the inlet valve 7 is preferably designed such that it has the smallest possible dead space. This has the advantage that only a small amount of coating material can deposit there, so that the risk of color carryover during a color change is minimized.
  • the inlet valve 7 is preferably designed as a poppet valve because a poppet valve has a particularly small dead space.
  • the flushing agent inlet 1.2 is connected to the valve inlet 7.1 even when the inlet valve 7 is closed.
  • the conveyor inlet 1.1 When the shut-off device (pinch valve) 1.5 is open, the conveyor inlet 1.1 is connected to the valve inlet 7.1. When the pinch valve 1.5 is closed, the conveyor inlet 1.1 is not connected to the valve inlet 7.1. Therefore, the pinch valve 1.5 can connect the conveyor inlet 1.1 to the valve inlet 7.1.
  • the material conveyor 1 also has a rinsing agent inlet 1.2 for a rinsing medium / rinsing agent 30.
  • rinsing agent 30 can be sucked from a storage container 20 via a rinsing line 32 and fed via a rinsing line 33, a check valve 24, a flushing line 34, a check valve 8, and a flushing line 35 to the valve inlet 7.1.
  • the flushing medium can be, for example, solvent, water, air, or a mixture thereof.
  • the check valve 8 is preferably arranged in the immediate vicinity of the valve inlet 7.1 (see Figure 2 ). It comprises an inlet 8.1 and an outlet 8.9, with a valve plate 8.7 between them.
  • the inlet 8.1 of the check valve 8 simultaneously forms the flushing agent inlet 1.2 of the material conveyor 1.
  • the check valve 8 is preferably designed to be self-closing. It can also have a return spring 8.8, which ensures that the check valve 8 is closed in the depressurized state.
  • the material conveyor 1 also includes a second conveyor chamber 1.12, which is connected or connectable to the first conveyor chamber 1.1 via a check valve 1.14.
  • a second conveyor chamber 1.12 which is connected or connectable to the first conveyor chamber 1.1 via a check valve 1.14.
  • a filter 44 can be located between the material line 42 and the material line 43. The coating material can be drained into the residue container 21 or back into the storage container 22 via a drain valve 41.
  • a controller 2 can be provided to control the material conveyor 1 and the rinsing agent conveyor 3.
  • the controller 2 has a control valve 13, which is connected on the inlet side via a Line 39 and a shut-off valve 11 are connected to a compressed gas source 10.
  • the compressed gas source 10 provides a compressed gas at a defined pressure.
  • the compressed gas can be, for example, compressed air or nitrogen.
  • the control valve 13 When the control valve 13 is open, the compressed gas flows via a control line 36 to the control inlet 1.6 of the pinch valve 1.5.
  • the controller 2 further comprises a compressed gas valve 14, which is connected to the compressed gas source 10 on the inlet side via a flow reducer 18, a compressed gas valve 12, and the shut-off valve 11.
  • a compressed gas valve 14 When the compressed gas valve 14 is actuated, compressed gas is fed into the purge line 34 via a flow reducer 17, a compressed gas line 37, and a check valve 23.
  • the flow reducer 17 can be, for example, a throttle or an orifice.
  • the flow reducer 18 is provided to regulate the mass flow of the compressed gas.
  • the compressed gas valve 12 serves as a safety valve to prevent the system operator from accidentally activating one of the valves 14, 15, or 16, which could cause flushing medium to enter the material conveyor 1 during conveying operation. Only after the compressed gas valve 12 has been activated can the system switch to cleaning mode.
  • the compressed gas valve 12 is optional.
  • the control unit 2 also has a compressed gas valve 15, which is connected to the compressed gas source 10 on the inlet side via the flow reducer 18, the compressed gas valve 12 and the shut-off valve 11.
  • a compressed gas valve 15 When the compressed gas valve 15 is actuated, compressed gas is supplied via the compressed gas line 37 and the check valve 23 into the flushing line 34.
  • compressed gas valve 14 When the compressed gas valve 14 is actuated, compressed gas is introduced into the purge line 34 at a first pressure or compressed gas volume flow V ⁇ 1. However, when the compressed gas valve 15 is actuated, compressed gas is introduced into the purge line 34 at a second pressure or compressed gas volume flow V ⁇ 2.
  • the control system 2 also has a flow valve 16, which is connected to the compressed gas source 10 on the inlet side via the compressed gas valve 12 and the shut-off valve 11.
  • a flow valve 16 When the flow valve 16 is actuated, compressed gas is supplied to the rinsing agent conveyor 3 via a compressed gas line 38 and a flow reducer 25 to drive it.
  • the control 2 also comprises a cam control 60, with which the valves 13, 14, 15 and 16 can be actuated.
  • the principle of a possible embodiment of the cam control 60 is shown in Figure 5.
  • the cam control 60 has a camshaft 61 rotatable about its longitudinal axis with a plurality of cams, wherein Figure 5 only the cams 61.1, 61.2,... 61.8 are visible.
  • the camshaft 61 can be rotated to seven different positions 0 - 6 (see arrow). When the camshaft 61 is in position 0, the delivery device enters the delivery mode. In position 0, the cams do not actuate the control valve 13, any of the pressure gas valves 14 and 15, or the flow valve 16. The valves 13 - 16 are closed.
  • camshaft 61 For example, if camshaft 61 is moved to position 4, the compressed gas valve 15 and the flow valve 16 are actuated via cam 61.7. This opens valves 15 and 16. Furthermore, the control valve 13 is actuated (opened) via cam 61.6. In position 2, the control valve 13 and the compressed gas valve 15 are actuated (opened) by cams 61.2 and 61.4. In position 1, the compressed gas valve 14 is actuated by cam 61.3.
  • the coating material conveyor 1 has a conveyor chamber inlet 1.13, which is connected to a flushing agent control valve 51 via a flushing agent line 48 and a check valve 47.
  • the flushing agent inlet 1.2 is also connected to the flushing agent control valve 51.
  • the control valve 13 now controls (unlike in Figure 3 ), whether the delivery chamber inlet 1.13 or the flushing inlet 1.2 is supplied with flushing agent 30 via the flushing agent control valve 51.
  • the system operator turns the rotary knob 71 (see Figure 6 ) on the control panel 70 until the rotary knob 71 points to the spray gun pictogram 72.
  • the camshaft 61 connected to the rotary knob 71 is then in position 0.
  • the application system is now in feed mode. As soon as the system operator pulls the trigger on the spray applicator 45, the coating material 31 is sprayed.
  • the camshaft 61 of the cam control 60 causes the valves 13, 14, 15, and 16 to be locked.
  • no compressed gas enters the control line 36 and the compressed gas lines 37 and 38.
  • the shut-off device (pinch valve) 1.5 is open, allowing coating material 31 to reach the valve inlet 7.1 via the coating material supply line 9.
  • the piston 1.4 now moves upward, the coating material 31 is sucked from the reservoir 22 and drawn via the supply line 9, the inlet 1.1, the valve inlet 7.1, and through the inlet valve 7 into the first delivery chamber 1.11.
  • the check valve 1.14 is closed, i.e., blocked.
  • the coating material already in the second feed chamber 1.12 is pushed out of the second feed chamber 1.12 by the piston 1.4 and transported via the material line 42, the filter 44, and the material line 43 to the spray applicator 45.
  • the inlet valve 7 closes, so that the first feed chamber 1.11 is closed on the inlet side.
  • the coating material 31 is pushed from the first feed chamber 1.11 through the check valve 1.14 into the second feed chamber 1.12.
  • the piston 1.4 then moves upward again, and the process described above repeats.
  • the conveying device can be operated with different pressures, such as pump pressure, spray pressure, circulation pressure, Filling pressure and/or cleaning pressure can be set or regulated.
  • the pump pressure is the pressure at which the coating material 32 is present at the conveyor outlet 1.3. It can be adjusted in conveyor mode.
  • the spray pressure is the pressure at which the coating material 31 is sprayed onto the workpiece.
  • the circulation pressure is the pressure at which the material 31 is circulated via a drain valve in the conveyor device. The circulation pressure is generally lower than the spray pressure.
  • the filling pressure is the pressure at which the material conveyor 1 is filled with coating material 31. The filling pressure is generally lower than the spray pressure.
  • the cleaning pressure is the pressure of the rinsing medium with which the material conveyor 1 is to be cleaned (before switching to cleaning mode). The cleaning pressure is normally lower than the spray pressure.
  • the system operator turns the rotary knob 71 on the control panel 70 to the cleaning position (position 1).
  • the compressed gas valve 14 is actuated by the cam 61.3 of the camshaft 61 and opened. This causes compressed gas to flow via the compressed gas valve 14, the flow reducer 17, the purge line 37, and the check valve 23 into the purge line 34.
  • the compressed gas in the purge line 34 has a throttled volume flow V ⁇ 1. From there, it flows via the check valve 8 into the purge line 35 and to the valve inlet 7.7.
  • the closing force of the return spring 7.8 on the inlet valve 7 is preferably so large that the inlet valve 7 remains closed even when gas pressure is applied.
  • the pinch valve 1.5 is open, the compressed gas transports the coating material back into the supply line 9 and ultimately reaches a residual agent container 21. In this way, the valve inlet 7.1, the pinch valve 1.5, the conveyor inlet 1.1, and the supply line 9 are emptied.
  • the control valve 13 When the system operator moves the rotary knob 71 to position 2, the control valve 13 is opened by the cam 61.2, so that compressed air reaches the control connection 1.6 and the shut-off device 1.5 closes the channel 1.9.
  • the compressed gas valve 15 is actuated and opened by the cam 61.4.
  • compressed gas with the second compressed gas volume flow V ⁇ 2 flows from the compressed gas source 10 via the compressed gas valve 15 and the compressed gas line 37 into the purge line 34.
  • the inlet valve 7 opens, since the pressure in the compressed gas is greater than the restoring force of the return spring 7.8 in the inlet valve 7.7.
  • the purge gas thus reaches the first delivery chamber 1.11. From there, the purge gas flows via the check valve 1.14 into the second conveying chamber 1.12 and then into the material hoses 42 and 43 up to the spray applicator 45. The remaining coating material is sprayed out via the spray applicator 45.
  • the drain valve 46 on the spray applicator 45 can be opened so that the remaining coating material can be drained via a line 49 into the residue container 21 or back into the storage container 22. Once the rinsing process is complete, the drain valve 46 is closed again.
  • the drain valve 41 on the filter 44 can be opened so that the remaining coating material can be drained via a line into the residue container 21 or back into the storage container 22. Once the rinsing process is complete, the drain valve 41 is closed again.
  • valves 14 and 16 are actuated and opened by the cams 61.1 and 61.8 of the camshaft 61.
  • compressed gas with the first compressed gas volume flow V ⁇ 1 flows from the compressed gas source 10 via the compressed gas valve 14, the flow reducer 17 and the compressed gas line 37 into the purge line 34.
  • the purge pump 3 is driven by the compressed gas, which flows via the flow valve 16 and the line 38 to the purge pump 3.
  • This pump then pumps purge 30 from the Detergent container 20 into the detergent lines 33 and 34 and from there via the check valve 8 into the detergent line 35.
  • the detergent then reaches the valve inlet 7.1 via the rinse inlet 1.2.
  • the closing force of the return spring 7.8 on the inlet valve 7 is preferably so great that the inlet valve 7 remains closed even when the flushing agent pressure is applied. Because the pinch valve 1.5 is open, the supply line 9 is flushed with the help of the compressed gas and the flushing agent, ultimately reaching a residual agent container 21. In this way, the valve inlet 7.1, the pinch valve 1.5, the conveyor inlet 1.1, and the supply line 9 are flushed.
  • the cams 61.6 and 61.7 of the camshaft 61 actuate the valves 13, 15 and 16 and open them. This causes compressed gas to flow via the control valve 13 and the line 36 to the control inlet 1.6 of the pinch valve 1.5, closing the pinch valve 1.5. Furthermore, compressed gas with the volume flow V ⁇ 2 flows from the compressed gas source 10 via the compressed gas valve 15 and the compressed gas line 37 into the purge line 34. Furthermore, the purge pump 3 is driven by the compressed gas, which flows via the flow valve 16 and the line 38 to the purge pump 3. This pump then pumps purge 30 from the purge container 20 into the purge line 32. Flushing agent lines 33 and 34 and from there via the check valve 8 into the flushing agent line 35.
  • the flushing agent then flows via the flushing inlet 1.2 to the valve inlet 7.1.
  • the inlet valve 7 opens because the pressure in the compressed gas (flushing gas) and flushing agent is greater than the return force of the return spring 7.8 in the inlet valve 7.7.
  • the mixture of flushing gas and flushing agent (flushing medium) thus reaches the first conveying chamber 1.11. From there, the mixture flows via the check valve 1.14 into the second conveying chamber 1.12 and then into the material hoses 42 and 43 up to the spray applicator 43.
  • the flushing medium is thus sprayed out via the spray applicator 45.
  • the drain valve 46 on the spray applicator 45 can be opened so that the rinsing medium can be drained via line 49 into the residue container 21 or back into the storage container 22. Once the rinsing process is complete, the drain valve 46 is closed again.
  • the drain valve 41 on the filter 44 can be opened so that the rinsing gas and rinsing agent can be drained via a line into the residue container 21 or back into the storage container 22. Once the rinsing process is complete, the drain valve 41 is closed again.
  • the purge gas thus reaches the first delivery chamber 1.11. From there, the purge gas flows via the check valve 1.14 into the second conveying chamber 1.12 and then into the material hoses 42 and 43 up to the spray applicator 45. The remaining The detergent present is sprayed out via the spray applicator 45.
  • the drain valve 46 on the spray applicator 45 can be opened so that the remaining rinsing agent can be blown out via line 49. This allows the pressure stage 1.8 and the lines 42, 43 and components located downstream of the pressure stage to be dried. Once the drying process is complete, the drain valve 46 is closed again.
  • Rinsing or drying can be performed in pulsed or continuous mode. Using compressed air as the rinsing medium, the solvent residues in material conveyor 1 are blown out.
  • a throttle 26 (see Figure 4 ) between the The flushing agent pump 3 and the check valve 24 are installed.
  • the throttle 26 is optional. This also allows the flushing agent flow to be throttled so that not too much flushing agent 30 flows into the flushing line 34. This allows the flow reducer 19, which is designed, for example, as a pressure control valve, to better adjust the supply of flushing gas into the flushing line 34.
  • the throttle 26 allows the flushing agent in the flushing line to be atomized into fine droplets, thereby achieving better mixing of the flushing gas and the flushing agent.
  • the first conveying chamber 1.11 and preferably also the second conveying chamber 1.12 are emptied before rinsing. This can be done, for example, by opening the drain valve 41 and moving the piston 1.4 up and down several times. This drains most of the coating material still present in the two conveying chambers 1.11 and 1.12 through the drain valve 41.
  • the first conveying chamber 1.11 and preferably also the second conveying chamber 1.12 are dried after flushing.
  • the drain valve 41 is opened and compressed gas is blown through the conveying chambers 1.11 and 1.12.
  • the shut-off device 1.5 is opened.
  • the flushing agent introduced via the flushing inlet 1.2 now flows through the intake tract 1.7 toward the supply line 9.
  • shut-off device 1.5 When closed, the shut-off device 1.5 allows the flushing agent pressure required for cleaning the compressor stage 1.8 to be built up by preventing the flushing agent from escaping through the supply line 9.
  • shut-off device 1.5 When opened, the shut-off device 1.5 allows the detergent to be directed towards the supply line 9 in order to clean it.
  • the coating material still in the application system can be recovered by displacing the coating material from the system using compressed gas.
  • the cleaning process may also include the following process steps.
  • the supply line 9 is removed from the material storage container 22 and directed into the residue container 21. This ensures that no rinsing agent enters the material storage container 22 when flushing the intake tract 1.7 and the supply line 9.
  • the material conveyor 1 can also be emptied by activating the spray applicator 45 and moving the piston 1.4 up and down. This causes the remaining coating material to be discharged via the conveyor outlet 1.3 and sprayed via the spray applicator 45.
  • the coating material conveyor 1 and the upstream components can be flushed with a gas-solvent mixture.
  • the addition of gas can reduce solvent consumption.
  • the material conveyor 1 remains filled with flushing agent 30 until the next use (conveying coating material).
  • the material conveyor 1 After the material conveyor 1 and the respective lines no longer contain any rinsing agent 30 and have been dried if necessary, the material conveyor 1 be refilled with coating material 31. For this purpose, several piston strokes are performed to convey the coating material 31 into the conveying chambers 1.11 and 1.12. The material conveyor 1 is then ready to convey coating material 31 to the applicator 45.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Fördervorrichtung mit Spüleinrichtung umfasst einen Materialförderer (1) zum Fördern von Beschichtungsmaterial (31). Der Materialförderer (1) wiederum weist ein Einlassventil (7) auf, das einen Ventileinlass (7.1) und einen Ventilauslass (7.9) umfasst. Der Materialförderer (1) weist zudem einen Förderereinlass (1.1) für Beschichtungsmaterial (31) auf, der mit dem Ventileinlass (7.1) verbunden oder verbindbar ist. Die Fördervorrichtung umfasst des Weiteren einen Spülmittelförderer (3) zum Fördern von Spülmittel (30), der ebenfalls mit dem Ventileinlass (7.1) verbunden ist.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung mit Spüleinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Fördervorrichtung.
  • Zur Beschichtung von Werkstücken mit Beschichtungsmaterial wird das Beschichtungsmaterial aus einem Vorratsbehälter mittels einer Fördervorrichtung zu einem Sprühapplikator transportiert und dann mit dem Sprühapplikator auf das Werkstück gesprüht. Das Beschichtungsmaterial kann zum Beispiel Lack, Klebstoff oder eine Emulsion mit Zinkstaub sein. Wenn die Beschichtung abgeschlossen ist oder das Beschichtungsmaterial gewechselt werden soll, sollten die Fördervorrichtung, die materialführenden Leitungen und der Sprühapplikator gereinigt beziehungsweise gespült werden. Dazu wird das Beschichtungsmaterial durch ein Spülmedium ersetzt. Das Spülmedium kann beispielsweise Spülgas (z. B. Druckluft oder Stickstoff), Spülmittel (z. B. Lösemittel oder Wasser) oder ein Gemisch aus Spülgas und Spülmittel sein.
    • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik EP 2 956 242 B1 ist eine Beschichtungsmittelpumpe und ein Reinigungsverfahren für die Beschichtungsmittelpumpe bekannt. Die Beschichtungsmittelpumpe umfasst eine Zuleitung und einen damit verbundenen Pumpeneinlass, über den der Pumpe Beschichtungsmittel zugeführt wird. Der Pumpeneinlass ist über ein Rückschlagventil mit der Pumpenkammer verbunden. Im Förderbetrieb wird Beschichtungsmaterial über den Pumpeneinlass und das Rückschlagventil in die Pumpenkammer gesaugt und anschliessend aus dem Pumpenauslass herausgedrückt. Die Pumpe umfasst zudem eine Ausblasöffnung, über die der Pumpe Druckluft zugeführt wird. Die Ausblasöffnung ist ebenfalls mit dem Rückschlagventil verbunden. Im Reinigungsbetrieb wird Druckluft durch das Rückschlagventil geblasen und dabei das Beschichtungsmaterial aus der Pumpenkammer in Richtung Pumpenauslass herausgeblasen. Diese Lösung hat den Nachteil, dass die der Beschichtungsmaterialpumpe vorgelagerten, materialführenden Komponenten, wie zum Beispiel die Zuleitung, nicht gereinigt werden. Die Zuleitung muss also separat gereinigt werden.
    • Darstellung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fördervorrichtung mit Spüleinrichtung anzugeben, bei der zusätzlich zur Fördervorrichtung auch deren vorgelagerte, materialführende Komponenten, wie zum Beispiel die Zufuhrleitung, mit der Spüleinrichtung gereinigt werden können.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zum Betreiben der Fördervorrichtung anzugeben, das besonders zeiteffizient ist.
  • Vorteilhafter Weise kann das Bedienpersonal die erfindungsgemässe Fördervorrichtung besonders einfach vom Fördermodus in den Reinigungsmodus bringen.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass sich der Bedarf an Spülmittel pro Farbwechsel erheblich reduzieren lässt. Auch die Entsorgungskosten für Abfallmaterial (Mischung aus Beschichtungsmaterial und Spülmittel) lassen sich damit reduzieren.
  • Die Aufgabe wird durch eine Fördervorrichtung mit Spüleinrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Die erfindungsgemässe Fördervorrichtung mit Spüleinrichtung umfasst einen Materialförderer zum Fördern von Beschichtungsmaterial. Der Materialförderer wiederum weist ein Einlassventil auf, das einen Ventileinlass und einen Ventilauslass umfasst. Der Materialförderer weist zudem einen Förderereinlass für Beschichtungsmaterial auf, der mit dem Ventileinlass verbunden oder verbindbar ist. Die Fördervorrichtung umfasst des Weiteren einen Spülmittelförderer zum Fördern von Spülmittel, der ebenfalls mit dem Ventileinlass verbunden ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den abhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmalen.
  • Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Fördervorrichtung ist das Einlassventil als Rückschlagventil ausgebildet. Damit wird erreicht, dass das Fluid in die eine Richtung ungehindert fliessen kann und der Rückfluss (also der Fluss in die entgegengesetzte Richtung) automatisch verhindert wird. Dies kann durch eine Rückstellfeder im Rückschlagventil erreicht werden, die dafür sorgt, dass das Rückschlagventil selbsttätig schliesst. Dies erhöht die Effizienz der Fördervorrichtung und der Applikationsanlage und das Risiko von Rückflussschäden wird minimiert.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Fördervorrichtung ist das Einlassventil als Tellerventil, Kugelventil oder Nadelventil ausgebildet. Besonders Vorteilhaft ist die Verwendung eines Tellerventils, da dieses so ausgeführt werden kann, dass es optimal zu spülen ist. Zudem kann das Tellerventil grosse Durchflussmengen bewältigen. Des Weiteren weist das Tellerventil eine einfache Konstruktion auf, die zuverlässig und wartungsarm ist.
  • Bei einer zusätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemässen Fördervorrichtung ist der Materialförderer als Faltenbalgpumpe, Membranpumpe, Kreiselpumpe, Zahnradpumpe, Peristaltikpumpe, Kolbenpumpe, Kolbendosierer oder Verdrängerpumpe ausgebildet. Welche Ausführungsform des Materialförderers am besten geeignet ist, hängt vom Anwendungsfall ab. Je nach Anwendungsfall kann der am besten geeignete Materialförderer ausgewählt werden.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Fördervorrichtung ist der Spülmittelförderer über ein Rückschlagventil mit dem Ventileinlass verbunden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass kein Beschichtungsmaterial in die Spülmittelleitung gelangt.
  • Vorteilhafterweise ist das Rückschlagventil räumlich nahe am Ventileinlass angeordnet. Dadurch kann der Totraum minimieret werden.
  • Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemässen Fördervorrichtung ist eine Absperrvorrichtung vorhanden, die einlassseitig mit dem Förderereinlass und auslassseitig mit dem Einlassventil verbunden ist. Die Absperrvorrichtung ist also zwischen dem Förderereinlass und dem Einlassventil angeordnet. Wenn die Absperrvorrichtung geschlossen ist, kann der Druck im Spülmedium noch weiter erhöht werden. Durch den erhöhten Spülmediumdruck können die Förderkammern sowie die stromabwärtigen, sich an die Förderkammer anschliessenden Materialleitungen und Komponenten noch besser gereinigt werden. Ohne die Absperrvorrichtung würde das meiste Spülmedium durch die Zufuhrleitung abgeführt.
  • Bei einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemässen Fördervorrichtung ist eine Steuerung vorhanden, die derart ausgebildet und betreibbar ist, dass sie die Absperrvorrichtung steuert. Dies ermöglicht eine bedienerfreundliche Benutzung der Fördereinrichtung.
  • Bei einer zusätzlichen Weiterbildung weist die erfindungsgemässe Fördervorrichtung eine Druckgasquelle auf, die mit dem Ventileinlass verbindbar ist. Die Verwendung von Druckgas als Spülmedium oder als Zusatz im Spülmedium ermöglicht erhebliche Einsparungen an Spülmittel.
  • Bei einer Weiterbildung umfasst die erfindungsgemässe Fördervorrichtung ein Druckgasventil, über das von der Druckgasquelle stammendes Druckgas dem Spülmittel beimischbar ist. So wird ein Gemisch aus Spülmittel und Gas erzeugt, das als Spülmedium bezeichnet wird und welches durch hohe Strömungsgeschwindigkeiten und Verwirbelungen eine sehr hohe Reinigungswirkung erzielt.
  • Die Spülung mit dem Spülmedium kann kontinuierlich, diskontinuierlich oder gepulst erfolgen. Wenn die Druckluft über ein getaktetes Ventil pulsweise dem Spülmittel beigemischt wird und einen höheren Druck als das Spülmittel hat, wird der Spülmittelfluss taktweise unterbrochen.
  • Vorteilhafterweise ist bei der erfindungsgemässen Fördervorrichtung der Spülmittelförderer über eine Spülleitung mit dem Einlassventil verbunden. Zudem ist die Druckgasquelle über ein Rückschlagventil mit der Spülleitung verbunden. Ohne dieses Rückschlagventil bestünde die Möglichkeit, dass Spülmittel aus der Spülleitung in die Druckgasleitung gelangt.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die erfindungsgemässe Fördervorrichtung eine weitere Absperrvorrichtung aufweist, die ausgangsseitig mit einem Förderkammer-Einlass der Förderkammer und eingangsseitig mit dem Spülmittelförderer verbunden ist. Diese Ausführungsform kommt ohne die Absperreinrichtung vor dem Ventileinlass aus. Die Spülung der Fördervorrichtung kann also auch ohne die Absperreinrichtung erfolgen.
  • Zudem kann bei der erfindungsgemässen Fördervorrichtung ein Spülmittel-Steuerventil vorgesehen sein, das derart ausgebildet und betreibbar ist, dass es steuert, ob das Spülmittel zum Ventileinlass oder zum Förderkammer-Einlass strömt. Mit dieser Ausführungsform können vorteilhafterweise sowohl die Fördervorrichtung als auch die Zufuhrleitung gespült werden.
  • Bei einer Ausbildung des Spülmittel-Steuerventils erfolgen die Spülungen der Fördervorrichtung und der Zufuhrleitung nacheinander. Das Spülmittel-Steuerventil kann auch so ausgebildet und betreibbar sein, dass die Fördervorrichtung und die Zufuhrleitung gleichzeitig gespült werden.
  • Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Fördervorrichtung umfasst ein erstes Druckgasventil, das ausgangsseitig mit der Spülmittelleitung verbunden ist und das im geöffneten Zustand einen ersten Druckgas-Volumenstrom V̇1 in die Spülmittelleitung leitet. Zudem ist ein zweites Druckgasventil vorhanden, das ausgangsseitig mit der Spülmittelleitung verbunden ist und das im geöffneten Zustand einen zweiten Druckgas-Volumenstrom V̇2 in die Spülmittelleitung leitet. So kann der zum jeweiligen Prozessschritt passende Druck respektive Volumenstrom des Druckgases vorgegeben werden. Beispielsweise ist es vorteilhaft, die Zufuhrleitung mit verringertem Luftdruck oder gedrosselten Volumenstrom zu entleeren, um Verschmutzungen am Ende der Zufuhrleitung beim Ablassen des Beschichtungsmaterials vorzubeugen.
  • Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Fördervorrichtung ist eine Nockensteuerung vorhanden, über die die Druckgasventile steuerbar sind. Dies ermöglicht prozesssichere und optimierte Abläufe bei guter Bedienbarkeit.
  • Um den ersten Druckgas-Volumenstrom V̇1 einzustellen, kann zum Beispiel eine Drossel in der zur Spülleitung führenden Druckgasleitung vorgesehen sein. Um den zweiten Druckgas-Volumenstrom V̇2 einzustellen, kann die Druckgasleitung direkt, also unter Umgehung der Drossel, mit der Spülleitung verbunden sein. Zu Beginn der Spülung ist der Volumenstrom in den zu spülenden Abschnitten noch niedrig, weil sich noch viskoses oder sogar hochviskoses Material in diesen Abschnitten befindet, das erst nach und nach herausgedrückt wird. Später, wenn sich in den zu spülenden Abschnitten kaum noch viskoses Material befindet, ist der Volumenstrom höher. Über die Drossel kann der Volumenstrom begrenzt werden, so dass der Volumenstrom in der Zufuhrleitung (Ansaugschlauch) nicht zu hoch wird. Damit kann verhindert werden, dass das Material aus der Zufuhrleitung herausspritzt.
  • Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Fördervorrichtung umfasst ein Quetschventil, das derart ausgebildet und betreibbar ist, das es den Förderereinlass öffnet oder verschliesst. Ein Quetschventil bietet die Möglichkeit zur effektiven Abdichtung, indem ein Schlauch oder eine Rohrleitung zusammenquetscht wird, um den Durchfluss zu stoppen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn abrasive oder viskose Medien gefördert werden sollen. Durch die einfache Konstruktion und das Fehlen beweglicher Teile ist ein Quetschventil wartungsarm und bietet eine zuverlässige Leistung über längere Betriebszeiträume hinweg.
  • Zudem wird eine Applikationsanlage vorgeschlagen, die die oben erwähnte Fördervorrichtung und einen Applikator umfasst, der mit der Fördervorrichtung verbunden ist. Dies ermöglicht die Vorteile des Spülverfahrens auf die Zuleitung zum Applikator und den Applikator selbst auszudehnen.
  • Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Betreiben der oben erwähnten Fördervorrichtung wird zum Spülen der Zufuhrleitung die stromabwärtige Seite der Fördervorrichtung verschlossen. Dies kann beispielsweise mit einem Ventil erfolgen. Mit Hilfe des Spülmittelförderers wird dann Spülmittel in die Zufuhrleitung gefördert.
  • Zum Spülen der ersten Förderkammer wird die stromabwärtige Seite der Fördervorrichtung geöffnet und mit Hilfe des Spülmittelförderers Spülmittel in die erste Förderkammer gefördert. Die stromaufwärtige Seite der Fördervorrichtung sollte dabei verschlossen sein, zum Beispiel über das Ventil oder mit einer Absperrvorrichtung.
  • Durch die optimale Reihenfolge der Spülvorgänge kann so bei hohem Materialrückgewinnungsgrad und hoher Spülmitteleffektivität ein Spülprozess durchgeführt werden, der sowohl Zeit als auch Spülmedium einspart.
  • Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens wird pulsartig gespült. Ob am besten pulsartig oder kontinuierlich und ob mit einem Gemisch aus Druckgas und Spülmittel oder nur mit Spülmittel gespült wird, hängt vom Material ab, das ausgespült werden soll. Demnach kann in einen Fall das gepulste Verfahren und in einem anderen Fall das Spülen mit einem Gemisch aus Druckgas und Spülmittel effizienter sein. Dadurch, dass die vorgeschlagene Ausführungsform verschiedene Spülverfahren zur Verfügung stellt, kann stets das effizienteste Verfahren ausgewählt werden.
  • Bei einer zusätzlichen Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens wird mit Hilfe des ersten Druckgasventils Druckgas mit einem ersten Druckgas-Volumenstrom V̇1 zum Förderereinlass geleitet, wenn das Druckgasventil offen ist. Wenn das Druckgas in die Förderkammer geleitet werden soll, wird mit Hilfe des zweiten Druckgasventils ein zweiter Druckgas-Volumenstrom V̇2 eingestellt. So kann eine unnötige Verschmutzung beim Austritt des Druckgases aus der Zufuhrleitung verhindert werden.
  • Die zuvor beschriebene Betätigung der Ventile kann sowohl manuell, also per Hand, als auch durch eine Steuerung automatisch erfolgen. Somit kann hiermit auch eine automatische Steuerung der Ventile mittels einer Steuerung erfolgen. Es können auch noch weitere Komponenten durch die Steuerung gesteuert respektive geregelt werden. Dies kann zum Beispiel der Pumpendruck des Materialförderers sein. Auch das Ablassventil für die Ablassleitung beim Filter und das Ablassventil für die Ablassleitung beim Sprühapplikator können mit der Steuerung gesteuert werden. Bei Bedarf kann die Applikationsanlage auch noch weiter automatisiert werden. So kann auch der Wechsel der Behälter oder das Herausheben des Ansaugschlauches aus dem Behälter automatisiert werden. Dann entfällt beim Reinigungsmodus auch diesbezüglich ein manuelles Eingreifen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit mehreren Ausführungsbeispielen anhand von sechs Figuren weiter erläutert.
    • Figur 1
    zeigt eine mögliche Ausführungsform des unteren Abschnitts des Materialförderers in einer dreidimensionalen Ansicht.
    Figur 2
    zeigt den unteren Abschnitt des Materialförderers im Längsschnitt.
    Figur 3
    zeigt in einem Blockschaltbild den prinzipiellen Aufbau einer ersten Ausführungsform einer Applikationsanlage mit dem Materialförderer.
    Figur 4
    zeigt in einem Blockschaltbild den prinzipiellen Aufbau einer zweiten Ausführungsform der Applikationsanlage mit dem Materialförderer.
    Figur 5
    zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Ausführungsform einer Nockensteuerung zur Einstellung des Betriebsmodus des Materialförderers.
    Figur 6
    zeigt ein Bedienpanel, über das die Betriebsmodi des Materialförderers einstellbar sind.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • In den Figuren 1 und 2 ist eine erste mögliche Ausführungsform des unteren (saugseitigen) Abschnitts eines Materialförderers 1 dargestellt. Dieser saugseitige Abschnitt des Materialförderers 1 wird im Folgenden auch als Ansaugtrakt 1.7 bezeichnet. Zudem ist in den Figuren 1 und 2 der untere Teil der Verdichterstufe 1.8 gezeigt. Der Beschichtungsmaterialförderer 1 wird im Folgenden auch kurzum als Materialförderer oder als Förderer bezeichnet. Der Materialförderer 1 ist vorzugsweise Teil einer Applikationsanlage. In Figur 3 ist der prinzipielle Aufbau einer ersten Ausführungsform der Applikationsanlage dargestellt. Die Applikationsanlage ist vorgesehen, um Beschichtungsmaterial 31 über eine Zufuhrleitung 9 aus einem Vorratsbehälter 22 herauszufördern. Der Vorratsbehälter 22 wird auch als Material-Vorratsbehälter oder Behälter für Beschichtungsmaterial bezeichnet. Der Materialförderer 1 fördert das Beschichtungsmaterial 31 oder kurz Material aus dem Vorratsbehälter 22 heraus und zu einem Applikator 45. Von dort kann es auf ein Werkstück (in den Figuren nicht gezeigt) appliziert werden. Der Applikator 45 kann zum Beispiel eine manuell betätigbare Sprühpistole sein. Eine automatisch betätigbare Sprühpistole ist auch nicht ausgeschlossen. Es können auch mehrere Sprühpistolen vorhanden sein, die an den Materialförderer 1 angeschlossen sind.
  • Der Materialförderer 1 kann beispielsweise als Faltenbalgpumpe, Membranpumpe, Kreiselpumpe, Zahnradpumpe, Peristaltikpumpe, Kolbenpumpe, Kolbendosierer oder Verdrängerpumpe ausgebildet sein. Bei den in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Materialförderern handelt es sich um eine Kolbenpumpe, die über einen Luftmotor angetrieben wird. Statt des Luftmotors kann auch ein Elektromotor oder ein Hydraulikmotor verwendet werden, um den Kolben 1.4 anzutreiben. Der Elektromotor ist vorzugsweise ein Servomotor.
  • Der Materialförderer 1 umfasst einen Einlass für Beschichtungsmaterial 1.1 oder kurzum Materialeinlass oder Förderereinlass, an den eine Zufuhrleitung 9 angeschlossen ist. Die Zufuhrleitung 9 kann beispielsweise als Rohr oder Schlauch ausgebildet sein und ist vorgesehen, um Beschichtungsmaterial 31 aus einem Vorratsbehälter 22 zum Materialförderer 1 zu leiten. Der Materialeinlass 1.1 ist mit Hilfe einer Absperrvorrichtung 1.5 verschliessbar. Die Absperrvorrichtung 1.5 ist vorzugsweise als Quetschventil ausgebildet. Die Ansteuerung des Quetschventils 1.5 erfolgt über einen Steueranschluss 1.6. Wenn dieser mit Druckluft beaufschlagt wird, dehnt sich die Quetsche im Quetschventil 1.5 aus und verschliesst den Kanal 1.9 hinter dem Einlass 1.1. Im druckfreien Zustand ist die Quetsche im Quetschventil 1.5 entspannt und der Kanal 1.9 ist offen.
  • Je nach Bedarf kann die Absperrvorrichtung 1.5 automatisch oder manuell betätigbar sein. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass die Absperrvorrichtung 1.5 elektrisch (in den Figuren nicht gezeigt) oder pneumatisch (siehe Figuren 3 und 4) steuerbar ist. Das Quetschventil 1.5 ist vorzugsweise aus einem lösemittelbeständigen Gummi hergestellt.
  • Der Materialförderer 1 umfasst zudem ein Einlassventil 7, das einen Ventileinlass 7.1 und einen Ventilauslass 7.9 und dazwischen einen Ventilteller 7.7 aufweist. Im geschlossenen Zustand sitzt der Ventilteller 7.7 auf dem Ventilsitz 7.2. Das Einlassventil 7 ist vorzugsweise als selbstschliessendes Ventil ausgebildet. Das Einlassventil 7 kann dazu eine Rückstellfeder 7.8 (siehe Figur 2) aufweisen, die dafür sorgt, dass das Einlassventil 7.7 im druckfreien Zustand geschlossen ist. Zudem ist es von Vorteil, wenn das Einlassventil 7 als Rückschlagventil ausgebildet ist. Das Einlassventil 7 ist vorzugsweise so in den Materialförderer 1 eingebaut, dass es den Förderereinlass 1.1 verschliesst, wenn die erste Förderkammer 1.11 unter Druck steht. Das Einlassventil 7 sorgt dafür, dass das Beschichtungsmaterial 31 nur in eine Richtung fliessen kann, nämlich in Richtung Sprühapplikator 45. Das Einlassventil 7 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es einen möglichst kleinen Totraum aufweist. Dies hat den Vorteil, dass sich dort nur wenig Beschichtungsmaterial ablagern kann, sodass die Gefahr einer Farbverschleppung bei einem Farbwechsel minimiert wird. Das Einlassventil 7 ist vorzugsweise als Tellerventil ausgebildet, weil ein Tellerventil einen besonders kleinen Totraum hat.
  • Vorzugsweise ist der Spülmitteleinlass 1.2 auch dann mit Ventileinlass 7.1 verbunden, wenn das Einlassventil 7 geschlossen ist.
  • Wenn die Absperrvorrichtung (Quetschventil) 1.5 offen ist, ist der Förderereinlass 1.1 mit dem Ventileinlass 7.1 verbunden. Wenn das Quetschventil 1.5 geschlossen ist, ist der Förderereinlass 1.1 nicht mit dem Ventileinlass 7.1 verbunden. Mit Hilfe des Quetschventils 1.5 ist der Förderereinlass 1.1 also mit dem Ventileinlass 7.1 verbindbar.
  • Der Materialförderer 1 weist zudem einen Spülmitteleinlass 1.2 für ein Spülmedium / Spülmittel 30 auf. Mit Hilfe eines Spülmittelförderers 3 kann Spülmittel 30 aus einem Vorratsbehälter 20 über eine Spülleitung 32 angesaugt und über eine Spülleitung 33, ein Rückschlagventil 24, eine Spülleitung 34, ein Rückschlagventil 8 und eine Spülleitung 35 zum Ventileinlass 7.1 gefördert werden. Das Spülmedium kann zum Beispiel Lösemittel, Wasser, Luft oder ein Gemisch daraus sein.
  • Das Rückschlagventil 8 ist vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zum Ventileinlass 7.1 angeordnet (siehe Figur 2). Es umfasst einen Einlass 8.1 und einen Auslass 8.9 und dazwischen einen Ventilteller 8.7. Der Einlass 8.1 des Rückschlagventils 8 bildet zugleich den Spülmitteleinlass 1.2 des Materialförderers 1. Das Rückschlagventil 8 ist vorzugsweise selbstschliessend ausgebildet. Es kann dazu eine Rückstellfeder 8.8 aufweisen, die dafür sorgt, dass das Rückschlagventil 8 im drucklosen Zustand geschlossen ist.
  • Der Materialförderer 1 umfasst zudem eine zweite Förderkammer 1.12, die über ein Rückschlagventil 1.14 mit der ersten Förderkammer 1.1 verbunden beziehungsweise verbindbar ist. Wenn der Kolben 1.4 nach oben bewegt wird, wird das Volumen der zweiten Förderkammer 1.12 verkleinert und das darin befindliche Beschichtungsmaterial aus dem Fördererauslass 1.3 heraus und in die Materialleitung 42 gedrückt. Zwischen der Materialleitung 42 und der Materialleitung 43 kann sich ein Filter 44 befinden. Über ein Ablassventil 41 kann das Beschichtungsmaterial in den Restebehälter 21 oder zurück in den Vorratsbehälter 22 abgelassen werden.
  • Wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, kann eine Steuerung 2 vorgesehen sein, um den Materialförderer 1 und den Spülmittelförderer 3 zu steuern. Die Steuerung 2 weist ein Steuerventil 13 auf, das einlassseitig über eine Leitung 39 und ein Absperrventil 11 mit einer Druckgasquelle 10 verbunden ist. Die Druckgasquelle 10 stellt ein Druckgas mit einem definierten Druck bereit. Das Druckgas kann zum Beispiel Druckluft oder Stickstoff sein. Wenn das Steuerventil 13 offen ist, gelangt das Druckgas über eine Steuerleitung 36 zum Steuereingang 1.6 des Quetschventils 1.5.
  • Die Steuerung 2 umfasst des Weiteren ein Druckgasventil 14, das einlassseitig über einen Durchflussminderer 18, ein Druckgasventil 12 und das Absperrventil 11 mit der Druckgasquelle 10 verbunden ist. Wenn das Druckgasventil 14 betätigt wird, wird Druckgas über einen Durchflussminderer 17, eine Druckgasleitung 37 und ein Rückschlagventil 23 in die Spülleitung 34 eingespeist. Der Durchflussminderer 17 kann beispielsweise eine Drossel oder eine Blende sein. Den Durchflussminderer 18 ist vorgesehen, um den Mengenstrom des Druckgases zu regulieren.
  • Das Druckgasventil 12 dient als Sicherheitsventil dazu, dass der Anlagenbediener nicht versehentlich eines der Ventile 14, 15 oder 16 betätigt und dadurch während des Förderbetriebs Spülmedium in den Materialförderer 1 gelangt. Erst wenn das Druckgasventil 12 betätigt wurde, kann in den Reinigungsmodus gewechselt werden. Das Druckgasventil 12 ist optional.
  • Die Steuerung 2 weist zudem ein Druckgasventil 15 auf, das einlassseitig über den Durchflussminderer 18, das Druckgasventil 12 und das Absperrventil 11 mit der Druckgasquelle 10 verbunden ist. Wenn das Druckgasventil 15 betätigt wird, wird Druckgas über die Druckgasleitung 37 und das Rückschlagventil 23 in die Spülleitung 34 eingespeist.
  • Wenn das Druckgasventil 14 betätigt wird, wird Druckgas mit einem erstem Druck respektive Druckgas-Volumenstrom V̇1 in die Spülleitung 34 eingeleitet. Wenn hingegen das Druckgasventil 15 betätigt wird, wird Druckgas mit einem zweiten Druck respektive Druckgas-Volumenstrom V̇2 in die Spülleitung 34 eingeleitet.
  • Die Steuerung 2 weist darüber hinaus noch ein Durchflussventil 16 auf, das einlassseitig über das Druckgasventil 12 und das Absperrventil 11 mit der Druckgasquelle 10 verbunden ist. Wenn das Durchflussventil 16 betätigt wird, wird Druckgas über eine Druckgasleitung 38 und ein Durchflussminderer 25 dem Spülmittelförderer 3 zugeführt, um ihn anzutreiben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuerung 2 zudem eine Nockensteuerung 60, mit der die Ventile 13, 14, 15 und 16 betätigbar sind. Das Prinzip einer möglichen Ausführungsform der Nockensteuerung 60 ist in Figur 5 dargestellt. Die Nockensteuerung 60 weist eine um ihre Längsachse drehbare Nockenwelle 61 mit mehreren Nocken auf, wobei in Figur 5 nur die Nocken 61.1, 61.2,... 61.8 zu sehen sind. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 5 kann die Nockenwelle 61 in sieben verschiedene Positionen 0 - 6 gedreht werden (siehe Pfeil). Wenn sich die Nockenwelle 61 in Position 0 befindet, gelangt die Fördervorrichtung in den Fördermodus. In Position 0 wird durch die Nocken weder das Steuerventil 13 noch eines der Druckgasventile 14 und 15 oder das Durchflussventil 16 betätigt. Die Ventile 13 - 16 sind geschlossen. Wird die Nockenwelle 61 beispielsweise in Position 4 gebracht, werden das Druckgasventil 15 und das Durchflussventil 16 über den Nocken 61.7 betätigt. Dadurch werden die Ventile 15 und 16 geöffnet. Zudem wird das Steuerventil 13 über den Nocken 61.6 betätigt (geöffnet). In Position 2 werden durch die Nocken 61.2 und 61.4 das Steuerventil 13 und das Druckgasventil 15 betätigt, d.h. geöffnet. In Position 1 wird durch den Nocken 61.3 das Druckgasventil 14 betätigt.
  • Bei der Applikationsanlage gemäss Figur 4 weist der Beschichtungsmaterialförderer 1 einen Förderkammereinlass 1.13 auf, der über eine Spülmittelleitung 48 und ein Rückschlagventil 47 mit einem Spülmittel-Steuerventil 51 verbunden ist. Der Spülmitteleinlass 1.2 ist ebenfalls mit dem Spülmittel-Steuerventil 51 verbunden. Das Steuerventil 13 steuert nun (anders als in Figur 3), ob über das Spülmittel-Steuerventil 51 der Förderkammereinlass 1.13 oder der Spüleinlass 1.2 mit Spülmittel 30 versorgt wird.
    • Fördermodus
  • Um die Applikationsanlage in den Fördermodus zu bringen, dreht der Anlagenbediener den Drehknopf 71 (siehe Figur 6) auf dem Bedienpanel 70 so weit, bis der Drehknopf 71 auf das Piktogramm 72 mit der Sprühpistole zeigt. Die mit dem Drehknopf 71 verbundene Nockenwelle 61 befindet sich dann in Position 0. Die Applikationsanlage befindet sich nun im Fördermodus. Sobald der Anlagenbediener den Abzugshebel am Sprühapplikator 45 betätigt, wird das Beschichtungsmaterial 31 versprüht.
  • Wenn der Drehknopf 71 auf das Piktogramm 72 zeigt, bewirkt das, dass die Nockenwelle 61 der Nockensteuerung 60 die Ventile 13, 14, 15 und 16 in den gesperrten Zustand bringt. Somit gelangt kein Druckgas in die Steuerleitung 36 und die Druckgasleitungen 37 und 38. Weil die Steuerleitung 36 drucklos geschaltet ist, ist die Absperrvorrichtung (Quetschventil) 1.5 offen, sodass Beschichtungsmaterial 31 über die Beschichtungsmaterial-Zufuhrleitung 9 zum Ventileinlass 7.1 gelangen kann. Wenn nun der Kolben 1.4 sich nach oben bewegt, wird Beschichtungsmaterial 31 aus dem Vorratsbehälter 22 gesaugt und über die Zufuhrleitung 9, den Einlass 1.1, den Ventileinlass 7.1 und durch das Einlassventil 7 hindurch in die erste Förderkammer 1.11 gesaugt. Das Rückschlagventil 1.14 ist dabei geschlossen, d.h. sperrt. Das bereits in der zweiten Förderkammer 1.12 befindliche Beschichtungsmaterial wird durch den Kolben 1.4 aus der zweiten Förderkammer 1.12 herausgedrückt und über die Materialleitung 42, den Filter 44 und die Materialleitung 43 zum Sprühapplikator 45 transportiert. Sobald der Kolben 1.4 seinen oberen Totpunkt erreicht hat, schliesst das Einlassventil 7, sodass die erste Förderkammer 1.11 einlassseitig geschlossen ist. Wenn sich der Kolben 1.4 anschliessend nach unten bewegt, wird das Beschichtungsmaterial 31 aus der ersten Förderkammer 1.11 durch das Rückschlagventil 1.14 hindurch in die zweite Förderkammer 1.12 gedrückt. Danach bewegt sich der Kolben 1.4 wieder nach oben und der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich.
  • Bei der Fördervorrichtung können verschiedene Drücke, wie Pumpendruck, Sprühdruck, Zirkulationsdruck, Befüllungsdruck und/oder Reinigungsdruck eingestellt respektive geregelt werden.
  • Der Pumpendruck ist der Druck, mit dem das Beschichtungsmaterial 32 am Fördererauslass 1.3 ansteht. Er kann im Fördermodus eingestellt werden. Der Sprühdruck ist der Druck, mit dem das Beschichtungsmaterial 31 auf das Werkstück gesprüht wird. Der Zirkulationsdruck ist der Druck, mit dem das Material 31 über ein Ablassventil in der Fördervorrichtung zirkuliert wird. Der Zirkulationsdruck ist in der Regel niederer als der Sprühdruck. Der Befüllungsdruck ist der Druck, mit dem der Materialförderer 1 mit Beschichtungsmaterial 31 befüllt wird. Der Befüllungsdruck ist in der Regel niederer als der Sprühdruck. Der Reinigungsdruck ist der Druck des Spülmediums, mit dem der Materialförderer 1 gereinigt werden soll (vor dem Wechsel in den Reinigungsmodus). Der Reinigungsdruck ist normalerweise niederer als der Sprühdruck.
    • Reinigungsmodus Position 1: Zufuhrleitung 9 (Ansaugschlauch) entleeren
  • Um die Applikationsanlage aus dem Fördermodus in den Reinigungsmodus zu bringen, dreht der Anlagenbediener den Drehknopf 71 auf dem Bedienpanel 70 in die Reinigungsstellung (Position 1). In dieser Stellung wird durch den Nocken 61.3 der Nockenwelle 61 das Druckgasventil 14 betätigt und in den geöffneten Zustand gebracht. Dies bewirkt, dass Druckgas über das Druckgasventil 14, den Durchflussminderer 17, die Spülleitung 37 und das Rückschlagventil 23 in die Spülleitung 34 strömt. Wegen des Durchflussminderers 17 hat das Druckgas in die Spülleitung 34 einen gedrosselten Volumenstrom V̇1. Von dort gelangt es über das Rückschlagventil 8 in die Spülleitung 35 und zum Ventileinlass 7.7. Die Schliesskraft der Rückstellfeder 7.8 am Einlassventil 7 ist vorzugsweise so gross, dass das Einlassventil 7 auch dann geschlossen ist, wenn der Gasdruck anliegt. Weil das Quetschventil 1.5 offen ist, wird mit Hilfe des Druckgases das Beschichtungsmaterial in der Zufuhrleitung 9 zurück transportiert und gelangt schliesslich in einen Restmittelbehälter 21. Auf diese Weise werden der Ventileinlass 7.1, das Quetschventil 1.5, der Förderereinlass 1.1 und die Zufuhrleitung 9 entleert.
    • Position 2: Materialförderer 1 in Richtung Sprühpistole entleeren
  • Wenn der Anlagenbediener den Drehknopf 71 in die Position 2 bringt, wird durch den Nocken 61.2 das Steuerventil 13 geöffnet, sodass Druckluft zum Steueranschluss 1.6 gelangt und die Absperrvorrichtung 1.5 den Kanal 1.9 schliesst. Zudem wird durch den Nocken 61.4 das Druckgasventil 15 betätigt und in den geöffneten Zustand gebracht. Somit gelangt Druckgas mit dem zweitem Druckgas-Volumenstrom V̇2 von der Druckgasquelle 10 über das Druckgasventil 15 und die Druckgasleitung 37 in die Spülleitung 34. Wenn der Anlagenbediener nun den Abzug am Sprühapplikator betätigt, öffnet das Einlassventil 7, da der Druck im Druckgas grösser als die Rückstellkraft der Rückstellfeder 7.8 im Einlassventil 7.7 ist. Das Spülgas gelangt so in die erste Förderkammer 1.11. Von dort strömt das Spülgas über das Rückschlagventil 1.14 in die zweite Förderkammer 1.12 und anschliessend in die Materialschläuche 42 und 43 bis zum Sprühapplikator 45. Das restliche Beschichtungsmaterial wird so über den Sprühapplikator 45 herausgesprüht.
  • Statt dessen kann auch das Ablassventil 46 am Sprühapplikator 45 geöffnet werden, sodass das restliche Beschichtungsmaterial über eine Leitung 49 in den Restebehälter 21 oder zurück in den Vorratsbehälter 22 abgelassen werden kann. Wenn der Spülvorgang abgeschlossen ist, wird das Ablassventil 46 wieder geschlossen.
  • Statt dessen kann auch das Ablassventil 41 am Filter 44 geöffnet werden, sodass das restliche Beschichtungsmaterial über eine Leitung in den Restebehälter 21 oder zurück in den Vorratsbehälter 22 abgelassen werden kann. Wenn der Spülvorgang abgeschlossen ist, wird das Ablassventil 41 wieder geschlossen.
    • Position 3: Zufuhrleitung 9 (Ansaugschlauch) spülen
  • Dreht der Anlagenbediener den Drehknopf 71 in die Position 3, werden durch die Nocken 61.1 und 61.8 der Nockenwelle 61 die Ventile 14 und 16 betätigt und in den geöffneten Zustand gebracht. Somit gelangt Druckgas mit dem erstem Druckgas-Volumenstrom V̇1 von der Druckgasquelle 10 über das Druckgasventil 14, den Durchflussminderer 17 und die Druckgasleitung 37 in die Spülleitung 34. Zudem wird mit Hilfe des Druckgases, das über das Durchflussventil 16 und die Leitung 38 zur Spülmittelpumpe 3 gelangt, die Spülmittelpumpe 3 angetrieben. Diese fördert nun über die Spülmittelleitung 32 Spülmittel 30 aus dem Spülmittelbehälter 20 in die Spülmittelleitungen 33 und 34 und von dort über das Rückschlagventil 8 in die Spülmittelleitung 35. Anschliessend gelangt das Spülmittel über den Spüleinlass 1.2 zum Ventileinlass 7.1.
  • Die Schliesskraft der Rückstellfeder 7.8 am Einlassventil 7 ist vorzugsweise so gross, dass das Einlassventil 7 auch dann geschlossen ist, wenn der Spülmitteldruck anliegt. Weil das Quetschventil 1.5 offen ist, wird mit Hilfe des Druckgases und des Spülmittels die Zufuhrleitung 9 gespült und gelangt schliesslich in einen Restmittelbehälter 21. Auf diese Weise werden der Ventileinlass 7.1, das Quetschventil 1.5, der Förderereinlass 1.1 und die Zufuhrleitung 9 gespült.
    • Position 4: Materialförderer 1 in Richtung Sprühpistole 45 spülen
  • Dreht der Anlagenbediener den Drehknopf 71 in die Position 4, werden durch die Nocken 61.6 und 61.7 der Nockenwelle 61 die Ventile 13, 15 und 16 betätigt und in den geöffneten Zustand gebracht. Dies bewirkt, dass Druckgas über das Steuerventil 13 und die Leitung 36 zum Steuereingang 1.6 des Quetschventils 1.5 gelangt und das Quetschventil 1.5 schliesst. Darüber hinaus gelangt Druckgas mit dem Volumenstrom V̇2 von der Druckgasquelle 10 über das Druckgasventil 15 und die Druckgasleitung 37 in die Spülleitung 34. Zudem wird mit Hilfe des Druckgases, das über das Durchflussventil 16 und die Leitung 38 zur Spülmittelpumpe 3 gelangt, die Spülmittelpumpe 3 angetrieben. Diese fördert nun über die Spülmittelleitung 32 Spülmittel 30 aus dem Spülmittelbehälter 20 in die Spülmittelleitungen 33 und 34 und von dort über das Rückschlagventil 8 in die Spülmittelleitung 35. Anschliessend gelangt das Spülmittel über den Spüleinlass 1.2 zum Ventileinlass 7.1. Wenn der Anlagenbediener nun den Abzug am Sprühapplikator 45 betätigt, öffnet das Einlassventil 7, weil der Druck im Druckgas (Spülgas) und Spülmittel grösser als die Rückstellkraft der Rückstellfeder 7.8 im Einlassventil 7.7 ist. Das Gemisch aus Spülgas und Spülmittel (Spülmedium) gelangt so in die erste Förderkammer 1.11. Von dort strömt das Gemisch über das Rückschlagventil 1.14 in die zweite Förderkammer 1.12 und anschliessend in die Materialschläuche 42 und 43 bis zum Sprühapplikator 43. Das Spülmedium wird so über den Sprühapplikator 45 herausgesprüht.
  • Statt dessen kann auch das Ablassventil 46 am Sprühapplikator 45 geöffnet werden, sodass das Spülmedium über die Leitung 49 in den Restebehälter 21 oder zurück in den Vorratsbehälter 22 abgelassen werden kann. Wenn der Spülvorgang abgeschlossen ist, wird das Ablassventil 46 wieder geschlossen. Statt dessen kann auch das Ablassventil 41 am Filter 44 geöffnet werden, sodass das Spülgas und Spülmittel über eine Leitung in den Restebehälter 21 oder zurück in den Vorratsbehälter 22 abgelassen werden kann. Wenn der Spülvorgang abgeschlossen ist, wird das Ablassventil 41 wieder geschlossen.
    • Position 5: Zufuhrleitung 9 trocknen
  • In Position 5 wird durch einen Nocken der Nockenwelle 61 (der Nocken ist in Figur 5 nicht zu sehen) das Druckgasventil 14 betätigt und in den geöffneten Zustand gebracht. Dies bewirkt, dass Druckgas mit dem ersten Volumenstrom V̇1 in die Spülleitung 34 strömt. Von dort gelangt es über das Rückschlagventil 8 in die Spülleitung 35 und zum Ventileinlass 7.7. Weil das Quetschventil 1.5 offen ist, wird mit Hilfe des Druckgases nun das restliche Spülmittel über die Zufuhrleitung 9 ausgeblasen. Auf diese Weise können der Ventileinlass 7.1, das Quetschventil 1.5, der Einlass 1.1 und die Leitung 9 getrocknet werden.
    • Position 6: Materialförderer 1 in Richtung Sprühpistole 45 trocknen
  • Wenn der Anlagenbediener den Drehknopf 71 in die Position 6 bringt, werden durch zwei Nocken der Nockenwelle 61 (Nocken 61.5 und einen zweiten Nocken, der in Figur 5 nicht zu sehen ist) das Steuerventil 13 und das Druckgasventil 15 betätigt und in den geöffneten Zustand gebracht. Dies bewirkt, dass Druckgas über das Steuerventil 13 und die Leitung 36 zum Steuereingang 1.6 des Quetschventils 1.5 gelangt und das Quetschventil 1.5 schliesst. Dadurch gelangt Druckgas mit dem zweiten Volumenstrom V̇2 von der Druckgasquelle 10 über das Druckgasventil 15 und die Druckgasleitung 37 in die Spülleitung 34. Wenn der Anlagenbediener nun den Abzug am Sprühapplikator 45 betätigt, öffnet das Einlassventil 7, da der Druck im Druckgas grösser als die Rückstellkraft der Rückstellfeder 7.8 im Einlassventil 7.7 ist. Das Spülgas gelangt so in die erste Förderkammer 1.11. Von dort strömt das Spülgas über das Rückschlagventil 1.14 in die zweite Förderkammer 1.12 und anschliessend in die Materialschläuche 42 und 43 bis zum Sprühapplikator 45. Das restliche noch dort befindliche Spülmittel wird so über den Sprühapplikator 45 herausgesprüht.
  • Statt dessen kann auch das Ablassventil 46 am Sprühapplikator 45 geöffnet werden, sodass das restliche Spülmittel über die Leitung 49 ausgeblasen werden kann. Auf diese Weise können die Druckstufe 1.8 und die auf der stromabwärtigen Seite der Druckstufe befindlichen Leitungen 42, 43 respektive Komponenten getrocknet werden. Wenn der Trockenvorgang abgeschlossen ist, wird das Ablassventil 46 wieder geschlossen.
  • Das Spülen respektive Trocknen kann gepulst oder kontinuierlich erfolgen. Mit Hilfe von Druckluft als Spülmedium werden die Lösemittelrückstände im Materialförderer 1 ausgeblasen.
  • Bei Position 4 (Materialförderer 1 in Richtung Sprühpistole 45 spülen) kann es auch sinnvoll sein, dass ohne Druckluft, also nur mit Spülmittel 30 gespült wird. Nach Abschluss des Spülvorgangs kann der Materialförderer 1 ganz oder teilweise mit Spülmittel 30 befüllt abgeschaltet und stehen gelassen werden. Wenn sich noch immer Beschichtungsmaterial 31 im Materialförderer 1 befindet, kann das Spülmittel 30 nun die Materialreste langsam auflösen. So wird sichergestellt, dass eventuell noch immer vorhandene Materialreste im Materialförderer 1 nicht eintrocknen. Es kann dazu ein zusätzliches Schaltventil (nicht gezeigt) eingebaut sein, das das Druckgasventil 15 deaktiviert.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist in der Spülmittelleitung 33 eine Drossel 26 (siehe Figur 4) zwischen der Spülmittelpumpe 3 und dem Rückschlagventil 24 eingebaut. Die Drossel 26 ist optional. Damit lässt sich auch der Spülmittelfluss drosseln, so dass nicht zu viel Spülmittel 30 in die Spülleitung 34 fliesst. Damit kann über den Durchflussminderer 19, der zum Beispiel als Druckregelventil ausgebildet ist, die Zufuhr des Spülgases in die Spülleitung 34 besser eingestellt werden. Durch die Drossel 26 kann das Spülmittel in der Spülleitung in feine Tröpfchen zerstäubt werden, wodurch eine bessere Vermischung von Spülgas und Spülmittel erzielt werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform des Reinigungsverfahrens werden die erste Förderkammer 1.11 und vorzugsweise auch die zweite Förderkammer 1.12 vor dem Spülen geleert. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Ablassventil 41 geöffnet und der Kolben 1.4 mehrmals auf und ab bewegt wird. Dadurch wird das noch in den beiden Förderkammern 1.11 und 1.12 befindliches Beschichtungsmaterial zum Grossteil über das Ablassventil 41 abgelassen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Reinigungsverfahrens werden die erste Förderkammer 1.11 und vorzugsweise auch die zweite Förderkammer 1.12 nach dem Spülen getrocknet. Dazu wird das Ablassventil 41 geöffnet und Druckgas durch die Förderkammern 1.11 und 1.12 geblasen.
  • Es kann vorkommen, dass bei dem Beschichtungsmaterialförderer 1 nur die beiden Förderkammern 1.11 und 1.12 (Verdichterstufe 1.8) gespült werden sollen. In diesem Fall wird die Absperrvorrichtung 1.5 aktiviert, sodass der Förderereinlass 1.1 verschlossen ist. Das über den Spüleinlass 1.2 eingeleitete Spülmittel öffnet aufgrund des Drucks das Einlassventil 7, sodass das Spülmittel nun in die Farbstufe gelenkt wird.
  • Um den Ansaugtrakt 1.7 zu spülen, wird die Absperrvorrichtung 1.5 geöffnet. Das über den Spüleinlass 1.2 eingeleitete Spülmittel strömt nun durch den Ansaugtrakt 1.7 in Richtung Zufuhrleitung 9.
  • Die Absperrvorrichtung 1.5 ermöglicht es, wenn sie geschlossen ist, den zur Reinigung der Verdichterstufe 1.8 erforderlichen Spülmitteldruck aufzubauen, in dem sie ein Ausweichen des Spülmittels durch die Zufuhrleitung 9 verhindert.
  • Die Absperrvorrichtung 1.5 ermöglicht es, wenn sie geöffnet ist, das Spülmittel in Richtung der Zufuhrleitung 9 zu leiten, um diese zu reinigen.
  • Das noch in der Applikationsanlage befindliche Beschichtungsmaterial kann zurückgewonnen werden, indem das Beschichtungsmaterial mittels Druckgas aus dem System verdrängt wird.
  • Das Reinigungsverfahren kann zudem folgende Prozessschritte umfassen.
  • Die Zufuhrleitung 9 wird aus dem Materialvorratsbehälter 22 entfernt und in den Restebehälter 21 geleitet. Damit wird sichergestellt, dass beim Spülen des Ansaugtrakts 1.7 und der Zufuhrleitung 9 kein Spülmittel in den Materialvorratsbehälter 22 gelangt.
  • Der Materialförderer 1 kann auch leer gefahren werden, indem der Sprühapplikator 45 betätigt und der Kolben 1.4 auf und ab beweget wird. Dadurch wird das restliche Beschichtungsmaterials über den Fördererauslass 1.3 herausgefördert und über den Sprühapplikator 45 versprüht.
  • Vorteilhafterweise können die Zufuhrleitung 9 und/oder die Kolbenpumpe und/oder der Materialschlauch 42, 43 mit Druckgas ausgeblasen werden. Dadurch kann nicht verwendetes Material zurückgewonnen werden.
  • Der Beschichtungsmaterialförderer 1 und die vorgelagerten Komponenten (Zufuhrleitung 9, etc.) können mit einem Gas-Lösemittel-Gemisch gespült werden. Durch den Zusatz von Gas kann der Lösemittelverbrauch reduziert werden.
  • Mit dem oben beschriebenen Verfahren zur Reinigung der Applikationslange können die Reinigungszeiten erheblich verkürzt werden.
  • Eine Demontage von Anlagenkomponenten (Filter 44, Gehäuse 1.15, 1.16, 1.17 am Einlasstrakt) ist bei dem oben beschriebenen Verfahren nicht notwendig. Der manuelle Reinigungsaufwand wird auch dadurch massiv reduziert.
  • In manchen Anwendungsfällen kann es von Vorteil sein, wenn der Materialförderer 1 bis zum nächsten Einsatz (Förderung von Beschichtungsmaterial) mit Spülmittel 30 gefüllt bleibt.
  • Nachdem der Materialförderer 1 und die jeweiligen Leitungen kein Spülmittel 30 mehr enthalten und gegebenenfalls auch getrocknet wurden, kann der Materialförderer 1 wieder mit Beschichtungsmaterial 31 befüllt werden. Hierzu werden einige Kolbenhübe ausgeführt, um das Beschichtungsmaterial 31 in die Förderkammern 1.11 und 1.12 zu fördern. Anschliessend ist der Materialförderer 1 wieder bereit Beschichtungsmaterial 31 an den Applikator 45 zu fördern.
  • Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäss der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken. Änderungen und Modifikationen sind selbstverständlich möglich. So sind beispielsweise die verschiedenen in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Komponenten der Applikationsanlage auch auf eine andere als in den Figuren gezeigte Weise miteinander kombinierbar.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Materialförderer
    1.1
    Einlass für Beschichtungsmaterial
    1.2
    Einlass für Spülmittel / Spülmedium
    1.3
    Fördererauslass
    1.4
    Kolben
    1.5
    Absperrvorrichtung, beispielsweise Quetschventil
    1.6
    Steueranschluss für Quetschventil
    1.7
    Ansaugtrakt
    1.8
    Verdichterstufe / Farbstufe
    1.9
    Kanal
    1.11
    erste Förderkammer
    1.12
    zweite Förderkammer
    1.13
    Förderkammer-Einlass
    1.14
    Rückschlagventil
    1.15
    Gehäuse am Einlasstrakt
    1.16
    Gehäuse am Einlasstrakt
    1.17
    Gehäuse am Einlasstrakt
    1.18
    Gehäuse der Förderkammer
    2
    Steuerung
    3
    Förderer für Spülmittel
    7
    Einlassventil
    7.1
    Ventileinlass
    7.2
    Ventilsitz
    7.7
    Ventilteller
    7.8
    Feder
    7.9
    Ventilauslass
    8
    Ventil
    8.1
    Einlass
    8.7
    Ventilteller
    8.8
    Feder
    8.9
    Ventilauslass
    9
    Zufuhrleitung
    10
    Druckluftquelle
    11
    Absperrventil
    12
    Druckgasventil
    13
    Steuerventil
    14
    Druckgasventil
    15
    Druckgasventil
    16
    Durchflussventil
    17
    Durchflussminderer
    18
    Durchflussminderer
    19
    Durchflussminderer
    20
    Behälter für Spülmittel
    21
    Abfallbehälter
    22
    Behälter für Beschichtungsmaterial
    23
    Rückschlagventil
    24
    Rückschlagventil
    25
    Durchflussminderer
    26
    Drossel
    30
    Spülmittel
    31
    Beschichtungsmaterial
    32
    Spülleitung
    33
    Spülleitung
    34
    Spülleitung
    35
    Spülleitung
    36
    Steuerleitung
    37
    Druckgasleitung
    38
    Druckgasleitung
    39
    Druckgasleitung
    39.1
    Steuerleitung
    39.2
    Steuerleitung
    40
    Druckgasleitung
    41
    Ablassventil
    42
    Materialleitung
    43
    Materialleitung
    44
    Filter
    45
    Sprühapplikator
    46
    Ablassventil
    47
    weitere Absperrvorrichtung / Rückschlagventil
    48
    Spülleitung
    49
    Spülleitung
    51
    Spülmittel-Steuerventil
    60
    Nockensteuerung
    61
    Nockenwelle
    61.1
    Nocken
    61.2
    Nocken
    61.3
    Nocken
    61.4
    Nocken
    61.5
    Nocken
    61.6
    Nocken
    61.7
    Nocken
    61.8
    Nocken
    70
    Bedienpanel
    71
    Drehknopf
    72
    Piktogramm

Claims (21)

  1. Fördervorrichtung mit Spüleinrichtung,
    - mit einem Materialförderer (1) zum Fördern von Beschichtungsmaterial (31),
    -- der ein Einlassventil (7) aufweist, das einen Ventileinlass (7.1) und einen Ventilauslass (7.9) umfasst, und
    -- der einen Förderereinlass (1.1) für Beschichtungsmaterial (31) aufweist, der mit dem Ventileinlass (7.1) verbunden oder verbindbar ist, und
    - mit einem Spülmittelförderer (3) zum Fördern von Spülmittel (30), der ebenfalls mit dem Ventileinlass (7.1) verbunden ist.
  2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1,
    bei der das Einlassventil (7) als Rückschlagventil ausgebildet ist.
  3. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    bei der das Einlassventil (7) als Tellerventil, Kugelventil oder Nadelventil ausgebildet ist.
  4. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Materialförderer (1) als Faltenbalgpumpe, Membranpumpe, Kreiselpumpe, Zahnradpumpe, Peristaltikpumpe, Kolbenpumpe, Kolbendosierer oder Verdrängerpumpe ausgebildet ist.
  5. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Spülmittelförderer (3) über ein Rückschlagventil (8) mit dem Ventileinlass (7.1) verbunden ist.
  6. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Absperrvorrichtung (1.5), die zwischen dem Förderereinlass (1.1) und dem Einlassventil (7) angeordnet ist.
  7. Fördervorrichtung nach Anspruch 6,
    mit einer Steuerung (2), die derart ausgebildet und betreibbar ist, dass sie die Absperrvorrichtung (1.5) steuert.
  8. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Druckgasquelle (10), die mit dem Ventileinlass (7.1) verbindbar ist.
  9. Fördervorrichtung nach Anspruch 8,
    mit einem Druckgasventil (14), über das von der Druckgasquelle (10) stammendes Druckgas dem Spülmittel (30) beimischbar ist.
  10. Fördervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
    - bei der der Spülmittelförderer (3) über eine Spülleitung (34) mit dem Einlassventil (7) verbunden ist, und
    - bei der die Druckgasquelle (10) über ein Rückschlagventil (23) mit der Spülleitung (34) verbunden ist.
  11. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer weiteren Absperrvorrichtung (47), die ausgangsseitig mit einem Förderkammer-Einlass (1.13) der Förderkammer (1.11) und eingangsseitig mit dem Spülmittelförderer (3) verbunden ist.
  12. Fördervorrichtung nach Anspruch 11,
    mit einem Spülmittel-Steuerventil (51), das derart ausgebildet und betreibbar ist, dass es steuert, ob das Spülmittel (30) zum Ventileinlass (7.1) oder zum Förderkammer-Einlass (1.13) strömt.
  13. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    - mit einem ersten Druckgasventil (14), das ausgangsseitig mit der Spülmittelleitung (34) verbunden ist und das im geöffneten Zustand einen ersten Druckgas-Volumenstrom in die Spülmittelleitung (34) leitet, und
    - mit einem zweiten Druckgasventil (15), das ausgangsseitig mit der Spülmittelleitung (34) verbunden ist und das im geöffneten Zustand einen zweiten Druckgas-Volumenstrom in die Spülmittelleitung (34) leitet.
  14. Fördervorrichtung nach Anspruch 13,
    mit einer Nockensteuerung (60), über die die Druckgasventile (14, 15) steuerbar sind.
  15. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit einem Quetschventil (1.5), das derart ausgebildet und betreibbar ist, das es den Förderereinlass (1.1) öffnet oder verschliesst.
  16. Applikationsanlage, die eine Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und einen Applikator (45) umfasst, der mit der Fördervorrichtung verbunden ist.
  17. Verfahren zum Betreiben einer Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
    - bei dem zum Spülen des Förderereinlasses (1.1) die stromabwärtige Seite der Fördervorrichtung verschlossen wird, und
    - bei dem mit Hilfe des Spülmittelförderers (3) Spülmittel (30) in die Zufuhrleitung (9) gefördert wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17,
    bei dem zum Spülen der ersten Förderkammer (1.11) mit Hilfe des Spülmittelförderers (3) Spülmittel (30) in die erste Förderkammer (1.11) gefördert wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,
    bei dem zum Spülen der ersten Förderkammer (1.11) die Absperrvorrichtung (1.5) geschlossen und das Einlassventil (7) geöffnet wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
    bei dem das Spülen gepulst erfolgt.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20,
    - bei dem mit Hilfe des ersten Druckgasventils (14) Druckgas mit einem ersten Druckgas-Volumenstrom zum Förderereinlass (1.1) geleitet wird, wenn das erste Druckgasventil (14) offen ist, und
    - bei dem mit Hilfe des zweiten Druckgasventils (15) Druckgas mit einem zweiten Druckgas-Volumenstrom in die Förderkammer (1.11) geleitet wird, wenn das zweite Druckgasventil (15) offen ist.
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