JP2008201588A - 流体または粉体搬送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】製造が簡単であってできるだけわずかな運動部品で間に合わせることができる、吸い込み能力が十分大きい、そして障害なしに操作できる、流体または粉体搬送装置を提供する。
【解決手段】本発明による流体または粉体搬送装置(1)は、搬送チャンバ(14)と、流れ方向(31)に見て搬送チャンバ(14)の前に設けられている入口弁(1.1)と、流れ方向(31)に見て搬送チャンバ(14)の後に設けられている出口弁(1.3)と、を備える。そのほかインジェクター(1.4)を設け、このインジェクターの吸い込み流路(20)は搬送チャンバ(14)に接続されている。やはり搬送チャンバ(14)に接続されている空気流路(11.1、11.2、11.3)を経由して、吹飛ばし空気(AL)を搬送チャンバ(14)に吹込むことができる。
【選択図】図1

Description

対象物またはワークを粉体塗料で塗装するには、粉体塗料、または短く省略していえば粉体を、粉体ストック容器から、粉体搬送装置を用いて粉体スプレーガンに搬送し、そこで粉体スプレーガンにより、ワークに塗布する。
本発明は、流体または粉体搬送装置に関するが、この流体または粉体は、たとえばワーク表面に塗装する粉体でもあり得る。また本発明は、本発明によるこの搬送装置を操作する方法にも関する。
欧州特許第1427536B1号(特許文献1)から、粉体を搬送する1つの装置が公知である。この搬送装置は、第1の搬送チャンバと、それに並列された第2の搬送チャンバとを含み、これら搬送チャンバのいずれも、搬送される粉体のための供給管と吐出し管とを備える。両者の吐出し管は、出口側で互いに接続されている。供給管を介して第1の搬送チャンバに粉体が吸い込まれる間、すでにその前の動作サイクルによって第2の搬送チャンバに存在する粉体が、吐出し管から排出される。それに続いて、第1の搬送チャンバに搬送された粉体が搬送チャンバから排出され、その間、第2の搬送チャンバに、新しい粉体が粉体ストック容器から吸い込まれる。第1の搬送チャンバは、駆動ユニットおよびピストンとともに、第1のポンプを形成する。第2の搬送チャンバは、第2の駆動ユニットおよび第2のピストンとともに、第2のポンプを形成する。両者のポンプは、時間をずらして動作するが、互いに同期されている。このようにして、スプレーガンに流れる粉体流における脈動を軽減することができる。しかしそのためには、今述べたように2つのポンプを必要とし、それは必要スペースの増大と、構造複雑化の原因となる。また一連の機械的部品を動かす必要があり、その結果、搬送装置の磨耗と故障しやすさが、無視できなくなる。
従来技術の独国特許出願公開第10300280A1号公報(特許文献2)からは、粉体のためのポンプ装置ともいわれる粉体搬送装置が公知である。このポンプ装置は、機械的に同期された2つのダイヤフラムポンプを備え、これらのポンプが交代に粉体塗料を搬送する。両者ダイヤフラムポンプのいずれもが、入口弁、配量チャンバ、出口弁を備える。入口弁が開いていて、そして配量チャンバでディスク状のダイヤフラムによって負圧が生じると、粉体が配量チャンバに吸い込まれる。続いて入口弁が閉じられ、配量チャンバに吹込まれる圧縮空気によって、配量チャンバから粉体塗料が吹出される。両者ダイヤフラムポンプのダイヤフラムの運動は、両者ダイヤフラムを互いに結合するピストンロッドを介して行われる。これにより、第1の配量チャンバで、ダイヤフラムによってチャンバ容積が拡大されると、第2の配量チャンバのチャンバ容積は自動的に縮小される。この種の粉体搬送装置は、製造にコストがかかる。また駆動装置すなわちピストンロッドの制御に、いちじるしい費用が必要となる。ピストンロッドのポジションを検知するためだけでも、4つのセンサーが必要である。もう1つの欠点は、色変更のとき、この搬送装置は清掃に手間がかかることである。
欧州特許第1427536B1号 独国特許出願公開第10300280A1号公報
本発明の課題は、製造が簡単であってできるだけわずかな運動部品で間に合わせることができる、吸い込み能力が十分大きい、そして障害なしに操作できる、流体または粉体搬送装置を示すことである。またこの搬送装置は、十分磨耗なしに動作するものでありたい。
この流体または粉体搬送装置は、空気で簡単かつ自動的に清掃できれば有利である。
本発明のもう1つの課題は、本発明による流体または粉体搬送装置を操作する方法を示すことである。
この課題は、請求項1に記載の特徴を備えた流体または粉体搬送装置によって解決される。
本発明による流体または粉体搬送装置は、搬送チャンバ、流れ方向に見て搬送チャンバの前に設けられた入口弁、流れ方向に見て搬送チャンバの後に設けられた出口弁を持つ。そのほかインジェクターを設け、このインジェクターの流路は、搬送チャンバに接続されているものとする。やはり搬送チャンバに接続されている吸気流路を経由して、吹飛ばし空気を搬送チャンバに吹込むことができる。
流体または粉体搬送装置を操作するための本発明による方法の場合、ある1つの段階で、入口弁を開き、出口弁を閉じて、インジェクターにドライブノズル空気を供給する。次の段階では、入口弁を閉じ、出口弁を開いて、搬送チャンバに吹飛ばし空気を吹込む。
従属請求項に挙げた諸特徴から、本発明の有利な発展形が得られる。
本発明による流体または粉体搬送装置の1つの実施形態では、インジェクターの出口が出口弁の出口と接続されている。
本発明による流体または粉体搬送装置のもう1つの実施形態では、配量空気
(Dosierluft)のための圧縮空気流路が設けられ、この流路が出口弁の出口に接続されている。これにより、必要があれば、粉体流に追加の空気を添加することができる。
本発明による流体または粉体搬送装置のもう1つの実施形態では、吹飛ばし空気のための空気流路が、搬送チャンバの入口領域で搬送チャンバに開口するものとする。これには、搬送チャンバにある粉体を、わずかな空気で取り出すことができるという利点がある。これにより能率が向上し、吹飛ばし空気の必要量が軽減される。
それだけでなく、本発明による流体または粉体搬送装置の場合、吹飛ばし空気のための空気流路は、搬送される流体または粉体に対する流れ障壁を持つ。このようにして、搬送される流体または粉体がこの空気流路に入らないようにすることができる。
課題を解決するためさらに、本発明による流体または粉体搬送装置にインサートを設けて、搬送チャンバの容積を拡大することを提案する。これにより、搬送チャンバと搬送装置全体とを、簡単かつ安価に、さまざまに異なる要件に適合させることができる。
本発明による流体または粉体搬送装置の場合、入口弁および/または出口弁を、圧縮空気で操作できるピンチ弁として形成すれば有利である。
本発明による流体または粉体搬送装置のもう1つの実施形態では、インジェクターの吸い込み流路が、搬送チャンバの出口領域で搬送チャンバに接続されている。
そのほか、本発明による流体または粉体搬送装置の場合、インジェクターの吸い込み流路が、鋭角で搬送チャンバと交わる。
本発明による流体または粉体搬送装置の場合、インジェクターがドライブノズルを備え、そのドライブノズルにポートを経由してドライブノズル空気を供給できれば有利である。
本発明による流体または粉体搬送装置の1つの発展形として、入口弁および出口弁の制御ポートと、配量空気のためのポートと、ドライブノズル空気のためのポートと、吹飛ばし空気のためのポートとが、搬送装置の一方の端面または両端面に設けられている。このようにすれば、最小の必要スペースで、複数の搬送装置を並べて並列配置することができる。
本発明による流体または粉体搬送装置の場合、配量空気路に接続された逆止弁を設ければ有利である。
そのほか本発明の搬送装置による、流体または粉体を搬送するシステムを提案する。このシステムは、配量空気に対する制御弁と、吹飛ばし空気に対する制御弁と、ドライブノズル空気に対する制御弁と、入口弁、出口弁、制御弁を制御するための制御装置とを備える。
搬送装置を操作するための本発明による方法の1つの発展形では、吹飛ばし空気と、ドライブノズル空気と、配量空気とを含む空気総量を、制御装置によって一定に保つ。
また本発明による流体または粉体搬送装置を用いて、ワーク表面に塗装するための粉体塗料を搬送することができる。
下記に5つの図を用いて、いくつかの実施例により本発明をさらに説明する。
図1は、本発明による流体または粉体搬送装置で考えられる実施形態の断面図を示す。下記では本装置によって、粉体塗料を搬送するものとする。したがってこの搬送装置を、粉体搬送機1と称する。この粉体搬送機1は、主として4つの部材、すなわち入口弁1.1と、流れ方向31で見て入口弁の後に配置された搬送ユニット1.2と、搬送ユニット1.2の後に配置された出口弁1.3と、出口弁1.3と並列に配置されたインジェクター1.4とを備える。粉体搬送機1の上流側端面6に吸い込み開口が設けられ、粉体をこの開口から吸い込み流路2に吸い込むことができる。
入口弁1.1は入口弁ハウジング4を持ち、このハウジング内では、第1のコーン3と、第2のコーン8とによって、バルブチューブ7を保持する。ハウジング4とバルブチューブ7の外被との間には、圧縮空気チャンバ5.2が設けられ、この圧縮空気チャンバには、圧縮空気流路5.1から圧縮空気を作用させることができる。この圧縮空気を、下記では入口弁1.1に対する制御用空気SLEと称する。このバルブチューブ7は、応力を解除された状態では図1に示すポジションを取る。入口弁1.1は開かれており、粉体は吸い込み流路2を通って流れることができる。圧縮空気チャンバ5.2に、圧縮空気流路5.1から制御用空気SLEを作用させると、バルブチューブ7は変形し、その結果、吸い込み流路2の断面は細くなる。制御用空気SLEの圧力が十分大きいとき、バルブチューブ7が吸い込み流路2を閉じるので、粉体チャンバ14に粉体が流れることはできなくなる。
図1に示す実施形態の場合、搬送ユニット1.2は、第1のハウジング部分13と、下記ではインサートとも呼ばれる第2のハウジング部分15と、第3のハウジング部分16とを含む。3つのハウジング部分13、15および16は、搬送チャンバ14を形成する。代替的に、2つのハウジング部分、またはただ1つのハウジング部分から、搬送チャンバ14を作ることも可能である。ハウジング部分15はオプションであって、搬送チャンバ14の容積を希望の技術的要件に適合できるようにするために、2つのハウジング部分13および16の間に置くことができる。搬送チャンバ14は、ほぼパイプ状に形成され、下流領域に向かって先細となる。しかしこれは技術的にはどうしても必要というわけではない。搬送チャンバ14の全長にわたって等しい断面積とすることも考えられる。搬送チャンバ14の断面は四角形とすることができる。しかし円形に形成するのが好ましい。
下流では、搬送ユニット1.2の後に出口弁1.3を設ける。出口弁1.3は、機能上の点では入口弁1.1とまったく同じ構造である。バルブチューブ22が、出口弁1.3のハウジング28の中で、第1のコーン21と第2のコーン25との間に保持される。圧縮空気流路23.1から圧縮空気チャンバ23.2に圧縮空気を作用させることができる。この圧縮空気を、下記では出口弁1.3に対する制御用空気SLAと称する。
インジェクター1.4は、粉体吸い込み流路20を経由して、搬送チャンバ14と接続されている。インジェクター1.4はドライブノズル19を備え、このドライブノズルに、圧縮空気流路17からドライブノズル空気TLを供給することができる。ドライブノズル19からドライブノズル空気(TL)が流れ出すことによって、吸い込み流路20には負圧が生じる。インジェクター1.4は、ベンチュリの原理によって動作する。下流ではドライブノズル19の後にディフューザ27が設けられて、出口流路29が続き、この出口流路はさらに粉体流路33に開口する。インジェクター1.4を用いれば、搬送チャンバ14に負圧を生じることができる。吸い込み流路20は、搬送チャンバ14と角αで交わる。角度αは鋭角であるのが好ましい。
ハウジング28にはさらに圧縮空気流路30が設けられ、この圧縮空気流路は粉体流路33に開口する。この圧縮空気流路30を経由して、いわゆる配量空気DLを粉体流路33に供給することができる。供給される配量空気DLの量は、希望される空気総量Sollgesに依存する。ここで空気総量とは、配量空気DL、ドライブノズル空気TL、および吹飛ばし空気ALの合計をいう。
ハウジング4の中には流路11.1が設けられ、この流路は、第2の流路11.2および流路11.3を経由して、搬送チャンバ14に接続されている。流路11.3は流れ障壁として形成されて、粉体が流路11.2および11.1に入るのを防ぐのが好ましい。この流れ障壁は、スロットルまたはオリフィスとして形成することができる。搬送チャンバ14に存在する粉体をチャンバ14から排出するためには、吹飛ばし空気ALを、流路11.1、11.2および11.3から搬送チャンバ14に吹込む。
図1に示す粉体搬送機1の実施形態の場合、制御用空気SLEと、吹飛ばし空気ALと、制御用空気SLAと、配量空気DLとのためのポート、およびドライブノズル空気TLのためのポートが、搬送装置1の長手側面上に設けられている。複数の粉体搬送機1を直接並べて配置したい場合、これらのポートを、粉体搬送機1の両端面6および26に置き換えることができる。
図2は、粉体搬送機1を含む粉体搬送システムが、第1の動作状態にあるときのブロック線図を示す。この動作状態では入口弁1.1が開いている。入口弁1.1は、制御弁49を介して制御される。図2に示すように、制御弁49が閉じているときは、入口弁1.1の制御ポート49.1は、制御用空気SLEの作用を受けない。吹きとばし空気ALに対する制御弁41もやはり閉じているので、吹飛ばし空気ALは、搬送ユニット1.2の搬送チャンバ14に入らない。しかし制御弁43は開いているので、出口弁1.3の圧縮空気チャンバ23.2には制御用空気SLAの作用を受け、出口弁1.3は閉じている。制御弁48は開いているので、インジェクター1.4にはドライブノズル空気TLが作用する。これにより、搬送ユニット1.2の搬送チャンバ14では負圧が生じる。配量空気DLに対する制御弁45は開いている。したがって、粉体搬送機1を塗装ガン70に接続するホース配管83を、配量空気DLだけでなく、ドライブノズル空気TLも流れる。46、42、47と付け番号したのは逆止弁であって、これらの逆止弁は、圧縮空気が圧縮空気源60に向かって流れるのを防止する。制御弁41と圧縮空気源60との間には、圧縮空気調整器55が、そして制御弁45と圧縮空気源60との間には、もう1つの圧縮空気調整器44が、そして制御弁48と圧縮空気源60との間には、第3の圧縮空気調整器50が設けられている。これら3つの圧縮空気調整器44、50および55と、制御弁41、43、45、48および49は、それらの制御インプットS2、S1、S3、41.1、43.1、45.1、48.1および49.1が、制御装置90に接続されている。制御装置90は、今挙げた各バルブの制御を実行し、圧縮空気調整器44、50および55に対して、調整パラメーターS1、S2およびS3を指定する。そのため制御装置90には体積流調整器が設けられ、この体積流調整器は、空気総量Sollgesに対して希望された数値から、3つの調整パラメーターS1、S2およびS3を計算し、それを3つの圧縮空気調整器44、50および55に導く。この第1の動作状態で、粉体81は、粉体ストック容器80から吸い込み管82を経由して、搬送チャンバ14に吸い込まれる。
図3は、上記の搬送システムが第2の動作状態にあるとき、そのブロック線図を示す。ここでは入口弁1.1が閉じているので、粉体は、粉体ストック容器80から搬送ユニット1.2の搬送チャンバ14に、吸い込まれなくなっている。しかしここでは出口弁1.3が開いている。制御弁41もやはり開いているので、圧縮空気源60から吹飛ばし空気ALが、搬送ユニット1.2の搬送チャンバ14に吹き込まれる。したがって搬送チャンバ14内にある粉体は、開いている出口弁1.3を経由して粉体ホース83に、そしてそこからスプレーガン70に搬送される。この動作状態では制御弁48が閉じているので、ドライブノズル空気TLはインジェクター1.4に入らない。制御弁45もまた閉じているので、配量空気DLもホース83に入らない。搬送ユニット1.2の搬送チャンバ14で吹飛ばしが行われた後、図2に示す第1の動作状態に戻る。このようにしてほぼ連続的な粉体流を生じ、ガン70に連続的に粉体を供給することができる。
入口弁1.1を開くに必要な時間を削減するため、図4に示すように、負圧源を追加して設けることができる。この負圧源は、真空発生器54を備えて、圧縮空気源60に接続されている。入口弁1.1を開きたいときは、まず制御弁49を閉じて、次に制御弁53を開き、そして圧力チャンバ5.2にある空気を真空発生器54によって吸い込む。
本質的に同じことが出口弁1.3に当てはまる。出口弁1.3を開くに必要な時間を削減するため、負圧源を設けることができる。この負圧源は、真空発生器52を備えて、圧縮空気源60に接続されている。出口弁1.3を開きたいときは、まず制御面43を閉じて、次に制御弁51を開き、そして圧力チャンバ23.2にある空気を、真空発生器52によって吸い込む。この動作状態を図5に示す。
本発明の搬送装置によれば、たとえば粉体塗料、小麦粉またはダストといった、粉体状材料を搬送することができる。
この流体または粉体搬送装置は、空気を用いて簡単かつ自動的に清掃できるのが有利である。そのためにはまず入口弁1.1を閉じ、そして出口弁1.3を開き、次に吹飛ばし空気ALをリング状空隙11.3から粉体搬送機1に吹込む。清掃のためにはそれに代わる方法として、粉体容器80から吸い込み管82を取り外し、入口弁1.1と出口弁1.3とが開いているときに、いわゆるパージエアを、吸い込み管82から粉体搬送機1に吹込むこともできる。
本発明の実施例に関する上記の説明は、単に図解を目的とするものであって、本発明を限定することは目的としていない。本発明においては、本発明の範囲およびその均等範囲を逸脱することなく、さまざまな変化や改良が可能である。
本発明による流体または粉体搬送装置で考えられる1つの実施形態の断面図である。 搬送システムの第1の実施形態が第1の動作状態にあるときのブロック線図である。 搬送システムの第1の実施形態が第2の動作状態にあるときのブロック線図である。 搬送システムの第2の実施形態が第1の動作状態にあるときのブロック線図である。 搬送システムの第2の実施形態が第2の動作状態にあるときのブロック線図である。
符号の説明
1 粉体搬送機
1.1 入口弁
1.2 搬送ユニット
1.3 出口弁
1.4 インジェクター
2 吸い込み流路
3 コーン
4 入口弁ハウジング
5.1 圧縮空気流路
5.2 圧縮空気チャンバ
6 上流側端面
7 バルブチューブ
8 コーン
9.1 インサート
9.2 スリーブ
10.1 コーン
10.2 スリーブ
11.1 圧縮空気流路の一部分
11.2 圧縮空気流路の一部分
11.3 リング状空隙
13 搬送チャンバハウジング
14 搬送チャンバ
15 搬送チャンバハウジング
16 搬送チャンバおよびインジェクターのハウジング
17 圧縮空気流路
19 ドライブノズル
20 粉体流路
21 コーン
22 バルブチューブ
23.1 圧縮空気流路の一部分
23.2 圧縮空気流路の一部分
25 コーン
26 下流側端面
27 ディフューザ
28 出口弁およびインジェクターのハウジング
29 粉体流路
30 圧縮空気流路
31 搬送方向
33 粉体流路
41 制御弁
41.1 制御ポート
42 逆止弁
43 制御弁
43.1 制御ポート
44 圧縮空気調整器
45 制御弁
45.1 制御ポート
46 逆止弁
47 逆止弁
48 制御弁
48.1 制御ポート
49 制御弁
49.1 制御ポート
50 圧縮空気調整器
51 制御弁
51.1 制御ポート
52 真空発生器
53 制御弁
53.1 制御ポート
54 真空発生器
55 圧縮空気調整器
60 圧縮空気源
70 粉体スプレーガン
80 粉体容器
81 粉体
82 吸い込み配管
83 粉体ホース
90 制御装置
SLE 入口弁のための制御用吸気
SLA 出口弁のための制御用空気
DL 配量空気
TL ドライブノズル空気
AL 吹飛ばし空気
Sollges 空気総量の調整パラメーター
S1 調整パラメーター
S2 調整パラメーター
S3 調整パラメーター
α 角度

Claims (16)

  1. 搬送チャンバ(14)と、
    流れ方向(31)に見て搬送チャンバ(14)の前に設けられた入口弁(1.1)と、
    流れ方向(31)に見て搬送チャンバ(14)の後に設けられた出口弁(1.3)と、
    搬送チャンバ(14)に接続された吸い込み流路(20)を備えたインジェクター(1.4)と、
    吹飛ばし空気(AL)を搬送チャンバ(14)に吹込むことができるようにするための、搬送チャンバ(14)に接続されている空気流路(11.1、11.2、11.3)と、を備えた、流体または粉体搬送装置。
  2. 前記インジェクター(1.4)の出口(29)が、出口弁(1.3)の出口(33)に接続されている、請求項1に記載の装置。
  3. 配量空気(DL)のための圧縮空気流路(30)を備え、当該圧縮空気流路は、出口弁(1.3)の出口(33)に接続されている、請求項1または2に記載の装置。
  4. 吹飛ばし空気(AL)のための空気流路(11.1、11.2、11.3)が、搬送チャンバ(14)の入口領域で搬送チャンバ(14)に開口する、請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
  5. 空気流路(11.1、11.2、11.3)が、搬送される流体または粉体に対する流れ障壁(9.2、10.2)を備えた、請求項4に記載の装置。
  6. 前記搬送チャンバ(14)の容積を増大するため、インサート(15)が設けられている、請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記入口弁(1.1)および/または出口弁(1.3)が、圧縮空気で操作可能なピンチ弁として形成されている、請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記インジェクター(1.4)の吸い込み流路(20)が、搬送チャンバ(14)の出口領域で搬送チャンバ(14)に接続されている、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記インジェクター(1.4)の吸い込み流路(20)が、鋭角(α)で搬送チャンバ(14)と交わる、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
  10. 前記インジェクター(1.4)がドライブノズル(17)を備え、当該ドライブノズルに、ポート(17)を経由してドライブノズル空気(TL)を供給できる、請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。
  11. 前記入口弁および出口弁(5.1、23.1)の制御ポートと、配量空気(DL)のポート(30)と、ドライブノズル空気(TL)のポート(17)と、吹飛ばし空気(AL)のポート(11.1)とが、流体または粉体搬送装置の端面(6、26)に設けられている、請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。
  12. 配量空気流路(30)に接続されている逆止弁(46)を備えた、請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。
  13. 配量空気に対する制御弁(45)と、
    吹飛ばし空気に対する制御弁(42)と、
    ドライブノズル空気に対する制御弁(48)と、
    入口弁(1.1)および出口弁(1.3)および制御弁(45、42、48)を制御する制御装置(90)と、を備えた、
    請求項1から12のいずれか一項に記載の装置を含む流体または粉体搬送システム。
  14. 1つの段階で、入口弁(1.1)が開かれ、出口弁(1.3)が閉じられ、そしてインジェクター(1.4)にドライブノズル空気(TL)が供給され、
    もう1つの段階で、入口弁(1.1)が閉じられ、出口弁(1.3)が開かれ、そして搬送チャンバ(14)に吹飛ばし空気(AL)が吹込まれる、
    請求項1から13のいずれか一項に記載の装置を操作する方法。
  15. 前記吹飛ばし空気(AL)およびドライブノズル空気(TL)および配量空気(DL)を含む空気総量を、制御装置(90)によって一定に保つ、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 粉体塗料を搬送するために、請求項1から15のいずれか一項に記載の流体または粉体搬送装置を使用する方法。
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