WO2002072279A1 - Beschichtungsvorrichtung für ein langgestrecktes werkstück - Google Patents

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Stefan Schiele
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Josef Schiele Ohg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B14/00—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material
    • B05B14/40—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths
    • B05B14/43—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material for use in spray booths by filtering the air charged with excess material

Definitions

  • the invention relates to a device for applying a coating medium to at least a partial surface of an elongated work piece in a vacuum chamber, consisting of a housing with a storage container having an inclined bottom and an air line opening into the same, and a separating device located above the storage container.
  • a coating medium on at least part of their surface.
  • the workpieces often consist of wood or materials containing wood.
  • Pumpable and filterable, nozzle-compatible liquids such as pigment solutions, paints, varnishes, primers and impregnants are used as coating media.
  • This coating medium is located in a storage container, which is usually formed in the lower region of a housing and has an inclined bottom.
  • the coating medium is conveyed from this storage container to an application unit which is designed as a spray or flood frame or as a slot nozzle - depending on the profile or independent of the profile.
  • This application unit is formed in a so-called vacuum chamber, which is connected to a vacuum tank.
  • the workpiece to be coated is now sent through this stream of finely atomized coating medium and air.
  • so-called pore air is extracted from the workpiece and, on the other hand, the coating medium accumulates intensively on the intended surfaces of the workpiece.
  • Excess coating medium is drawn off together with the air from the vacuum chamber and returned to the housing with the storage container.
  • the air flow loaded with excess coating medium enters an opening in the housing located above the storage container and meets an impact plate likewise inserted above the storage container.
  • the air flow is first deflected downwards before it is sucked up into the vacuum tank via a perforated plate or the like.
  • the baffle plate and the perforated plate together are also referred to as a separator.
  • the coating medium is pumped again to the application unit in the vacuum chamber.
  • the coating medium contains oil or oil-containing components
  • This oil mist can affect the further coating process. If the air extracted from the vacuum chamber is not returned to the vacuum tank, but instead is directed into the work area, the quality of the room air is significantly impaired.
  • the invention is therefore based on the object of designing a device for applying a coating medium to at least one partial surface of an elongated workpiece in such a way that the air stream flowing out of the vacuum chamber is treated before it re-enters the vacuum tank or in the work space in such a way that the air stream unites Has a degree of purity that complies with the legal requirements, so that on the one hand the coating process is not impaired and on the other hand the exhaust air can also be introduced into the work area if necessary.
  • housing 1 of a device for applying a coating medium to at least one partial surface of an elongated workpiece which is transported in its longitudinal direction and which has in its lower region a storage container 2 with an inclined bottom 3 for receiving the coating medium.
  • the housing 1 Above the storage container 2, the housing 1 has an opening 4, through which air can flow into the lower region of the housing 1.
  • This air comes from a vacuum chamber in which a coating medium is applied to elongated workpieces on at least part of the surface.
  • the air sucked out of the vacuum chamber and flowing into the housing 1 via the opening 4 thus contains finely atomized coating medium and possibly also dust. This dust can get into the air flow in that air is also sucked in due to the vacuum in the vacuum chamber.
  • baffle plate 5 in the housing 1, which is directed downwards in the direction of the storage container 2 and deflects the inflowing air downwards.
  • an inclined intermediate plate 6 is provided, into which a perforated plate 7, for example made of stainless steel, is inserted.
  • a first intermediate floor 8 in which an interchangeable and, for example, regenerable air filter 9 is used.
  • a second intermediate floor 10 which is provided with a plurality of openings 11. Each opening 11 is enclosed by a short, tubular connecting piece 12, which in turn serves to receive a sleeve-like filter rod 13.
  • Each filter rod 13 is advantageously formed in two layers and consists of an inner, fine-meshed collecting layer and an outer, coarse-meshed drainage layer made of borosilicate glass fibers.
  • the sleeve-like filter rods 13 are formed closed at their end facing away from the second intermediate floor 10, that is to say at the top.
  • the housing 1 ends above the filter rods 13 and merges into an opening 14 to which, for example, a vacuum line can be connected.
  • the air stream entering the lower region of the housing 1 via the opening 4 is now first deflected downward by the baffle plate 5 before it flows upwards again through the perforated plate 7. This on the one hand deflects the air flow while on the other hand the air expands, which inevitably leads to a reduction in the flow velocity of the air.
  • existing particles of the coating medium in the air that has entered are separated out and returned to the storage container 2.
  • the air flows through the dust filter 9. Any dust particles contained in the air are filtered out.
  • the air filter 9 is either replaced as a replaceable filter and can be replaced. However, it is also possible to use a filter that can be regenerated and thus used multiple times.
  • the air flowing upwards through the dust filter 9 of the intermediate base 8 now reaches the openings 11 of the second intermediate base 10 and then flows through the sleeve-like filter rods 13 made of borosilicate glass fibers.
  • the inner layer of the sleeve-like filter rods acts as a so-called fine-meshed collecting layer for an oil mist that may be present in the air, for example consisting of aerosol particles.
  • aerosol particles coalesce into larger droplets on the fine glass fiber threads of the inner layer and are discharged to the outside through the outer, coarse-mesh drainage layer.
  • these droplets combine to form larger drops of liquid, which then flow downward under the force of gravity and are collected by the intermediate floor 10, which acts as a collecting device.
  • the oily liquid collecting on the intermediate floor 10 can be collected in a container 18, for example via a line 15 with valves 16, 17.
  • the liquid collected here can, depending on requirements, be processed or returned directly to the storage container 2.
  • a rotary valve can also be used here.

Landscapes

  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Supplying Of Containers To The Packaging Station (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmediums auf zumindest eine Teiloberfläche eines langgestreckten Werkstückes in einer Vakuumkammer, bestehend aus einem Gehäuse (1) mit einem einen schrägen Boden (3) aufweisenden Vorratsbehälter (2) und einer in denselben mündenden Luftleitung sowie aus einer oberhalb des Vorratsbehälters befindlichen Abscheideeinrichtung. Um sicherzustellen, dass der aus der Vakuumkammer abströmende Luftstrom einen Reinheitsgrad aufweist, der den gesetzlichen Auflagen entspricht, so dass derselbe auch in den Arbeitsraum eingeleitet werden kann, oder für einen erneuten Beschichtungsvorgang ohne Beeinträchtigung desselben benutzbar ist, und in Strömungsrichtung der aus der Vakuumkammer abgesaugten Luft hinter der Abscheideeinrichtung (5, 7) mehrere hülsenartige von der Luft durchströmte Filterstäbe (13) aus Borosilikatglas angeordnet.

Description

Beschichtungsvorrichtung für ein langgestrecktes Werkstück
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmediums auf zumindest eine Teiloberfläche eines langgestreckten Werkstücken in einer Vakuumkammer, bestehend aus einem Gehäuse mit einem einen schrägen Boden aufweisenden Vorratsbehälter und einer in denselben mündenden Luftleitung sowie aus einer oberhalb des Vorratsbehälters befindlichen Abscheideeinrichtung.
Es ist bekannt, langgestreckte und in ihrer Längsrichtung transportierte Werkstücke zumindest auf einem Teil ihrer Oberfläche mit einem Beschichtungsmedium zu versehen. Dabei bestehen die Werkstücke vielfach aus Holz oder Holz enthaltenden Werkstoffen. Als Beschichtungsmedien werden pump- und filterfähige, düsengängige Flüssigkeiten, wie Pigmentlösungen, Farben, Lacke, Grundier- und Imprägniermittel eingesetzt. Dieses Beschichtungsmedium befindet sich in einem Vorratsbehälter, der meist im unteren Bereich eines Gehäuses ausgebildet ist und einen schrägen Boden aufweist. Von diesen Vorratsbehälter wird das Beschichtungsmedium zu einer Auftragseinheit gefördert, die als Sprüh- oder Flutrahmen oder als Schlitzdüse - profilabhängig oder profilunabhängig - ausgebildet ist. Diese Auftragseinheit ist in einer sogenannten Vakuumkammer ausgebildet, die an einem Vakuumtank angeschlossen ist. In dieser Vakuumkammer bildet sich ein Strom aus fein zerstäubtem Beschichtungsmedium und Luft aus, wobei die Luft über enge, das Werkstück umschließende Spalte von außen angesaugt wird. Durch diesen Strom aus fein zerstäubtem Beschichtungsmedium und Luft wird nun das zu beschichtende Werkstück geschickt. Dabei wird einerseits dem Werkstück sogenannte Porenluft entzogen und andererseits lagert sich das Beschichtungsmedium intensiv an den vorgesehenen Flächen des Werkstückes an. Überschüssiges Beschichtungsmedium wird zusammen mit der Luft aus der Vakuumkammer abgesaugt und in das Gehäuse mit dem Vorratsbehälter zurückgeführt. Der mit überschüssigen Beschichtungsmedium beladene Luftstrom tritt in eine oberhalb des Vorratsbehälters befindliche Öffnung in das Gehäuse ein und trifft dort auf ein ebenfalls oberhalb des Vorratsbehälters eingesetztes Prallblech. Hier wird der Luftstrom zunächst nach unten abgelenkt, bevor er nach oben über ein Lochblech oder dergleichen in den Vakuumtank abgesaugt wird. Bei dieser Umlenkung des Luftstromes werden Partikel des Beschichtungsmediums als Tropfen abgeschieden und fallen nach unten auf den schrägen Boden beziehungsweise in den Vorratsbehälter. Deshalb werden das Prallblech und das Lochblech zusammen auch als Abscheideeinrichtung bezeichnet. Von hier wird das Beschichtungsmedium erneut zu der Auftragseinheit in der Vakuumkammer gepumpt. Beispielsweise dann, wenn das Beschichtungsmedium Öl oder ölhaltige Bestandteile enthält, befindet sich in der aus der Vakuumkammer abgesaugten und wieder in das Gehäuse oberhalb des Vorratsbehälters eintretenden Luft Ölnebel, der bei der Umlenkung durch das Prallblech und den Durchtritt durch das Lochblech nicht beziehungsweise nicht vollständig entfernt werden kann. Dieser Ölnebel kann den weiteren Beschichtungsvorgang beeinträchtigen. Wird die aus der Vakuumkammer abgesaugte Luft nicht in den Vakuumtank zurückgeführt, sondern in den Arbeitsraum geleitet, wird die Qualität der Raumluft erheblich beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde eine Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmediums auf zumindest eine Teilfläche eines langgestreckten Werkstückes so auszugestalten, dass der aus der Vakuumkammer abströmende Luftstrom vor seinem erneuten Eintritt in den Vakuumtank oder in den Arbeitsraum so behandelt wird, dass der Luftstrom einen Reinheitsgrad aufweist, der den gesetzlichen Auflagen entspricht, so dass einerseits der Beschichtungsvorgang nicht beeinträchtigt wird und andererseits die Abluft bedarfsweise auch in den Arbeitsraum eingeleitet werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, daß in Strömungsrichtung der aus der Vakuumkammer abgesaugten Luft hinter der Abscheideeinrichtung mehrere hülsenartige von der Luft durchströmte Filterstäbe aus Borosilikatglas angeordnet sind.
Durch diese Ausgestaltung wird der in den Abluftstrom enthaltene Ölnebel zu über 99% ausgefiltert und zurückgewonnen. Der Verbrauch an Beschichtungsmedium kann damit reduziert werden. Die Abluft erreicht einen so hohen Reinigungsgrad, daß sie auch problemlos in den Arbeitsraum abgegeben werden kann.
Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 offenbart.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In dieser Zeichnung ist von einer Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmediums auf zumindest eine Teiloberfläche eines langgestreckten und in seiner Längsrichtung transportierten Werkstückes nur ein Gehäuse 1 gezeigt, welches in seinem unteren Bereich einen Vorratsbehälter 2 mit einem schrägen Boden 3 zur Aufnahme des Beschichtungsmediums besitzt. Oberhalb des Vorratsbehälters 2 weist das Gehäuse 1 eine Öffnung 4 auf, über die Luft in den unteren Bereich des Gehäuses 1 einströmen kann. Diese Luft stammt aus einer Vakuumkammer, in der auf langgestreckte Werkstücke auf zumindestens einen Teil der Oberfläche ein Beschichtungsmedium aufgetragen wird. Die aus der Vakuumkammer abgesaugte und über die Öffnung 4 in das Gehäuse 1 einströmende Luft enthält somit fein zerstäubtes Beschichtungsmedium und unter Umständen auch Staub. Dieser Staub kann dadurch in den Luftstrom gelangen, daß aufgrund des Vakuums in der Vakuumkammer auch Luft angesaugt wird.
Mit geringem Abstand hinter der Öffnung 4 befindet sich im Gehäuse 1 ein sogenanntes Prallblech 5, welches nach unten in Richtung auf den Vorratsbehälter 2 gerichtet ist und die einströmende Luft nach unten umlenkt. Oberhalb des Vorratsbehälters 2 und des Prallbleches 5 ist eine geneigte Zwischenplatte 6 vorgesehen, in die ein Lochblech 7, beispielsweise aus Edelstahl, eingesetzt ist. Oberhalb der Zwischenplatte 6 befindet sich ein erster Zwischen boden 8, in den ein auswechselbarer und beispielsweise regenerierbarer Luftfilter 9 eingesetzt ist. Mit Abstand oberhalb des ersten Zwischenbodens 8 befindet sich ein zweiter Zwischenboden 10, der mit einer Vielzahl von Öffnungen 11 versehen ist. Jede Öffnung 11 wird von einem kurzen, rohrförmigen Stutzen 12 umschlossen, der seinerseits zur Aufnahme eines hülsenartigen Filterstabes 13 dient. Jeder Filterstab 13 ist in vorteilhafter Weise zweischichtig ausgebildet und besteht aus einer inneren, feinmaschigen Auffangschicht und einer äußeren, grobmaschigen Drainageschicht aus Borosilikatglasfasern. Die hülsenartigen Filterstäbe 13 sind an ihrem dem zweiten Zwischenboden 10 abgewandten Ende, also oben, geschlossen ausgebildet. Oberhalb der Filterstäbe 13 endet das Gehäuse 1 und geht in eine Öffnung 14 über, an die beispielsweise eine Vakuumleitung angeschlossen sein kann.
Der über die Öffnung 4 in den unteren Bereich des Gehäuses 1 eintretende Luftstrom wird nun zunächst durch das Prallblech 5 nach unten abgelenkt, bevor er wieder nach oben durch das Lochblech 7 strömt. Damit wird einerseits der Luftstrom umgelenkt während andererseits die Luft expandiert, was zwangsläufig eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft mit sich bringt. Dadurch werden in der eingetretenen Luft vorhandene Partikel des Beschichtungsmediums direkt abgeschieden und gelangen wieder in den Vorratsbehälter 2. Jetzt strömt die Luft durch den Staubfilter 9. Dabei werden in der Luft eventuell enthaltene Staubpartikel ausgefiltert. Der Luftfilter 9 ist entweder als auswechselbarer Filter ausgewechselt und kann erneuert werden. Es ist jedoch auch möglich, einen regenerierbaren und damit mehrfach verwendbaren Filter einzusetzen.
Die durch den Staubfilter 9 des Zwischenbodens 8 nach oben strömende Luft gelangt nun in die Öffnungen 11 des zweiten Zwischenbodens 10 und durchströmt dann die hülsenartigen Filterstäbe 13 aus Borosilikatglasfasern. Dabei fungiert die innere Schicht der hülsenartigen Filterstäbe als sogenannte feinmaschige Auffangschicht für einen eventuell in der Luft enthaltenen, beispielsweise aus Aerosolteilchen bestehenden Ölnebel. Diese Aerosolteilchen koalisieren an den feinen Glasfaserfäden der inneren Schicht zu größeren Tröpfchen und werden durch die äußere, grobmaschige Drainagelage nach außen abgeführt. Hier vereinigen sich diese Tröpfchen zu größeren Flüssigkeitstropfen, die dann durch die Schwerkraft nach unten fließen und von dem Zwischenboden 10, der als Sammeleinrichtung wirkt, aufgefangen werden. Die sich auf dem Zwischenboden 10 sammelnde, ölige Flüssigkeit kann beispielsweise über eine Leitung 15 mit Ventilen 16, 17 in einem Behälter 18 aufgefangen werden. Die hier aufgefangene Flüssigkeit kann, je nach Bedarf, aufbereitet oder direkt in den Vorratsbehälter 2 zurückgeführt werden. Alternativ kann hier auch eine Zellenradschleuse eingesetzt werden.
In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, die hülsenartigen Filterstäbe 13 aus Borosilikatglas direkt hinter beziehungsweise oberhalb dem Lochblech 7 anzuordnen. Der erste Zwischenboden 8 mit dem Staubfilter 9 entfällt dann. Ferner ist es möglich, die Filterstäbe 13 aus Borosilikatglas in einem getrennten Gehäuse anzuordnen. Des weiteren ist es möglich, den Staubfilter 9 und die Filterstäbe 10 hinter einem anders aufgebauten Abscheidesystem anzuordnen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Auftagen einen Beschichtungsmediums auf zumindest eine Teiloberfläche eines langgestreckten Werkstückes in einer Vakuumkammer, bestehend aus einem Gehäuse mit einem einen schrägen Boden aufweisenden Vorratsbehälter und einer in denselben mündenden Luftleitung sowie aus einer oberhalb des Vorratsbehälters befindlichen Abscheideeinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung der aus der Vakuumkammer abgesaugten Luft hinter der Abscheideeinrichtung (5, 7) mehrere hülsenartige von der Luft durchströmte Filterstäbe aus Borosilikatglas angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Filterstäbe (13) an ihrem dem Einströmende abgewandten Ende geschlossen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterstäbe (13) senkrecht angeordnet und aufsteckbar ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterstäbe (13) zweischichtig ausgebildet sind und aus einer inneren feinmaschigen Auffangschicht und einer äußeren grobmaschigen Drainageschicht bestehen.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Filterstäben (13) eine Sammeleinrichtung (10) mit einer Ablaßleitung (15) zugeordnet ist.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abscheideeinrichtung (5, 7) und den Filterstäben (13) ein Staubfilter (9) angeordnet ist.
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