WO2013020641A1 - Vorrichtung zum abscheiden von overspray - Google Patents

Vorrichtung zum abscheiden von overspray Download PDF

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WO2013020641A1
WO2013020641A1 PCT/EP2012/003056 EP2012003056W WO2013020641A1 WO 2013020641 A1 WO2013020641 A1 WO 2013020641A1 EP 2012003056 W EP2012003056 W EP 2012003056W WO 2013020641 A1 WO2013020641 A1 WO 2013020641A1
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overspray
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PCT/EP2012/003056
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Jürgen Röckle
Uwe Knaus
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Eisenmann Ag
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Definitions

  • the invention relates to an electrostatically operating device for separating overspray from the overspray laden cabin exhaust air of paint shops with a) a plurality of electrically conductive separation elements, which are connected to a high voltage source and along which the cabin air can be guided; b) an ionization device arranged in the air stream, by means of which overspray particles are ionizable.
  • overspray In the manual or automatic application of paints on objects, a partial flow of the paint, which generally contains both solid and / or binder as well as solvent medium, not applied to the object. This partial flow is called "overspray" in the professional world.
  • overspray, overspray particles or overspray solids are always understood to mean a disperse system, such as an emulsion or suspension or a combination thereof.
  • the overspray is detected by the air flow in the paint booth and fed to a separation, so that the air can be optionally returned to the coating booth after a suitable conditioning.
  • wet separation systems are used.
  • wet separators water flows together with the coming from the top of the cabin exhaust air to an air flow accelerating nozzle.
  • this nozzle is a turbulence of the flowing exhaust air with the cabin the water instead.
  • the overspray particles largely pass into the water, so that the air leaves the wet scrubber substantially cleaned and the overspray paint particles are de-adhesive in the water. From this they can then be recovered or disposed of.
  • the paint overspray is guided past separation elements and deposited there by ionizing the overspray particles by means of an ionization device and migrating to the separation elements on the basis of an electric field built up between the separation elements.
  • the paint overspray particles adhering to the separation elements can then be mechanically stripped off and removed, for example.
  • Object of the present invention is therefore to provide a separation device of the type mentioned, which takes into account these problems.
  • the invention is based on the recognition that disposable Abscheideiga are contrary to popular belief inexpensive and also environmentally friendly.
  • the treatment and / or disposal of such disposable separation elements is energetically and also in terms of the required resources more compatible than the effort in a deposition device in which the deposited paint is removed in a continuous process of existing separation elements.
  • the separation elements are covered by a separation module with a support structure carrying the separation elements, which is exchangeable as a structural unit.
  • a separation module can be quickly replaced as a whole and then at least partially fed to a treatment or disposal. Consequently, it is advantageous if one component, several components or all components of the deposition module are designed as disposable components. This may be only the separation elements or the separation elements and other components of the separation module.
  • wet-strength recycling material paper and cardboard materials, corrugated cardboard, cartons with standing shaft, cartons with honeycomb structure or wrapping cartons, MDF material, wood or plastics, in particular polyethylene or polypropylene.
  • the separation elements are made of a flame-retardant material.
  • a single separation element is designed as a deposition plate.
  • a separation plate provides a large separation area.
  • a single separating element may be formed as a separator tube, which can be flowed through in the longitudinal direction of cabin air.
  • the ionization device is arranged spatially in the region of the precipitation elements.
  • an arrangement may be effective in which the ionization device is arranged in an ionization region through which the cabin air to be cleaned flows before it reaches the separation elements.
  • Figure 1 is a perspective and partially broken
  • Figure 2 is a partially translucent view from above of the air duct with the separator of Figure 1;
  • Figure 3 is a perspective and partially broken
  • FIG. 4 shows a perspective view of a separation module of the separation device of FIG. 3;
  • FIG. 5 shows an enlarged detail of the deposition module of Figure 4.
  • FIG. 6 is a perspective view corresponding to FIG. 4 of a modified separation module of the separation device of FIG. 3.
  • FIG. 10 There is a total of 10 denotes an electrostatic working device for separating overspray from over-spray laden cabin air, which comes from a paint booth not shown here specifically.
  • the separation device 10 comprises a cross-sectionally rectangular air channel 12 bounded by an upper wall 12a, a lower wall 12b and two opposite side walls 12c and 12d.
  • the one side wall 12c is shown partially broken away to allow an insight into the channel 12.
  • Cabin air laden with overspray flows according to the arrow 14 into the air duct 12, where it is freed from overspray and then leaves the separating device 10 according to the arrow 16, from where it returns as purified air, optionally after further conditioning, in a cycle back into the Paint booth flows back.
  • the upper wall 12a of the air channel 12 has a through-opening 18 into which a separating module 20 is suspended in a separating region 22 of the air duct 12 as a modular separation unit such that it can be flowed through by the cabin air laden with overspray.
  • an ionization device 26 In an ionization region 24 of the air channel 12, which communicates with the separation region 22 with the separation module 20 in flow upstream direction 14, there is an ionization device 26, by means of which overspray particles are ionized before they reach the separation module 20.
  • the structure of the ionization device 26 is known per se and in particular comprises a multiplicity of corona wires 28 which function as discharge electrodes.
  • the corona electrodes 28 are tensioned transversely to the flow direction 14 of the cabin air and connected via a connection unit 30 to a high voltage source 32.
  • the latter is illustrated only in Figure 1 and there only very schematically.
  • the separation module 20 includes a plurality of electrically conductive deposition elements, which are formed in the present embodiment as electrically conductive deposition plates 34.
  • the separation plates 34 are mounted in a support structure 36 and aligned in the air channel 12 so that they are parallel to the flow direction 14.
  • the separation plates 34 are each alternately connected via the high voltage source 32 to ground and to the positive pole, wherein mass deposition plates 34a and positive pole deposition plates 34b are designated.
  • the two oppositely arranged on the outside separation plates 34a of the Abscheidemoduls 34 are at ground potential.
  • the mass separation plates 34a have an upwardly projecting connection tab 38.
  • the connection tabs 38 project through first slots 42a in a cover plate 44 of the support structure 36.
  • connection tab 40 which are accessible from the outside, by passing through second slots 42b in the recess.
  • cover plate 44 of the support structure 36 protrude.
  • All connecting tabs 38 of the mass-separating plates 34a are connected via a first contact strip 46 and all connecting tabs 40 of the positive-pole separating plates 34b are connected to each other via a second contact strip 48, which in turn are each connected to the high-voltage source 32.
  • the contact strips 46 and 48 are placed from above on the connecting tabs 38 and 40 and have for this purpose in each case a plurality of the number and the geometry of connecting tab 38 or 40 to be connected receiving grooves 46a and 48a, of which only a single is provided with a reference numeral.
  • the support structure 36 also includes two support legs 50 and 52 flanking the separation plates 34.
  • the supporting cheeks 50, 52 on the one hand hold the cover plate 44 and on the other hand each have a folded edge 50a, 52a at the level of the connecting tabs 38, 40 of the connecting plates 34, by means of which the separating module 20 is suspended as an assembly at the edge of the passage opening 18 of the air channel 12 can.
  • the bottom portion 'of the filter module 20 is formed by a liquid-tight sump 56 for paint which deposits on the deposition plates 34 and drains downwardly therefrom.
  • the separation plates 34 of the deposition module 20 are designed as replaceable disposable components.
  • the separation plates 34 are made of a wet-strength recycled material, which is ideally flame retardant and also should be recyclable.
  • Cellulosic materials such as optionally treated paper and board materials, corrugated cardboard, standing wave cartons, honeycomb cartons or wrapping cartons may be used for this purpose.
  • one component, several components or all components of the deposition module 20 are made of such a wet-strength recycled material, wherein only in the deposition plates 34, the electrical conductivity of the material used must be guaranteed.
  • other materials such as e.g. MDF materials, wood or plastics such as in particular polyethylene or polypropylene into consideration.
  • the separator 10 now works as follows:
  • the ionized overspray particles then pass to the deposition module 20 in the separation region 22 of the air channel 12 and are guided along the separation plates 34, where, due to the alternating arrangement of the mass deposition plates 34a and the positive pole deposition plates 34b, they are in each case a pair of masses Abscheideplatte 34a and a positive pole Abscheideplatte 34b happen. Due to the electric field formed between the mass deposition plate 34a and the positive pole deposition plate 34b, the ionized overspray particles are deposited as a varnish layer depending on their charge on the respective deposition elements 34a or 34b. There, the deposited paint flows down into the sump 56.
  • Each separation module 20 is designed to accommodate a maximum amount of paint, ie for a boundary load with overspray, which depends on the type of Abscheidemoduls 20 and the ver ⁇ used materials for this purpose.
  • the previously recorded amount of paint can be determined, for example, in and of itself be ⁇ known manner of a balance or by means of a differential pressure determination ⁇ .
  • a filter module 20 When a filter module 20 has now reached its maximum capacity, it will be exchanged for an unloaded filter module 20 from ⁇ .
  • the contact strips 46 and 48 are first removed from the connection tabs 38, 40 of the separation plates 34a, 34b. Then, the separation module 20 is performed as a structural unit from the through-hole 18 in the air duct 12 to the outside and the replacement separation module 20 is used, on the connecting tab 38, 40, the contact strips 46 and 48th then put back on.
  • the exchanged and overspray-laden separation module 20 is then fed to a disposal and / or recycling process and thus used as a disposable separation module.
  • the separation module 20 does not include a sump 56.
  • the air channel 12 in the bottom wall 12b has a passage through which paint flowing down can drip into a collection reservoir located below this passage.
  • the deposition plates 34 can be used as disposable components, whereas the remaining components remain stationary installed.
  • the cover plate 44 of the Abscheidemoduls 20 be releasably connected to the support cheeks 50, 52, of which they can be removed together with the wetted with paint deposition plates 34.
  • a system not shown here for separating overspray, as a rule, comprises a plurality of separation devices 10 or at least a plurality of separation modules 20.
  • a separating device 60 is shown as a second exemplary embodiment, wherein components which have already been explained above bear the same reference numerals.
  • a modified separation module 62 which comprises the corona wires 28, which extend in the flow direction 14, 16 here.
  • electrically conductive separating tubes 64 as separating elements which, as a tube matrix, are likewise parallel to the flow direction according to the arrows 14, 16. are ordered and for this purpose are supported at their opposite ends by a respective bearing plate 66 and 68, which form the support structure 36 here.
  • the separator tubes 64 can be flowed through in the longitudinal direction of the cabin air to be cleaned.
  • each separator tube 64 Inside each separator tube 64, a spray electrode is arranged.
  • a corona wire 28 extends coaxially through each separator tube 64, which is clamped for this purpose at each end of the separator tube 64 centrally in a cross-shaped structure 70, which can be clearly seen in particular in FIG. In each open end of a Abscheiderschreibe 64 such a cross structure 70 is used.
  • the corona wires 28 are connected to one pole of the high voltage source 32, not shown in FIGS. 3 to 5, and the separator tubes 64 are connected to the other pole of the high voltage source 32.
  • Overspray particles, which are ionized by the corona wires 28, then deposit on the inner wall of the separator tube 64 due to the electrical field formed between each corona wire 28 and the associated separator tube 64.
  • the paint runs to the bottom of the tube down together and then exits upon reaching a certain level of paint at the two open ends. From there, the paint can flow down to, for example, a collection trough which is not specifically shown.
  • the separation module 62 is pulled out of the air channel 12 when it reaches its limit loading in the flow direction 14, 16 and replaced by an unloaded separation module 62.
  • the separation module 62 is recycled along with the corona wires 28 and the cross structures 70 supporting them.
  • FIG. 6 shows a modified separation module 62.
  • the corona wires 28 are carried there only at one end of a single cross structure 70.
  • the cross structures 70 are each inserted into the end of the associated separator tube 64, from which the cabin air freed from overspray exits the separation module 62, as can be seen in the partially broken apart deposition tube 64.
  • the corona wires 28 are formed rod-like in this case and have a material thickness, so that they do not bend or only slightly in the longitudinal direction.
  • the ionization device 26 can optionally be operated with less energy than in the case of the corona wires 28 clamped on both sides.
  • the free tip of the corona wires 28 on the end remote from the cross structures 70 acts as a spray tip, through which the overspray particles enter into the separator tubes 64 are ionized. Between the corona wires 28 and the associated Abscheiderschreiben 64 then only an electric field is constructed without the
  • Wire body of the corona wires 28 also works as a spray electrode.
  • the deposition module 62 all or some components, but in particular the Abscheiderschreiben 64 are manufactured as disposable components made of a wet-strength recycled material, as explained above.
  • the above-mentioned other materials such as MDF materials, wood or plastics such as in particular polyethylene or polypropylene into consideration.
  • the deposition tubes 64 may also be be be twisted about its longitudinal axis. In this way it can be achieved that overspray deposits as a more or less uniform film on the inner wall of the Abscheiderschreiben 64. Leakage of paint from the ends of the Abscheiderschreiben can be prevented or at least delayed.
  • the separator tubes 64 can be mounted correspondingly rotatable in the bearing plates 66, 68 and coupled to a drive mechanism.
  • the separator tubes 64 have some kind of external toothing, e.g. in the form of a longitudinal corrugation, and are arranged so close together that the outer teeth of adjacent Abscheiderschreiben 64 interlock, it may be sufficient if only some or only one of the Abscheiderschreiben is driven.

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Abstract

Eine elektrostatisch arbeitende Vorrichtung zum Abscheiden von Overspray aus der mit Overspray beladenen Kabinenabluft von Lackieranlagen umfasst mehrere elektrisch leitfähige Abscheideelemente (34a, 34b; 64), die mit einer Hochspannungsquelle (32) verbunden sind und an welchen entlang die Kabinenluft führbar ist. Mittels einer im Luftstrom angeordneten Ionisierungseinrichtung (26) sind Overspraypartikel ionisierbar. Zumindest die Abscheideelemente (34a, 34b; 64) sind als austauschbare Einweg-Bauelemente ausgebildet.

Description

Vorrichtung zum Abscheiden von Overspray
Die Erfindung betrifft eine elektrostatisch arbeitende Vorrichtung zum Abscheiden von Overspray aus der mit Overspray beladenen Kabinenabluft von Lackieranlagen mit a) mehreren elektrisch leitfähigen Abscheideelementen, die mit einer Hochspannungsquelle verbunden sind und an welchen entlang die Kabinenluft führbar ist; b) einer im Luftstrom angeordneten Ionisierungseinrichtung, mittels welcher Overspraypartikel ionisierbar sind.
Bei der manuellen oder automatischen Applikation von Lacken auf Gegenstände wird ein Teilstrom des Lackes, der im Allge meinen sowohl Festkörper und/oder Bindemittel als auch Löse mittel enthält, nicht auf den Gegenstand appliziert. Dieser Teilstrom wird in der Fachwelt "Overspray" genannt. Im Weiteren werden die Begriffe Overspray, Overspraypartikel oder Oversprayfeststoffe immer im Sinne eines dispersen Systems, wie einer Emulsion oder Suspension oder einer Kombination daraus, verstanden. Der Overspray wird von dem Luftstrom in der Lackierkabine erfasst und einer Abscheidung zugeführt, sodass die Luft gegebenenfalls nach einer geeigneten Konditionierung wieder in die Beschichtungskabine zurückgeleitet werden kann.
Insbesondere bei Anlagen mit größerem Lackverbrauch, beispielsweise bei Anlagen zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien, kommen bevorzugt Nassabscheidesysteme zum Einsatz. Be vom Markt her bekannten Nassabscheidern fließt Wasser gemeinsam mit der von oben kommenden Kabinenabluft zu einer die Luftströmung beschleunigenden Düse. In dieser Düse findet eine Verwirbelung der durchströmenden Kabinenabluft mit dem Wasser statt. Bei diesem Vorgang treten die Overspraypartikel weitgehend in das Wasser über, so dass die Luft den Nassabscheider im Wesentlichen gereinigt verlässt und sich die Lack-Overspraypartikel entklebt in dem Wasser befinden. Aus diesem können sie dann wiedergewonnen oder entsorgt werden .
Bei bekannten Nassabscheidern wird verhältnismäßig viel Energie zur Umwälzung der erforderlichen recht großen Wassermengen benötigt. Die Aufbereitung des Spülwassers ist durch den hohen Einsatz an Lack bindenden und entklebenden Chemikalien und durch die Lackschlammentsorgung kostenintensiv. Weiterhin nimmt die Luft durch den intensiven Kontakt mit dem Spülwasser sehr viel Feuchtigkeit auf, was im Umluftbetrieb wiederum einen hohen Energieverbrauch für die Luftaufbereitung zur Folge hat.
Bei vom Markt her bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art wird der Lack-Overspray demgegenüber an Abscheideelementen vorbeigeführt und dort abgeschieden, indem die Overspraypartikel durch eine Ionisierungseinrichtung ionisiert werden und auf Grund eines zwischen den Abscheideelementen aufgebauten elektrischen Feldes zu den Abscheideelementen wandern. Die an den Abscheideelementen haftenden Lack-Overspraypartikel können dann beispielsweise mechanisch abgestreift und abtransportiert werden.
Die Reinigungswirkung derartiger Abscheider ist zwar sehr hoch. Für einen kontinuierlichen Betrieb muss jedoch stets dafür gesorgt werden, dass ein ausreichend starkes elektrisches Feld ausgebildet ist, was nur bis zu einer gewissen Schichtdicke von Lack-Overspray auf den Abscheideelementen möglich ist, da eine solche Schicht isolierend wirkt. Die erforderliche kontinuierliche Entfernung des Lack-Oversprays von der Abscheidefläche ist jedoch mit baulich recht aufwen- digen Maßnahmen verbunden und kann störanfällig sein. Es kann zudem vorkommen, dass Overspray an den Abscheideelementen derart reagiert, aushärtet oder trocknet, so dass dieser nicht mehr durch einfaches Abstreifen von den Abscheideelementen entfernt werden kann. Zudem ist der Energieaufwand bei solchen Abscheidern verhältnismäßig hoch.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Abscheidevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche diesen Problemen Rechnung trägt.
Diese Aufgabe wird bei einer Abscheidevorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass c) zumindest die Abscheideelemente als austauschbare Einweg- Bauelemente ausgebildet sind.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Einweg-Abcheideelemente entgegen einer landläufigen Meinung kostengünstig und zudem auch umweltverträglich sind. Die Aufbereitung und/oder Entsorgung von derartigen Einweg-Abscheidelementen ist energetisch und auch im Hinblick auf die erforderlichen Ressourcen verträglicher als der Aufwand bei einer Abscheidevorrichtung, bei welcher der abgeschiedene Lack in einem kontinuierlichen Prozess von vorhandenen Abscheideelementen entfernt wird.
Im Hinblick auf die Handhabung ist es sogar besonders günstig, wenn die Abscheideelemente von einem Abscheidemodul mit einer die Abscheideelemente tragenden Tragstruktur umfasst sind, welches als Baueinheit austauschbar ist. Somit kann ein solches Abscheidemodul rasch als Ganzes ausgetauscht und dann zumindest teilweise einer Aufbereitung oder Entsorgung zugeführt werden. Folglich ist es von Vorteil, wenn eine Komponente, mehrere Komponenten oder alle Komponenten des Abscheidemoduls als Einweg-Bauelemente ausgebildet sind. Dies können nur die Abscheideelemente oder die Abscheideelemente und andere Komponenten des Abscheidemoduls sein.
Dabei ist es besonders umweltverträglich, wenn eine Komponente, mehrere Komponenten oder alle Komponenten des Abscheidemoduls, zumindest jedoch die Abscheideelemente, aus einem nassfesten Recyclingmaterial gefertigt sind.
Es ist günstig, wenn als nassfestes Recyclingmaterial eines oder mehrere der nachfolgenden Materialien gewählt ist: Papier- und Pappmaterialien, Wellkarton, Kartone mit stehender Welle, Kartone mit Wabenstruktur oder Wickelkartone, MDF- Material, Holz oder Kunststoffe, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen.
Da in einer elektrostatisch arbeitenden Abscheidevorrichtung mit hohen Spannungen gearbeitet wird und es zu Spannungsüberschlägen zwischen den beteiligten Elektroden kommen kann, ist es günstig, wenn zumindest die Abscheideelemente aus einem schwer entflammbaren Material gefertigt sind.
Vorteilhaft ist ein einzelnes Abscheideelement als Abscheideplatte ausgebildet. Eine Abscheideplatte stellt eine große Abscheidefläche zur Verfügung.
Alternativ kann ein einzelnes Abscheideelement als Abscheideröhre ausgebildet sein, welche in Längsrichtung von Kabinenluft durchströmbar ist.
In diesem Fall kann es günstig sein, wenn im Inneren jeder Abscheideröhre eine Sprühelektrode angeordnet ist, die mit einem Pol der Hochspannungsquelle verbunden ist, und die zu- gehörige Abscheideröhre mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle verbunden ist.
Allgemein kann es günstig sein, wenn die Ionisierungseinrichtung räumlich im Bereich der Abscheideelemente angeordnet ist.
Alternativ kann eine Anordnung effektiv sein, bei der die Ionisierungseinrichtung in einem Ionisierungsbereich angeordnet ist, der von der zu reinigenden Kabinenluft vor Erreichen der Abscheideelemente durchströmt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Figur 1 eine perspektivische und teilweise aufgebrochene
Ansicht eines Luftkanals, in dem eine elektrostatisch arbeitende Vorrichtung zum Abscheiden von Overspray gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet ist;
Figur 2 eine teilweise durchscheinende Ansicht von oben auf den Luftkanal mit der Abscheidevorrichtung von Figur 1 ;
Figur 3 eine perspektivische und teilweise aufgebrochene
Ansicht eines Luftkanals, in dem eine elektrostatisch arbeitende Vorrichtung zum Abscheiden von Overspray gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel angeordnet ist;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Abscheidemodul der Abscheidevorrichtung von Figur 3;
Figur 5 eine Ausschnittsvergrößerung des Abscheidemoduls von Figur 4;
Figur 6 eine der Figur 4 entsprechende perspektivische Ansicht eines modifizierten Abscheidemoduls der Abscheidevorrichtung von Figur 3.
Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen. Dort ist mit 10 insgesamt eine elektrostatisch arbeitende Vorrichtung zum Abscheiden von Overspray aus mit Overspray beladener Kabinenluft bezeichnet, die von einer hier nicht eigens gezeigten Lackierkabine kommt.
Die Abscheidevorrichtung 10 umfasst einen im Querschnitt rechtwinkligen Luftkanal 12, welcher von einer oberen Wand 12a, einer unteren Wand 12b und zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 12c und 12d begrenzt ist. Die eine Seitenwand 12c ist dabei teilweise weggebrochen gezeigt, um einen Einblick in den Kanal 12 zu gewähren.
Mit Overspray beladene Kabinenluft strömt gemäß dem Pfeil 14 in den Luftkanal 12 ein, wird dort von Overspray befreit und verlässt die Abscheidevorrichtung 10 dann gemäß dem Pfeil 16, von wo sie als gereinigte Luft, gegebenenfalls nach einer weiteren Konditionierung, in einem Kreislauf wieder in die Lackierkabine zurückströmt.
Die obere Wand 12a des Luftkanals 12 weist eine Durchgangsöffnung 18 auf, in welche als modulartig aufgebaute Abscheideeinheit ein Abscheidemodul 20 derart in einen Abscheidebereich 22 des Luftkanals 12 eingehängt ist, dass es dort von der mit Overspray beladenen Kabinenluft durchströmt werden kann .
In einem Ionisierungsbereich 24 des Luftkanals 12, der dem Abscheidebereich 22 mit dem Abscheidemodul 20 in Strömungs- richtung 14 vorgelagert ist, befindet sich eine Ionisierungseinrichtung 26, mittels welcher Overspraypartikel ionisiert werden, bevor sie zu dem Abscheidemodul 20 gelangen.
Der Aufbau der Ionisierungseinrichtung 26 ist an und für sich bekannt und umfasst insbesondere eine Vielzahl von Koronadrähten 28, die als Sprühelektroden arbeiten. Die Koronaelektroden 28 sind quer zur Strömungsrichtung 14 der Kabinenluft gespannt und über eine Anschlusseinheit 30 mit einer Hochspannungsquelle 32 verbunden. Letzteres ist lediglich in Figur 1 und dort auch nur stark schematisch veranschaulicht.
Das Abscheidemodul 20 umfasst eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Abscheideelementen, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel als elektrisch leitfähige Abscheideplatten 34 ausgebildet sind. Die Abscheideplatten 34 sind in einer Tragstruktur 36 gelagert und so in dem Luftkanal 12 ausgerichtet, dass sie parallel zur Strömungsrichtung 14 verlaufen .
Die Abscheideplatten 34 sind jeweils abwechselnd über die Hochspannungsquelle 32 mit Masse und mit dem Pluspol verbunden, wobei Masse-Abscheideplatten mit 34a und Pluspol- Abscheideplatten mit 34b bezeichnet sind. Die beiden gegenüberliegend ganz außen angeordneten Abscheideplatten 34a des Abscheidemoduls 34 liegen auf Massepotential.
Die auf Masse-Abscheideplatten 34a weisen einen nach oben abragenden Anschlussreiter 38 auf. Die Anschlussreiter 38 ragen durch erste Schlitze 42a in einer Abdeckplatte 44 der Tragstruktur 36 hindurch.
In analoger Weise weisen die Pluspol-Abscheideplatten 34b jeweils einen Anschlussreiter 40 auf, die von außen zugänglich sind, indem sie durch zweite Schlitze 42b in der Ab- deckplatte 44 der Tragstruktur 36 ragen.
Alle Anschlussreiter 38 der Masse-Abscheideplatten 34a sind über eine erste Kontaktleiste 46 und alle Anschlussreiter 40 der Pluspol-Abscheideplatten 34b sind über eine zweite Kontaktleiste 48 miteinander verbunden, welche ihrerseits jeweils mit der Hochspannungsquelle 32 verbunden sind. Die Kontaktleisten 46 und 48 sind von oben auf die Anschlussreiter 38 bzw. 40 aufgesetzt und weisen hierzu jeweils mehrere an die Anzahl und die Geometrie der miteinander zu verbindenden Anschlussreiter 38 bzw. 40 angepasste Aufnahmekerben 46a bzw. 48a auf, von denen jeweils nur eine einzige mit einem Bezugszeichen versehen ist.
Die Tragstruktur 36 umfasst außerdem zwei Tragwangen 50 und 52, welche die Abscheideplatten 34 flankieren. Die Tragwangen 50, 52 halten zum einen die Abdeckplatte 44 und haben zum anderen jeweils eine auf Höhe der Anschlussreiter 38, 40 der Anschlussplatten 34 angesiedelte Umkantung 50a, 52a, mittels welchen das Abscheidemodul 20 als Baueinheit am Rand der Durchgangsöffnung 18 des Luftkanals 12 eingehängt werden kann.
Wie in Figur 1 zu erkennen ist, verlaufen zwischen den beiden Tragwangen 50, 52 zwei Abstandshalter 54. Diese halten zum einen die Abscheideplatten 34 zwischen den Tragwangen 50, 52 unter gleichmäßigem Abstand und stabilisieren zum anderen das Abscheidemodul 20 als Ganzes. Bei einer Abwandlung kann auf diese Abstandshalter 54 verzichtet werden.
Der Bodenbereich' des Filtermoduls 20 wird durch eine flüssigkeitsdichte Sammelwanne 56 für Lack gebildet, der sich an den Abscheideplatten 34 abscheidet und daran nach unten abfließt. Die Abscheideplatten 34 des Abscheidemoduls 20 sind als austauschbare Einweg-Bauelemente ausgebildet. Hierfür sind die Abscheideplatten 34 aus einem nassfesten Recyclingmaterial gefertigt, welches idealerweise schwer entflammbar ist und zudem wieder verwertbar sein sollte. Hierfür kommen beispielsweise Cellulosematerialien wie gegebenenfalls behandelte Papier- und Pappmaterialien, Wellkarton, Kartone mit stehender Welle, Kartone mit Wabenstruktur oder Wickelkartone in Frage .
Derartige Materialien, die durch eine besondere Behandlung die für eine elektrostatische Abscheidung von Overspray geforderte elektrische Leitfähigkeit aufweisen und/oder schwer entflammbar sind, sind an und für sich aus dem Stand der Technik bekannt und kommen beispielsweise als Verpackungsmaterialien zum Einsatz.
Allgemein ausgedrückt sind eine Komponente, mehrere Komponenten oder alle Komponenten des Abscheidemoduls 20 aus einem solchen nassfesten Recyclingmaterial gefertigt, wobei nur bei den Abscheideplatten 34 die elektrische Leitfähigkeit des verwendeten Materials gewährleistet sein muss. Für die gesamte Tragstruktur 36 oder für einige von deren Komponenten kommen auch andere Materialien wie z.B. MDF-Materia- lien, Holz oder auch Kunststoffe wie insbesondere Polyethylen oder Polypropylen in Betracht.
Die Abscheidevorrichtung 10 funktioniert nun wie folgt:
Die mit Overspray beladene, von der oben angesprochenen Lackierkabine kommende Kabinenluft strömt gemäß der Pfeile 14 und 16 durch den Luftkanal 12 und dabei zunächst zu dem Ionisierungsbereich 24. Dort umströmt die Luft die Koronadrähte 28, an denen es in an und für sich bekannter Weise zu Koronaentladungen kommt, durch welche die Overspraypartikel in der vorbeiströmenden Kabinenabluft effektiv ionisiert wer¬ den .
Die ionisierten Overspraypartikel gelangen dann zu dem Abscheidemodul 20 im Abscheidebereich 22 des Luftkanals 12 und werden an den Abscheideplatten 34 entlang geführt, wo sie auf Grund der abwechselnden Anordnung der Masse-Abscheideplatten 34a und der Pluspol-Abscheideplatten 34b in jedem Fall ein Paar aus einer Masse-Abscheideplatte 34a und einer Pluspol-Abscheideplatte 34b passieren. Auf Grund des zwischen Masse-Abscheideplatte 34a und Pluspol-Abscheideplatte 34b ausgebildeten elektrischen Feldes scheiden sich die ionisierten Overspraypartikel abhängig von deren Ladung an den entsprechenden Abscheideelementen 34a oder 34b als Lackschicht ab. Dort fließt der abgeschiedene Lack nach unten in die Sammelwanne 56.
Jedes Abscheidemodul 20 ist für die Aufnahme einer maximalen Lackmenge, d.h. für eine Grenzbeladung mit Overspray, ausgelegt, die von der Bauart des Abscheidemoduls 20 und den ver¬ wendeten Materialien hierfür abhängt. Die bereits aufgenommene Lackmenge kann beispielsweise in an und für sich be¬ kannter Weise über eine Waage oder mittels einer Differenz¬ druckbestimmung ermittelt werden. Je größer die Beladung des Filtermoduls 20 ist, desto größer ist der durch das Filtermodul 20 aufgebaute Luftwiderstand.
Wenn ein Filtermodul 20 nun seine maximale Aufnahmekapazität erreicht, wird es gegen ein unbeladenes Filtermodul 20 aus¬ getauscht. Hierzu werden zunächst die Kontaktleisten 46 und 48 von den Anschlussreitern 38, 40 der Abscheideplatten 34a, 34b entfernt. Dann wird das Abscheidemodul 20 als Baueinheit aus der Durchgangsöffnung 18 im Luftkanal 12 nach außen geführt und das Austausch-Abscheidemodul 20 eingesetzt, auf dessen Anschlussreiter 38, 40 die Kontaktleisten 46 und 48 dann wieder aufgesetzt werden.
Das ausgetauschte und mit Overspray beladene Abscheidemodul 20 wird dann einem Entsorgungs- und/oder Recyclingprozess zugeführt und somit als Einweg-Abscheidemodul verwendet.
Bei einer Abwandlung umfasst das Abscheidemodul 20 keine Sammelwanne 56. In diesem Fall weist der Luftkanal 12 in der Bodenwand 12b einen Durchgang auf, über den nach unten abfließender Lack in ein unter diesem Durchgang angeordnetes Sammelreservoir tropfen kann. Bei dieser Ausbildung können nur die Abscheideplatten 34 als Einweg-Bauelemente verwendet werden, wogegen die übrigen Komponenten stationär installiert bleiben. Hierzu kann beispielsweise die Abdeckplatte 44 des Abscheidemoduls 20 lösbar mit den Tragwangen 50, 52 verbunden sein, von denen sie zusammen mit den mit Lack benetzten Abscheideplatten 34 abgenommen werden kann.
Eine hier nicht eigens gezeigte Anlage zum Abscheiden von Overspray umfasst in der Regel mehrere Abscheidevorrichtungen 10 oder zumindest mehrere Abscheidemodule 20.
In den Figuren 3 bis 5 ist nun als zweites Ausführungsbeispiel eine Abscheidevorrichtung 60 gezeigt, wobei Komponenten, die bereits oben erläutert wurden, die gleichen Bezugszeichen tragen.
Bei dieser Abscheidevorrichtung 60 überlappen der Abscheidebereich 22 und der Ionisierungsbereich 24 räumlich im Luftkanal 12. Hierzu ist ein abgewandeltes Abscheidemodul 62 vorgesehen, welches die Koronadrähte 28 umfasst, die hier in Strömungsrichtung 14, 16 verlaufen. Anstelle von Abscheideplatten sind als Abscheideelemente elektrisch leitfähige Abscheideröhren 64 vorhanden, die als Röhrenmatrix ebenfalls parallel zur Strömungsrichtung gemäß den Pfeilen 14, 16 an- geordnet sind und hierzu an ihren gegenüberliegenden Enden von jeweils einer Lagerplatte 66 bzw. 68 getragen sind, welche hier die Tragstruktur 36 bilden. Die Abscheideröhren 64 können in Längsrichtung von der zu reinigenden Kabinenluft durchströmt werden.
Im Inneren jeder Abscheideröhre 64 ist eine Sprühelektrode angeordnet. Hierzu erstreckt sich durch jede Abscheideröhre 64 jeweils koaxial ein Koronadraht 28 hindurch, welcher hierzu an jedem Ende der Abscheideröhre 64 mittig in eine Kreuzstruktur 70 eingespannt ist, die insbesondere in Figur 5 gut zu erkennen ist. In jedes offene Ende einer Abscheideröhre 64 ist eine solche Kreuzstruktur 70 eingesetzt.
Die Koronadrähte 28 sind mit einem Pol der in den Figuren 3 bis 5 nicht gezeigten Hochspannungsquelle 32 und die Abscheideröhren 64 sind mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle 32 verbunden. Overspraypartikel, welche durch die Koronadrähte 28 ionisiert werden, scheiden sich dann auf Grund des zwischen jedem Koronadraht 28 und der zugehörigen Abscheideröhre 64 ausgebildeten elektrischen Feldes an der Innenwand der Abscheideröhre 64 ab. Dort läuft der Lack zum Röhrengrund nach unten hin zusammen und tritt dann bei Erreichen eines gewissen Lackpegels an deren beiden offenen Enden aus. Von dort kann der Lack nach unten zu beispielsweise einer nicht eigens gezeigten Sammelwanne abfließen.
Das Abscheidemodul 62 wird bei Erreichen seiner Grenzbeladung in Strömungsrichtung 14, 16 aus dem Luftkanal 12 gezogen und durch ein unbeladenes Abscheidemodul 62 ersetzt. Das Abscheidemodul 62 wird zusammen mit den Koronadrähten 28 und den diese lagernden Kreuzstrukturen 70 eine Wiederaufbereitung oder Entsorgung zugeführt.
In Figur 6 ist ein abgewandeltes Abscheidemodul 62 gezeigt. Um der mit Overspray beladenen Kabinenluft den Eintritt in die Abscheideröhren 64 zu erleichtern, sind die Koronadrähte 28 dort nur an jeweils einem Ende von jeweils einer einzigen Kreuzstruktur 70 getragen. Die Kreuzstrukturen 70 sind jeweils in das Ende der zugehörigen Abscheideröhre 64 eingesetzt, aus der die von Overspray befreite Kabinenluft aus dem Abscheidemodul 62 austritt, wie es bei der teilweise weggebrochenen Abscheideröhre 64 zu erkennen ist. Die Koronadrähte 28 sind in diesem Fall stabartig ausgebildet und weisen eine Materialstärke auf, so dass sie sich in Längsrichtung nicht oder nur wenig durchbiegen.
Bei dieser Ausbildung der Ionisierungseinrichtung 26 kann diese gegebenenfalls mit weniger Energie betrieben werden als im Falle der beidseitig eingespannten Koronadrähte 28. In diesem Fall wirkt die freie Spitze der Koronadrähte 28 am von den Kreuzstrukturen 70 abliegenden Ende als Sprühspitze, durch welche die Overspraypartikel bei Eintritt in die Abscheideröhren 64 ionisiert werden. Zwischen den Koronadrähten 28 und den zugehörigen Abscheideröhren 64 ist dann lediglich ein elektrisches Feld aufgebaut, ohne dass der
Drahtkörper der Koronadrähte 28 ebenfalls als Sprühelektrode arbeitet .
Auch bei dem Abscheidemodul 62 sind alle oder einige Komponenten, insbesondere jedoch die Abscheideröhren 64 als Einweg-Bauelemente aus einem nassfesten Recyclingmaterial gefertigt, wie es oben erläutert wurde.
Für die Tragstruktur 36, d.h. hier für die Lagerplatten 66, 68, kommen auch die oben erwähnten anderen Materialien wie z.B. MDF-Materialien, Holz oder auch Kunststoffe wie insbesondere Polyethylen oder Polypropylen in Betracht.
Bei dem Abscheidemodul 62 können die Abscheideröhren 64 auch um ihre Längsachse verdreht werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass sich Overspray als mehr oder weniger gleichmäßiger Film an der Innenwand der Abscheideröhren 64 niederschlägt. Ein Auslaufen von Lack aus den Enden der Abscheideröhren kann so verhindert oder zumindest verzögert werden .
Hierzu können die Abscheideröhren 64 entsprechend verdrehbar in den Lagerplatten 66, 68 gelagert und mit einem Antriebsmechanismus gekoppelt sein. Wenn die Abscheideröhren 64 eine Art Außenverzahnung, z.B. in Form einer Längsriffelung, aufweisen und so dicht nebeneinander angeordnet sind, dass die Außenverzahnungen benachbarter Abscheideröhren 64 ineinander greifen, kann es ausreichen, wenn nur einige oder nur eine einzige der Abscheideröhren angetrieben wird.

Claims

Patentansprüche
Elektrostatisch arbeitende Vorrichtung zum Abscheiden von Overspray aus der mit Overspray beladenen Kabinenabluft von Lackieranlagen mit a) mehreren elektrisch leitfähigen Abscheideelementen (34a, 34b; 64), die mit einer Hochspannungsquelle (32) verbunden sind und an welchen entlang die Kabinenluft führbar ist; b) einer im Luftstrom angeordneten Ionisierungseinrichtung (26) , mittels welcher Overspraypartikel ionisierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass c) zumindest die Abscheideelemente (34a, 34b; 64) als austauschbare Einweg-Bauelemente ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abscheideelemente (34a, 34b; 64) von einem Abscheidemodul (20; 64) mit einer die Abscheideelemente (34a, 34b; 64) tragenden Tragstruktur (36) umfasst sind, welches als Baueinheit austauschbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Komponente, mehrere Komponenten oder alle Komponenten des Abscheidemoduls (20; 64) als Einweg- Bauelemente ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Komponente, mehrere Komponenten oder alle Komponenten des Abscheidemoduls (20; 64), zumindest jedoch die Abscheideelemente (34a, 34b; 64) , aus einem nassfe ten Recyclingmaterial gefertigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeic net, dass als nassfestes Recyclingmaterial eines oder mehrere der nachfolgenden Materialien gewählt ist: Papier- und Pappmaterialien, Wellkarton, Kartone mit ste hender Welle, Kartone mit Wabenstruktur oder Wickelkar tone, MDF-Material , Holz oder Kunststoffe, insbesonder Polyethylen oder Polypropylen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Abscheideelemente (34a, 34b; 64) aus einem schwer entflammbaren Material gefertigt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelnes Abscheideelement (34a, 34b; 64) als Abscheideplatte (34a, 34b) ausgebil det ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelnes Abscheideelement (34a, 34b; 64) als Abscheideröhre (64) ausgebildet ist, welche in Längsrichtung von Kabinenluft durchströmbar ist .
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren jeder Abscheideröhre (64) eine Sprühelektrode (28) angeordnet ist, die mit einem Pol der Hochspannungsquelle (32) verbunden ist, und die zugehö rige Abscheideröhre (64) mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle (32) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisierungseinrichtung (28) räumlich im Bereich der Abscheideelemente (64) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisierungseinrichtung (28) i einem Ionisierungsbereich (24) angeordnet ist, der von der zu reinigenden Kabinenluft vor Erreichen der Abscheideelemente (34a, 34b; 64) durchströmt wird.
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