Die Erfindung betrifft eine Pulversprühkabine mit einer Vorrichtung zum Abscheiden bzw. Rückgewinnen von Sprühpulver aus dessen Fördergas, mit einer an einer Auslassseite der Sprühkabine angeordneten Auslassöffnung, durch welche hindurch das Fördergas mit einem Restanteil des nicht am Werkstück niedergeschlagenen Sprühpulvers durch mehrere in die Sprühkabine integrierte Zyklonabscheider eingesaugt wird.
Neben verschiedenartigen Filteraggregaten werden zum Wiedergewinnen von Pulver aus der Abluft von Pulversprühkabinen auch Zyklonabscheider eingesetzt, welchen die das Restpulver führende Förderluft rotierend meist von oben zugeführt und zentrisch wiederum nach oben abgesaugt wird, wobei sich ein grosser Anteil des eingeführten Restpulvers am Boden des Zyklons absetzt und dort einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Gegenüber Filteraggregaten haben Zyklonabscheider den Vorteil der besseren Reinigung, dasich in ihrem Gehäuseinneren praktisch kein Pulver absetzt. Nachteilig ist dagegen der geringere Ausscheidungsgrad vor allem bei feinkörnigem Pulver. So werden zwar von Pulvern einer Partikelgrösse von 10 mikron etwa 95% zurückgewonnen, d. h. es gehen nur 5% verloren, aber bei Pulverabmessungen von weniger als 10 mikron werden nur 60% zurückgewonnen. Daher ist es bei grobem Pulver durchaus wirtschaftlich, die Rückgewinnung ausschliesslich mit Zyklonen zu betreiben, aber bei feineren Pulverarten ist eine Nachfilterung zur Weiterverwendung unerlässlich.
Durch die DE-OS 28 39 540 ist es bekannt, eine Reihe Zyklonabscheider fest einer Pulversprühkabine zuzuordnen und saugseitig unmittelbar an den Kabinenauslass anzuschliessen. Dort ist aber der Auslass im Kabinenboden angeordnet, wodurch das etwa waagrecht in die Kabine eingesprühte Pulver durch die Saugkraft nach unten abgelenkt wird, was zu einer Verkürzung der Flugbahn und einer Minderung des Niederschlagsgrades führt, während der den Zyklonabscheidern zugeführte Pulveranteil unverhältnismässig gross ist.
Die Erfindung verfolgt dagegen die Aufgabe, die eingangs definierte Pulversprühkabine so weiterzubilden, dass bei einer Vergleichmässigung des Beschichtungsvorganges der Niederschlagsgrad am Werkstück vergrössert, die den Zyklonabscheidern zugeführte Pulvermenge dagegen verkleinert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss der Kabinenauslass als gegenüber der Einsprühöffnung nahe der Kabinendecke angeordneter waagrechter Querschlitz ausgebildet, von dem wenigstens ein Saugkanal der Zyklonabscheider ausgeht.
Selbst wenn man nur zwei kleine Zyklonabscheider anschliesst, wird dadurch der Saugstrom von der Einströmöffnung quer durch den ganzen Beschichtungsraum hindurch vergleichmässigt und läuft auf der ganzen Kabinenbreite weitgehend ansteigend zum hochliegenden Querschlitz-Auslass. Dadurch wird das Pulver auf einer verlängerten Flugbahn gehalten, was eine Steigerung des Niederschlags-Wirkungsgrades mit sich bringt. Das Fördergas strömt dann auf der ganzen Breite des Beschichtungsraumes etwa keilförmig ansteigend durch den hochliegenden Querschlitz in den Saugkanal ein. Auch dabei ergibt sich eine dem Zykloneffekt vergleichbare Abscheidung dadurch, dass die Schwerkraft der Pulverpartikel der Hubkraft des Fördergases entgegenwirkt. Der grössere Teil des Pulvers bewegt sich daher weniger ansteigend und mehr auf waagrechter Bahn. Die meisten Pulverpartikel sinken gegen den ansteigenden Fördergasstrom stärker werdend ab und gelangen zur Rückwand des Beschichtungsraumes, sofern sie nicht schon vorher zu Boden fallen. Da somit die den Zyklonen noch zugeführte Restmenge Sprühpulver erheblich vermindert wird und nur diese dem geringeren Rückgewinnungsgrad der Zyklonenabscheider unterliegt, steigert sich der effektive Rückgewinnungsanteil
Vorzugsweise werden Zyklonabscheider gleicher Höhe in einer Reihe nebenainander über wenigstens den grössten Teil der Kabinen-Auslassseite verteilt angeordnet. Die Vergleichmässigung der Kabinenströmung lässt sich so relativ einfach erreichen.
Der dabei über den Zyklonabscheidern gebildete Saugkanal kann sich unmittelbar an den Querschlitz anschliessen. Er kann gleiche Tiefe haben und rückseitig durch eine ebene Wand abgeschlossen sein, wenn die einzelnen Zyklonen dicht aneinanderstehen. Bleibt jedoch Zwischenabstand, so kann sich der Querschnitt des Saugkanals über seine Länge hinweg ändern, um dadurch Platz für andere Strömungswege zu schaffen.
Zweckmässigerweise werden die Zyklonabscheider mit lotrechtem Abstand über dem Kabinenboden angebracht, derart, dass am Kabinenboden abgelagertes Restpulver und das in den Zyklonen wiedergewonnene Sprühpulver dem gleichen Sammelraum zugeführt werden können. Bis auf Ein- und Ausgabeöffnung lassen sich zudem die Zyklonabscheider zum Beschichtungsraum hin durch eine gemeinsame glattflächige und daher leicht zu reinigende Verkleidung abschirmen. 'Z
Der am Unterende eines Zyklonabscheiders angeordnete Schleusenverschluss ist gekennzeichnet durch hintereinander geschaltete, mittels eines gemeinsamen motorisch bewegbaren Trägerswechselseitig zwischen Öffnungs- und Schliessstellung bewegbare Verschlusselemente. Solche Verschlusselemente können dann verhältnismässig grossflächig sein und bewegen sich weitgehend senkrecht zum verbleibenden Öffnungsspalt. Auf diese Weise werden im Spalt verbliebene Pulverpartikel nur einer Druckkraft ausgesetzt, nicht aber einer schleifenden Beanspruchung, wie sich diese beispielsweise bei Zellenschleusen einstellt. Zudem kann die Druckbeanspruchung nach Belieben vermindert werden, ohne dass bei den grossen Abdichtungsflächen die Gefahr von Undichtheiten besteht.
Nach einem Vorschlag sind beide Verschlusselemente, insbesondere nachgiebig gegeneinander verstellbar, an einem Ende eines um eine waagerechte Achse schwenkbaren Doppelhebels angebracht, an dessen anderem Ende ein periodisch betätigtes Stellorgan angreift. Eine solche Ausbildung ist nicht nur einfach, sondern auch ausserordentlich betriebssicher.
Sofern den Zyklonabscheidern zur Steigerung des Rückgewinnungsgrades ein Filteraggregat nachgeschaltet wird, kann sich dieses auf der Aussenseite der zyklonabscheider unmittelbar in die Sprühkabine einfügen, insbesondere in diese integriert werden. Dabei ist es zudem verhältnismässig einfach, Leit- oder Fördermittel zum Zusammenführen der durch die Zyklonabscheider und das Filteraggregat ausgeschiedenen Pulvermengen vorzusehen.
Hierzu empfiehlt sich vor allem eine Weicheneinrichtung zum wahlweisen Zusammenführen oder getrennten Ableiten der durch Zyklone und Filteraggregate wiedergewonnenen Restpulvermengen. So kann ein unter dem Filteraggregat angebrachter Auffangraum für wiedergewonnenes Restpulver durch ein erstes Weichenelement mit einem gesonderten Sammelraum und durch ein zweites Weichenelement mit einem gemeinsamen Pulver-Sammelraum verbindbar sein. Dabei lassen sich beide Weichenelemente derart zusammenschliessen, dass jedes nur in der Schliessstellung des anderen zu öffnen ist oder dass beide Weichenelemente, insbesondere gemeinsam, wechselweise gegensinnig zu betätigen sind.
Bedeutung kann hier ein unter dem Nachfilteraggregat angeordneter Schrägboden haben, der nach einer gemeinsamen Zwischenwand zu den Zyklonen hin geneigt ist und dicht an der Zwischenwand eine erste Auslassklappe zu einem gesonderten Sammelraum aufweist, während in der Zwischenwand dicht am Schrägboden eine zweite Auslassklappe zum gemeinsamen Sammelraum angebracht ist. Vorteilhafterweise wird hier die erste Auslassklappe an ihrem unteren Ende, die zweite an ihrem oberen Ende gelagert.
Die Zeichnung gibt die Erfindung beispielsweise wieder. Es zeigen
Nach der Zeichnung bildet die Pulversprühkabine 1 einen Beschichtungsraum 2, an den sich zwei Rückgewinnungsaggregate, ein Zyklonaggregat 3 und ein Filteraggregat 4 anschliessen, die beide unter der Wirkung eines Sauggebläses 5 stehen. Eine auf dem Kabinenboden 6 wirksame Schabevorrichtung 7 fördert dabei in einen Pulverwagen 8, der durch den Raum 9 hindurch von aussen verfahrbar ist.
In der Kabinendecke 11 und in den beiden Stirnwänden 12 des Beschichtungsraumes 2, an die sich aussen gf. noch Tunnelansätze anschliessen, sind Durchlauföffnungen 13 für Werkstücke 14 eingeformt, die jeweils mittels eines Gehänges 15 durch einen Deckenschlitz 16 hindurch an einem Kreisförderer 17 aufgehängt sind und damit automatisch mit gleichförmiger Geschwindigkeit durch den Beschichtungsraum 2 hindurchgefördert werden.
Mittels einer oder mehrerer Pulversprühpistolen 18 wird Sprühpulver zum Beschichten der Werkstücke 14 durch die Einsprühöffnung 19 eingesprüht und durch elektrostatische Kräfte zum jeweiligen Werkstück 14 geführt. Ein Teil der nicht am Werkstück haften gebliebenen Pulverpartikel fällt unmittelbar auf den Kabinenboden 6 und wird durch die Schabevorrichtung 7 dem Pulverwagen 8 zugeführt. Diese Schabevorrichtung 7 weist einen U-förmigen Schaber 20 auf, der mittels einer von einem Motor 21 angetriebenen Kette 22 hin-und hergehend über dem Kabinenboden verschoben und bei der Bewegung nach links in Fig. 1 vorübergehend abgehoben wird.
Das Zyklonaggregat 3 weist, wie u.a. auch aus Fig. 2 zu ersehen, fünf einzelne Zyklonabscheider 23 auf, d.h. in bekannter Weise lotrecht angeordnete Blechbehälter mit einem oberen Zylinderteil 24 und einem unteren spitzwinkligen Kegelteil 25. Aus der Mitte des Zylinderteiles führt nach oben ein Rohr 26 durch einen querliegenden Saugkanal 27 hindurch in einen darüberliegenden Anschlussraum 28, aus dem heraus die Luft gemäss den Pfeilen 29 in den das Filter 31 des Filteraggregates 4 aufnehmenden Filterraum 32 und dann durch das Filter hindurch vom Sauggebläse 5 angesaugt und durch Filtermatten 33 hindurch gemäss Pfeil wieder ausgestossen wird.
Der gemeinsame Saugkanal 27 aller zyklonabscheider 23 liegt dicht unter der Kabinendecke 11 und ist durch einen, evtl. noch durch ein Lochblech überdeckten Querschlitz 34 direkt mit dem Beschichtungsraum 2 verbunden. Zwischen der oberen Wandung des Zylinderteiles 24 und dem Rohr 26 sind in der üblichen Weise Leitschaufeln 35 eingefügt, welche die nach unten eingesaugte Luft gemäss den Strömungslinien 36 in Rotation versetzen, bevor sich die Strömungsrichtung zum oberen Rohr 26 hin umkehrt. Da die Pulverpartikel diese Umkehrbewegung wegen ihrer grösseren Masse nicht mitmachen, werden sie nach unten abgetragen und fallen überwiegend aus dem Kegelteil 25 heraus.
Alle Zyklonabscheider 23 sind durch eine gemeinsame ebene Verkleidungswand 37 zum Beschichtungsraum 2 hin abgeschlossen. Die vom Sauggebläse 5 angesaugte Luft tritt einigermassen gleichmässig verteilt gemäss den mit vollen Linien gezeichneten Strömungslinien 38 wenigstens annähernd waagerecht durch die Einsprühöffnung 19 ein. Dabei soll zunächst unberücksichtigt bleiben, dass weitere Luftmengen je nach Anordnung und Anschluss der Kabine auch durch die Durchlauföffnungen 13 und den Deckenschlitz 16 eintreten können. Für die Führung des Pulvers am Werkstück haben diese Nebenströmungen jedoch keine sonderliche Bedeutung. Es darf also davon ausgegangen werden, dass das von der Pulvesprühpistole versprühte Pulver von der angesaugten Luft überwiegend waagerecht bis zum Werkstück 14 transportiert wird und dadurch eine gleichmässige Beschichtung ermöglicht. Hinter dem Werkstück endet zunächst die elektrostatische Führung. Da die angesaugte Luft jetzt das überwiegende Fördermedium bildet und durch den hochliegenden Querschlitz 34 in den Saugkanal 27 eingesaugt wird, werden zwar die Flugbahnen 39 der Pulverpartikel noch gestützt, d. h. sie werden noch etwas angehoben. Der weitaus überwiegende Teil des Pulvers stösst aber gegen die Verkleidungswand 37 und fällt von dort zu Boden.
Nur ein sehr geringer Anteil des gesamten versprühten Pulvers gelangt in die zyklonabscheider, und der Rest wird wiederum im Filter 31 aufgefangen, das als grossflächiges und in bekannter Weise mit einer Abreinigungsvorrichtung versehenes Taschenfilter ausgebildet sein kann.
Die oberen und unteren Enden der einzelnen Zyklonabscheider sind in gemeinsamen Zwischenwänden 41, 42 gefasst. An der unteren Zwischenwand 42 sind Schleusenverschlüsse 40 angebracht und zwar ist unter jeder Auslassöffnung 43 des Kegeiteiis 25 ein kegelstumpfförmiger Trichter 44 lösbar angeflanscht und bildet mit seinem unteren Ende eine zweite Auslassöffnung 54. Beiden Auslassöffnungen sind kegelförmige Ventilelemente 45 und 46 zugeordnet, die an einem gemeinsamen Trägerstab 48 angebracht sind, der wiederum an einem Ende eines Doppelhebels 49 sitzt, an dessen anderem Ende ein Betätigungsorgan 51 wie ein Druckluftzylinder o.dgl. angeschlossen ist. Dieser Doppelhebel 49 ist abgedichtet auf einer gehäusefesten Achse 52 gelagert. Wenigstens eines der Ventilelemente 45 und 46 ist auch über eine begrenzte Strecke in Richtung des Stabes 48 nachgiebig verstellbar vorgesehen. Dadurch wird gewährleistet, dass beim Anheben des Trägerstabes 48 zunächst beispielsweise das Ventilelement 45 abdichtend in der ersten Auslassöffnung 43 zur Anlage kommt, bevor das zweite Ventilelemente 46 von der zweiten Auslassöffnung 54 abhebt. Auf diese Weise bleibt ständig ein Luftabschluss des Zyklon-Innenraumes erhalten. Die während des Ablassvorganges im Bodenbereich des Kegelteiles 25 angesammelte Pulvermenge wird beim Rückschalten in die gezeigte Betriebsstellung unverzüglich in den Trichter 44 eingegeben. Der Filterraum 32 des Filteraggregates 4 wird zum Zyklonaggregat 3 hin durch eine alle Zykonabscheider hinterfassende Rückwand 55 und nach unten zum Raum 9 hin durch einen Schrägboden 56 abgeschlossen. Im Bereich von dessen Schnittkante mit der Rückwand 55 ist eine waagerechte Schwenkachse 57 vorgesehen, auf der eine erste Auslassklappe 58 angebracht ist, die in der gezeigten Schliessstellung eine erste Auslassöffnung 59 im Schrägboden 56 abschliesst und in der mit unterbrochenen Linien eingezeichneten Öffnungsstellung 59' das vom Schrägboden 56 herabgleitende Pulver in den Raum 9 einleitet, in dem ggf. ein weiterer Pulverbehälter 8 angebracht sein kann.
Ferner ist oberhalb der Schwenkachse 57 und eines den Schrägboden 56 verlängernden Zwikkels 61 am unteren Ende der Rückwand 55 eine zweite Auslassöffnung 62 angebracht, die in der mit vollen Linien gezeichneten Weise durch eine zweite Auslassklappe 63 verschlossen ist, die aber um ihre hochliegende Schwenkachse 64 bis in die mit unterbrochenen Linien eingezeichnete Öffnungsstellung 64' geschwenkt werden kann. Beide Klappen 58 und 63 können auch wechselseitig derart gekuppelt sein, dass nur immer eine geöffnet, die andere aber geschlossen ist.
Ist die Auslassklappe 63 geöffnet, dann gelangen die Pulvermengen des Zyklonaggregates und des Filteraggregates in den Pulverbehälter 8, wo sie der gemeinsamen Aufbereitung durch eine Siebmaschine 65 unterzogen, mittels Luftboden 66 aufgelockert und direkt durch einen Injektor 67 und Schlauch 68 der Pulversprühpistole 18 zugeführt werden. Öffnet man jedoch die Auslassklappe 58, dann wird das vom Filteraggregat 4 durch Abreinigung des Filters 31 rückgewonnene Pulver durch die Auslassöffnung 59 getrennt einem nicht dargestellten und im Raum 9 anzuordnenden Pulverwagen 8 zugeführt.
Arbeitet man mit grobkörnigem Pulver, das einen ungewöhnlich hohen Rückgewinnungsgrad ermöglicht, dann kann u.U. auf ein Filteraggregat 4 ganz verzichtet werden. Man könnte also das Sauggebläse 5 direkt im Raum 28 unterbringen. Ist jedoch das Filteraggregat vorhanden, dann kann u.U. ohne Filter 31 gefahren werden.
Ein solches Filter 31 ist jedenfalls notwendig, wenn mit feinkörnigem Sprühpulver gearbeitet wird, das beispielsweise nur einen Zyklon-Rückgewinnungsgrad von 60 bis 80% ermöglicht. In diesem Fall ist die nachgeschaltete Filterausscheidung notwendig, und man kann vor allem das Pulvertrennen in grobkörnige und feinkörnige Pulverteile. Im übrigen wird man mit Zyklonabscheidern versehene Pulverkabinen in der Regel bei allen Arbeiten mit grobkörnigem Pulver einsetzen, weil auf diese Weise die Reinigung vereinfacht wird. Eine Reinigung im Filteraggregat 4 ist wesentlich umständlicher. Man kann daher u.U. die dort ausgefilterten Pulverteile verloren geben und aufeinanderfolgend verschiedene Farben fahren, während im Zyklonaggregat 3 nur die glatten Flächen ausserhalb der Zykongehäuse gereinigt werden. Wird grundsätzlich nach diesem Prinzip gearbeitet, dann lassen sich auch mehrere Zyklonkabinen an eine gesondertes Filteraggregat anschliessen. Insgesamt sind jedenfalls die zu reinigenden Flächen wesentlich herabgesetzt, wenn die Zyklonabscheider in der im übrigen geschlossenen Pulversprühkabine angeordnet sind.
Der Herstellungsaufwand der hier eingesetzten kleinen Zyklonabscheider ist aussergewöhnlich klein. Trotzdem kann es irgendwann interessant sein, die Anzahl der verwendeten Zyklone zu verringern. So ist nach Fig. 4 der Zwischenabstand zwischen den Zyklonabscheidern 23 nahezu verdoppelt, und der Saugraum 271 ist durch die Zyklone bzw. die Rohre 26 umgebende Leitbleche 69, die sich zur Anströmrichtung gemäss den Strömungslinien 38 schneidenförmig zusammenschliessen, in einzelne Bereiche unterteilt, die eine gleichmässige Anströmung ermöglichen, ob nun die Leitwände nach beiden Seiten gleichmässig gekrümmt oder dem Rotationswirbel entsprechend spiralenförmig ausgebildet sind. Auf diese Weise können mit kleinerer Anzahl Zyklonen etwa gleiche Anströmverhältnisse geschaffen werden.
Da zudem rückseitig zwischen den Leitblechen 69 Zwickelräume 71 verbleiben, kann man diese Zwickelräume dazu verwenden, die Saugluft aus dem hochliegenden Raum 28 in den Filterraum 32 zu fördern. Hierzu müssen lediglich die Zwickelräume 71 zum unteren Ende hin durch ein vorzugsweise gekrümmtes Boden-Leitblech 72 abgeschlossen werden. Von der ebenen Rückwand 55 der Fig. 3 bleibt dann nur ein ebener Rückstreifen 551, an welchen das Filter 31 dichter herangerückt werden kann.
Da normalerweise die Reinigung des Filterraumes entfällt, wird die Reinigung nur an der zum Beschichtungsraum 2 hin liegenden Seite durch die Form der Leitbleche 69 etwas erschwert. Gegenüber den Fig. 1 bis 3 fällt dies aber nicht sonderlich ins Gewicht, da man dort die freistehenden Rohre 26 abreinigen muss.