Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von Beschichtungsmedien, z.B. Lack auf Gegenstände, die nacheinander durch mehrere aneinander anschliessenden Lackierkammern gefördert werden, durch die ein Luftstrom zwangsweise hindurchgeführt wird, wobei jeweils deren Abluft jeweils durch eine Farbpartikelabscheidevorrichtung mittels Ventilatoren geführt wird und danach der in Förderrichtung der Gegenstände anschliessenden Lackierkammer und aus der letzten Lackierkammer zur Entfernung der organischen Flüssigkeitsdämpfe einer Reinigungsanlage zugeführt wird.
Aus DE-A1-2 404 404 ist eine Lackiervorrichtung mit mehreren Lackierkammern bekannt, die mit einem Luftstrom beaufschlagt werden, der von Lackierkammer zu Lackierkammer geführt ist. Dabei wird die Abluft mittels eines Ventilators über eine Wach- und Filtervorrichtung geführt und der folgenden Lackierkammer zugeführt. Der Gesamtluftstrom, der in einer Lackierkammer benötigt wird, bestimmt den benötigten Luftvolumenstrom durch die Gesamtvorrichtung, so dass die Lösungsmittelsättigung der Abluft am Ende der Vorrichtung, die der Reinigungsanlage zugeführt wird, sich aus diesem Luftstrom und dem Lackverbrauch ergibt, wobei in der Praxis nur ein unzureichender Sättigungsgrad für eine wirtschaftliche Abluftverbrennung erreichbar ist. Es ist erforderlich, Lackier- und Trockenanlagen so zu belüften, dass die beim Farbspritzen von der zu lackierenden Oberfläche reflektierten Lacknebel und das verdampfende Lösungsmittel abgeführt wird und das Lösungsmittel in der Abluft, die die Anlage dementsprechend verlässt, eine die den Umweltschutzvorschriften gemässe Konzentration nicht überschreitet, was die Reinigung der Abluft erfordert, die jedoch bei geringer Lösungsmittelkonzentration nicht kostendeckend ist, wenn der Energieinhalt zur benötigten Aufheizleistung des Luftvolumens zu gering ist. Ausserdem besteht der Nachteil dieser vorbekannten Vorrichtung, dass die einzelnen Lackierkabinen jeweils eingangsseitig durch Silhouettentüren weitgehend getrennt sind, damit sich die Luftströme verschiedener Lösungsmittelkonzentrationen nicht mischen oder eingangsseitig austreten.
Weiter ist aus DE-A1-3 030 045 bekannt, eine Lackierkammer mit einem umlaufenden Luftstrom vielfach zu beschicken und nach Anreicherung der Luft mit Lösungsmittel des Beschichtungsmaterials auf einen zulässigen Höchstwert einen Teilluftstrom als Abluft einer Verbrennungsanlage zuzuführen. Hierbei besteht der Nachteil, das eine Regel- oder zumindest eine Steuervorrichtung erforderlich ist, die die Grösse des Teilluftstromes bestimmt. Weiterhin ist es erforderlich, dass für die Beschichtung eines Gegenstandes mit mehreren Beschichtungsmedien, zum Beispiel verschiedenen Farben, die Kammer und Spritzvorrichtung jeweils zeitaufwendig gereinigt werden muss. Ausserdem eignet sich die Kammer nur zum Betrieb bei geschlossenen Türen, da die hochangereicherten Lösungsdämpfe sonst austreten würden; dadurch ist eine Anordnung der Kammer um ein Transportband bei geöffnetem Ein- und Auslass nicht möglich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung nach DE-A1-2404404 dahingehend zu verbessern, dass eine wesentlich höhere Lösungsmittelkonzentration erreichbar ist und die Gegenstände bei geöffnetem Eingang der Lackierkammer beschichtet werden können ohne dass Lösungsmitteldämpfe aus dem Eingang austreten.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass in jeder Lackierkammer jeweils mindestens zwei Belüftungszonen in Förderrichtung der Gegenstände aneinander angeordnet sind und dass jeweils die Abluft der in Förderrichtung der Gegenstände eingangsseitigen Belüftungszone über jeweils eine weitere Farbpartikelabscheidevorrichtung durch einen Ventilator der ausgangsseitigen Belüftungszone in der gleichen Lackierkammer als weiterer Luftstrom für diese Lackierkammer zugeführt wird und jeweils die Abluft einer Lakkierkammer, die der anschliessenden zugeführt wird, jeweils aus der ausgangsseitigen Belüftungszone entnommen und der jeweils eingangsseitigen der anschliessenden Lackierkammer zugeführt wird und die Abluft der letzten Belüftungszone der Reinigungsvorrichtung zugeführt wird und dass ein Zuluftstrom der eingangsseitigen Belüftungszone der ersten Lackierkammer zugeführt wird, der geringer im Verhältnis zu dem Abluftstrom dieser Belüftungszone ist, so dass eingangsseitig ein geringer Unterdruck besteht und ein weiterer Frischluftstrom durch den Eingang eintritt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, dass die Luft so oft zonenweise als Umluft durch die Lackier- und/oder Abdunstanlage geführt wird, wobei die Abluftabfuhr so dosiert wird, dass die maximale Lösungsmittelkonzentration bis an die zulässige Explosionssicherheitskonzentration heranreicht, und wobei die Zahl der Umwälzungen in Verbindung mit der jeweiligen Zonenbreite so gewählt wird, dass die Luftgeschwindigkeit in den Lackierzonen einem vorgegebenen Wert entspricht und in keinem Bereich die Explosionssicherheitskonzentrationsgrenze überschritten wird.
Die Vorrichtung bietet die vorteilhafte Möglichkeit, die mit Lösungsmitteldampf hoch angereicherte Abluft ohne Vorheizung direkt zu verbrennen und die freiwerdende Wärme dem Trockenprozess zuzuführen. Die Wärmemenge ist so gross, dass einer nachgeschalteten Trockenanlage keine weitere Heizenergie zugeführt werden muss.
In vorteilhafter Weise wird die Farbpartikelabscheidevorrichtung als Wasch-, Filter- und Trokkenvorrichtung ausgeführt. Die ständige Abführung und Auswaschung der Farbnebel aus der Luft hat einerseits den Vorteil, dass sich in der Lackierzone kaum feuergefährliche und schwer zu beseitigende Ablagerungen von Farbstoff bilden und dass insbesondere bei Mehrfach- oder Mehrfarblackierungen keine Vermischungen oder Überlagerungen der Farben auftreten.
Durch Sicherheitsschaltungen an den Betriebsaggregaten und Zugängen wird ein gefahrloser Betrieb und eine gefahrlose Begehung der Anlagen ermöglicht.
Eine Wartungs- und Bedienungsstation und die Steuervorrichtung sind vorteilhaft explosionssicher ausgestaltet und im Nahbereich ausserhalb der Anlagen angeordnet. Es ist hierdurch vorteilhaft ermöglicht worden, die Lackierkammer in ihrer Grundfläche erheblich zu verkleinern, wodurch wiederum der Luftdurchsatz gegenüber herkömmlichen Kammern entsprechend verringert worden ist, was zu entsprechend kleinen Umluft- und Luftreinigungsanlagen führt.
In den Fig. 1 und 4 sind Ausführungsbeispiele für Hochleistungsfasslackiervorrichtungen für ein-und zweifarbige Lackierungen dargestellt.
Die Lackierkammern sind in ihrer Grösse nur so gewählt worden, dass eine sporadische Manipulation an den Fassspritzstühlen möglich ist. Zum Farbwechsel bzw. zum Verstellen der Spritzpistolen werden die Spritzstühle aus den Lackierkammern herausgefahren. Hierdurch ist die hohe Anreicherung mit Lösungsmitteln in der Umluft der Lackierkammer möglich, da ein Bedienungsmann sich nicht in dieser Zone ständig aufhalten muss. Die auf ein Minimum reduzierte Luftmenge, die gezielt auf die Spritzstühle gerichtet wird, um einen Farbnebelschleier beim Spritzen zu vermeiden, ist auf ein vertretbares technisch mögliches Minimum reduziert worden. Diese Luft wird ständig gefiltert und ausgewaschen, um vor dem neuerlichen Einblasen in die Lackierkammer von anhaftenden Lackpartikeln gereinigt zu werden, um keine Qualitätseinbussen an den lackierten Flächen zu bekommen. Während des Durchganges der Luft durch die Lackierkammer, - die Luft wird zum Beispiel fünfmal verwendet - erfolgt eine ständige Temperaturerhöhung, um keine Kondensation der Feuchtigkeit von der ausgewaschenen Luft am Fass zu bekommen. Die im Lackierbereich freiwerdenden Lösungsmittel werden in die Luft aufgenommen. Nachdem die Luft in der Lackierkammer in der letzten Stufe eingegeben wurde, wird sie in die anschliessende Abdunstzone geleitet. Dort nimmt sie weiterhin Lösungsmittel auf, und sie wird dann von der Ofeneingangsschleuse als Ofenfrischluft dem Ofen selbst zugeführt. Der Anteil der Zuluft, der nicht als Frischluft im Ofen aufgenommen werden kann, wird über eine Bypassleitung mit einem separaten Ventilator direkt der thermischen Abluftreinigung als Frischluftanteil zugeführt. Es ist möglich gemacht worden, die gesamte im Prozess des Lackierens benötigte Umluft, mit den sowohl in der Lackierzone als in der Abdunstzone aus dem Lack austretenden Lösungsmitteln dem Ofen bzw. damit auch der thermischen Abluftreinigung direkt zuzuführen.
Anstelle des in den Beispielen gezeigten vertikalen Luftstromes-kann auch ein horizontaler gewählt-werden. Hierfür werden zweckmässig Trokkenfilter zur Farbpartikelabscheidung verwendet.
Es ist eine vorteilhafte Variante der Vorrichtung, zwischen Lackierkammern Frischluftzonen, in denen Personen Zutritt zu dem dort geförderten Lakkiergut haben, anzuordnen. Der angrenzende Ausgang bzw. Eingang wird dabei jeweils durch eine Richtdüse mit Umluft betrieben, wie dies an dem Übergang zur Abdunstanlage dargestellt ist, und die Abluftmenge der angrenzenden Zone ist gegenüber der Zuluft erhöht, so dass eine gewisse Menge Frischluft zutritt bzw. der Lösungsmitteldampf aus dieser Zone ferngehalten wird.
In der Fig. 1 ist schematisch eine Lackierkammer 10 und eine Abdunstanlage 30 dargestellt bei der das Lackiergut 11, Fässer fertigungsgemäss getaktet von links nach rechts durchläuft und von dort direkt anschliessend in einen Trockenofen geführt wird. Die Farbpartikelabscheidevorrichtung 12a, b sind Waschtürme, die seitlich versetzt zum Durchlauf der Fässer 11 angeordnet sind, wie entsprechend aus dem Horizontalschnitt Fig. 3 Linie A-A zu ersehen ist.
In der Lackierstellung, in der das warme Fass 11 gezeigt ist, wird es während des allseitigen Hochdruckspritzlackierens gedreht.
Damit der reflektierte Farbnebel abgeführt wird, wird das Fass 11 allseitig von oben nach unten von Luftströmen V4a, b von ca. 0,5 m/s Geschwindigkeit umgeben. Diese Luftströme von insgesamt 6000 m3/h setzen sich aus dem Frischluftstrom V3 von 2500 m3/h und einem Umluftstrom V2 von 3500 m3/h zusammen und werden von Ventilatoren 21, 19a über Heizregister 22, 24 vorgewärmt und über Verteilerfilter 23, 25 der Lackierkammer 10 zugeführt. Durch den Eingang der Lackierkammer, wird zusätzlich ein Frischluftstrom V1 mit 100 m3/h angesaugt, da der Durchsatz des Umluftventilators 19a höher als der des Frischluftventilators 21 ausgelegt ist, damit keine Lösungsmitteldämpfe aus der Lackierkammer 10 austreten. Die Frischluft V3 wird auf der Seite des Eingangs zugeführt. Die vom Eingang kommende und die am geringsten beladene Umluft V2 wird in der Eingangshälfte des Kammerbodens 14 abgezogen.
Durch den rechten Kammerboden 14 wird ein weiterer Luftstrom V5 von -5000 m3/h durch den Ventilator 19b abgezogen und gemäss der Stellung einer einstellbaren Drosselklappe 31 in einem Teilstrom V6 über eine Richtdüse 34 von der Abdunstkammer 30 durch die Durchtrittsöffnung zu der Lackierkammer 10 geblasen und in einem zweiten Teilstrom V7 von 3500 m3/h in die Abdunstkammer gedrückt.
Aus dieser zieht der Ventilator V32 die hoch mit Lösungsmittel angereicherte Abluft V8 ab und führt diese gemäss der Stellung einer regelbaren Verteilerklappe 33 in einem Teilstrom V9 nochmals in die Abdunstkammerzurück, die dem Austrittsstrom V11 entspricht, der über dem angrenzenden Trockenofen abgezogen wird und in einem weiteren Teilstrom V10 der Abdunstverbrennungsanlage zugeführt wird.
Die Umluftströme V2, V5 werden jeweils über Farbpartikelabscheidevorrichtungen, Waschtürme 12a,12b, geführt. Die Luft tritt durch ein Rost 14 am Boden der Kammer und streicht über den Sumpf 13 bis zur Kante 13b des Waschturmes, die an das Niveau 13a der Sumpfoberfläche, das ständig über einen Wächter gehalten wird, geführt ist, wodurch die Luft unter der Kante hindurch in einem Wirbel, auch Wasserwalze 15 genannt, in den Turm 12a, b übertritt und die Farbtropfen ausgewaschen werden. Die von der Luft dadurch aufgenommenen Wassertröpfchen werden dann an den Prallblechen 16 und dem Lochfilter 17 und weiteren Filtern ausgeschieden. Die gereinigte Luft wird dann in dem Heizregister 24 so weit über den Taupunkt erwärmt, dass bei der Expansion beim folgenden Kammerdurchlauf keine Kondensation eintritt. Das Wasser im Sumpf 13 enthält ein Koalierungsmittel für Farbnebel.
Weitere Einzelheiten sind in der Fig. 2 dargestellt, in der gleicherweise ausgestattete Lackierkammern hintereinander angeordnet sind, wobei die Abluft aus der ersten Lackierkammer noch zweimal durch die zweite Lackierkammer geführt ist. Die Bezugszeichen sind entsprechend gewählt wie in Fig. 1 und teilweise durch angehängte Buchstaben differenziert. Durch die Lackierkammern 10a, b führen Transportschienen 40, auf denen die Fässer von einer Spritzstation zur anderen rollen.
Während des Spritzens lagern die Fässer auf Fassstühlen 41 und sind durch Rollen 42 angetrieben, so dass sie allseits gleichmässig lackiert werden. Im vorliegenden Fall werden (in getrennten Streifen) in den beiden Lackierkammern unterschiedliche Farben aufgetragen. Eine scharfe Abgrenzung erfolgt durch Schablonen in Nähe der Fässer (nicht gezeigt) und die Abführung der Farbnebel durch die Luft. Die Fassstühle sind mit Rollen 63 auf Schienen 62 gelagert und können zu Bedienungs- und Wartungszwecken aus den Lakkierkammern herausgefahren werden.
Unten im Sumpf 13 ist ein Förderband 60 verlegt, das an einer Seite herausgeführt ist und zur Austragung des ausgewaschenen Farbschlammes dient.
Nach der Lackierung werden die Fässer aufgestellt und auf eine Rollenbahn 43 übergeben und taktweise durch die Abdunstanlage transportiert, bis sie von dem Transportband 44 in den Trockenofen befördert werden.
Hinter jedem Ventilator 19a, b, c befindet sich eine durch ein Signal S19 steuerbare Entlüftungsklappe 50, die für den Fall, dass eine Reinigung der Anlage notwendig ist, ein schnelles Entlüften in die Abluftrohre 51 gestatten. Die Position der Klappen wird jeweils durch Melder über Signalleitungen M50 an die Steuervorrichtung 70 mitgeteilt.
In Figur 3 ist ein horizontaler Riss der Anlage von Fig. 2 gegeben, aus dem ersichtlich ist, dass die 4 Waschtürme 12a bis d abwechselnd seitlich versetzt von den Lackierkammern und dem Transportweg der Fässer angeordnet sind. Die Luftführung 64 bewirken die Zuordnung der aus der jeweiligen Zone unten austretenden Luft zu dem zugehörigen Waschturm. Für die Begehbarkeit der Lackierkammern und für das Ausfahren der Spritzstühle 41a, b sind Sicherheitstüren 61 angebracht, die von innen jederzeit und von aussen nur bei Freigabe der Türsicherung durch ein Steuersignal S61 der Steuervorrichtung 70 geöffnet werden können. Ausserdem sind alle Türen 61 durch eine Schliesskontrolle überwacht, deren Signal M61 in der Steuervorrichtung 70 ausgewertet wird.
Die Steuervorrichtung ist in einem Schrank neben den Lackierkammern zwischen den Wartungsplätzen der Spritzstühle angeordnet. Sie trägt ein Bedienungspult und Kontrollpult 73, von dem aus über die Druckluftleitungen und Kabel 72 die Funktionen der Spritzpistolen, die Transportantriebe, die Ventilatoren und Klappenantriebe gesteuert werden und die Meldesignale empfangen werden.
Zur Explosionssicherung ist der Schrank luftdicht und von ausserhalb der Sicherheitszone 63 mit Druckluft über einen Druckregler 74 versorgt und von einem Druckwächter überwacht, so dass keine lösungsmittelhaltige Luft in ihn eintreten kann und Explosionen nicht gezündet werden können.
Am Eingang der Abdunstkammer 30 befindet sich die Fassaufrichtevorrichtung und Förderanlage 46. Von der schrittweise arbeitenden Rollenfördereinrichtung 43 erfolgt eine Übergabe 4-fach parallel auf eine entsprechend langsamer getaktete Rollenbahn 45, auf der eine weitgehende Abdunstung des Lösungsmittels erfolgt.
Bei voller Spritzleistung der Anlage werden pro Stunde 3500 m3 Abluft mit einer Konzentration von 20 g/m3 Lösungsmittel abgegeben, was einem Heizwert von 50 m3/h Heizgas entspricht. Bei Auftrag dickerer Lackschichten können auch noch höhere Konzentrationen, z. B. 30 g/m3, entstehen.
In Fig. 4 ist schematisch die Steuervorrichtung 70 dargestellt. Sie steht mit dem Kontrollanzeige-und Bedienungspult 73 in Verbindung und wird von einer Uhr C getaktet. Weiter empfängt die Steuervorrichtung die Meldesignale Mx, die von dem mit den jeweils zugehörigen Bezugszeichen angegebenen Baugruppen abgegeben werden, und gibt sie die Steuersignale Sx ab, die ebenfalls mit entsprechenden Bezugszeichen benannt sind.
Vor der Inbetriebnahme der Spritzpistolen durch Signal SS wird die Meldung: Türen geschlossen M61; Entlüftungsklappen geschlossen M50; Ventilatoren 19, 32 in Betrieb M19, M32; Schrankdruck vorhanden M75, und Wasserniveau vorhanden M13, auf ihr Vorhandensein überprüft. Andernfalls werden die fehlenden Meldungen angezeigt und das Spritzen nicht gestartet bzw. stillgesetzt.
Wird durch Betätigung der Bedienungsvorrichtung eine Begehung verlangt, wird das Spritzen über Signal SS gestoppt und über das Signal S50 die Entlüftung geöffnet.
Die Ventilatoren bleiben über die Signale S19 und S32 in Tätigkeit. Wenn über die Signal M19, M32 das Arbeiten für eine vorgegebene Sicherheitszeit festgestellt ist, werden über Signal S61 die Türverriegelungen freigegeben.
Ausserdem werden über die Signale M74, MT, M31, M33, M13a und die zugehörigen Signale S74, ST, S31, S33, S13a der Druckregler 74, die Transportantriebe, die Drosselklappen 31, 33, und das Wasserniveau 13a gesteuert bzw. geregelt und überwacht, wodurch ein vollständig sicheres Arbeiten der Anlage gewährleistet ist.