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Die Erfindung betrifft Pulverbeschichtungssysteme zum Spritzen von in Luft
eingeschlossenem feststoffteilchenhaltigen Pulvermaterial aus Pulverspritzpistolen auf
Werkstücke in einer Pulverspritzkabine, und insbesondere ein System zum
Kontrollieren und Verwerten der feineren Partikel des Pulvermateriales in einem
elektrostatischen Pulverbeschichtungsvorgang.
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Pulverspritzsysteme werden seit vielen Jahren zum Spritzen von in Luft
eingeschlossenem feststoffteilchenhaltigen Pulvermaterial aus elektrostatischen
Pulverspritzpistolen auf Werkstücke in einer Pulverspritzkabine verwendet. Diese Systeme
sammeln normalerweise übersprühtes Material und verwenden es wieder. Das
Recyclingsystem umfaßt üblicherweise ein Gebläse zum Abziehen des
übersprühten Pulverbeschichtungsmateriales aus der Pulverspritzkabine in einen Sammler.
Der Sammler wird aus einer Reihe Patronenfilter gebildet, die im wesentlichen das
gesamte Pulver aus der Luft abtrennen und es zurück zu den Spritzpistolen oder zu
einem Zyklonabscheiderrückgewinnungssystem führen, das prinzipiell nur die
mittleren und großen Pulverpartikel aus der Luft entfernt und jene Partikel zu den
Spritzpistolen zurückführt. In einem Zyklonabscheidersystem werden feinere
Partikel, die in dem Zyklonabscheider nicht abgetrennt werden, in einer Reihe
stromabwärtsliegender Filterpatronen oder Filtertaschen festgehalten. Diese
feineren Partikel oder Feinanteile werden normalerweise weggeworfen.
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Eine typische Pulverbeschichtung, die in diesen Systemen verwendet wird, hat
Partikel in der Größenordnung vom Submikrometerbereich bis 200 um. Systeme
zum Spritzen und Recyclen von Pulverbeschichtungsmaterialien, insbesondere jene,
die im Gegensatz zu Zyklonabscheiderrückgewinnungssystemen
Patronenfiltersammler verwenden, haben oft Probleme im Zusammenhang mit dem Ansammeln
überschüssiger Mengen feiner Partikel oder "Feinanteile". Feinanteile werden
allgemein als Partikel mit einem Hauptdurchmesser von 10 um oder weniger
definiert. Feinanteile können verallgemeinert auch als die Partikel mit kleinerem
Durchmesser in einer gegebenen Feststoffteilchengrößenverteilung für eine Probe
des Pulverbeschichtungsmateriales definiert werden.
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Es gibt verschiedene Theorien, warum feine Pulverpartikel dazu neigen, sich in
diesen Systemen anzusammeln. Eine Theorie besteht darin, daß, wenn die Partikel
von der Pistole zu dem zu beschichtenden Gegenstand gespritzt werden, die
schwereren Partikel einen größeren Impuls haben und deshalb den Gegenstand
oder den Bereich um den Gegenstand herum leichter erreichen können. Die feinen
Partikel haben andererseits weniger Impuls und deshalb größere Schwierigkeit, sich
von den Kabinenluftströmen freizumachen. Eine andere Annahme ist, daß die
grobkörnigeren Partikel infolge der scheinbar größeren Anziehung der Ladungsionen zu
den größeren Partikeln leichter geladen werden als die feineren Partikel. Die größere
Ladung an den größeren Partikeln bewirkt, daß sie stärker zu dem zu
beschichtenden Teil angezogen werden. Es wird auch angenommen, daß die
Oberflächenrepulsion ein Faktor ist, d. h., selbst wenn die feineren Partikel mit ihrem kleineren
Impuls und niedrigeren Ladung die Nähe des Teiles erreichen, es wahrscheinlich ist,
daß sie durch die größeren Partikel, die bereits auf dem Teil sind, von dem Teil
abgestoßen werden, infolge der Tatsache, daß sowohl die großen als auch kleinen
Partikel mit derselben Polarität geladen sind. Da ein großer geladener Partikel zu der
durch den zu beschichtenden Gegenstand dargebotenen elektrisch geerdeten
Fläche angezogen wird, ist es deshalb sehr wahrscheinlich, daß der feinere Partikel
durch eine Oberfläche des Gegenstandes abgestoßen wird, die bereits durch
größere Partikel beschichtet ist, die mit derselben Polarität wie die kleineren Partikel
geladen sind.
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Das Ergebnis dieser Faktoren und möglicher anderer ist, daß die feinen Partikel
nicht mit der gleichen Häufigkeit wie die großen Partikel an dem zu beschichtenden
Teil haften und stattdessen in dem Kabinenluftstrom eingeschlossen werden, der
in das Sammelsystem führt. Im Fall eines Zyklonabscheidersammelsystems werden
viele dieser Feinanteile im Zyklonabscheider nicht von der Luft getrennt und
erreichen das abschließende Filtersystem, wo sie weggeworfen (d. h. entsorgt) und
dadurch aus dem System entfernt werden. Im Fall eines
Patronenfiltersammlersystems werden die Feinanteile mit dem anderen rückgewonnenen Pulver aus der
Luft abgetrennt. Die Feinanteile werden entweder vom Zyklonabscheider - oder
Patronenrückgewinnungssystem dann durch die Spritzpistole wieder gespritzt,
wobei die gleichen Faktoren, wie sie oben erläutert wurden, wiederum ins Spiel
kommen mit dem Ergebnis, daß die Feinanteile sehr wahrscheinlich wiederum nicht
an dem Teil haften und in dem Rückgewinnungssystem gesammelt werden. Das
Ergebnis wird sein, insbesondere bei den Patronenfilterrückgewinnungssystemen,
daß die feinen Partikel mit der Zeit in dem System zunehmen werden.
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Es gibt viele schädliche Wirkungen, wenn die Zunahme der feineren Partikel in
einem Pulverbeschichtungssystem zugelassen wird. Eine zu hohe Konzentration
feinerer Partikel trägt zu geringer Schichtdicke, schlechter Fluidisation in der
Zuführung und im Regeneratsammelbehälter, übermäßige Agglomeration feiner
Partikel (d. h. Verschlammen) in den Pumpen, Zuführungsleitungen und Pistolen,
geringerer Wirkungsgrad der Filter und Siebe infolge des Verstopfens der Poren
durch die feineren Partikel und erhöhte Pulverablagerung an den Pistolen und
Kabinenflächen bei. Ein Grund, warum feinere Partikel insbesondere an die
Kabinenflächen gezogen werden, ist die Van-der-Waals-Kraft, die kleine Partikel zu den
größeren, massiveren Partikeln, wie die Kabinenwände, zieht. Eine erhöhte
Pulverablagerung an den Kabinenwänden macht die Reinigung der Kabine schwieriger
und zeitaufwendiger, wenn es Zeit ist, von der Pulverbeschichtung mit einer
Pulverfarbe zu einer anderen zu wechseln. Das Verstopfen der Filter durch die
feineren Partikel führt zum häufigeren Ersatz der Filter, was ineffizient,
zeitaufwendig und kostspielig ist.
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Um die Feinanteile aus Systemen mit Patronenfilterrückgewinnungssystemen zu
bekommen, werfen einige Pulverbeschichtungsanwender das gesamte Pulver in
dem System einfach weg, wenn die Feinanteilkonzentration übermäßig wird. In
Zyklonabscheiderrückgewinnungssystemen werden die Feinanteile mehr oder
weniger kontinuierlich weggeworfen, was die Feinanteilkonzentration im System
reduziert. Bei beiden Arten von Rückgewinnungssystemen werden die Feinanteile
jedoch oft weggeworfen und nicht effektiv genutzt.
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Um das periodische Wegwerfen des gesamten Pulvers aus dem System oder das
kontinuierliche Wegwerfen der Feinanteile in Zyklonabscheidersystemen zu
vermeiden, schicken einige Pulverbeschichtungsanwender jetzt die Feinanteile zurück
zu den Pulverbeschichtungsmaterialherstellern zur Aufarbeitung oder zwingen
Pulverbeschichtungsmaterialhersteller, die Feinanteile vor dem Versenden des
Pulvers zu entfernen. Diese Verfahren erhöhen die Kosten des
Pulverbeschichtungsmateriales für die Anwender jedoch erheblich.
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Das EP-A-0 165 815 beschreibt eine Pulverrückgewinnungseinrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1, die einen Zyklonabscheider mit einer
Pulverzwischenspeicherkammer besitzt, von der das Pulver zu einer Siebeinrichtung in Form
eines zweiten Zyklonabscheiders auf der Oberseite einer Kammer gepumpt wird, in
der ein Sieb befestigt ist. Das Sieb entfernt übergroße Pulverpartikel und/oder
Verunreinigungen und das Pulver mit der richtigen Größe wird zu einem
Wirbelbett
pulvervorratsbehälter ausgetragen.
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Das EP-0 225 842 beschreibt ebenfalls eine Vorrichtung mit einer Siebeinrichtung.
Sowohl Rohpulver als auch gesammeltes übersprühtes Pulver wird durch die
Siebeinrichtung in einen Fließbettbehälter und dann zu den Spritzmitteln geführt.
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In keiner der obigen Vorrichtungen ist ein System zum Umgang mit den
Feinanteilen vorgesehen.
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In einem ersten Aspekt sieht die Erfindung eine Pulverbeschichtungsvorrichtung
vor, umfassend Mittel zum Spritzen feststoffteilchenhaltigen Pulvers auf
Werkstücke, Mittel zum Rückgewinnen von durch die Spritzwerkzeuge übersprühtem
Pulver und Mittel zum Separieren und Entfernen übergroßer Partikel aus dem
rückgewonnenen, übersprühten Pulver, gekennzeichnet dadurch, daß die
Vorrichtung außerdem umfaßt: einen Klassierer, der zum Separieren feinerer Partikel von
den übrigen Partikeln in dem rückgewonnenen Pulver mit dem
Rückgewinnungsmittel verbunden ist, wobei das rückgewonnene Pulver, aus dem die Feinanteile
entfernt sind, klassiertes rückgewonnenes Pulver ist, und Mittel zum Zurückführen
der feineren Partikel zu den Spritzwerkzeugen, um auf die Werkstücke gespritzt zu
werden, und zum Rückführen des klassierten, rückgewonnenen Pulvers, aus dem
die feineren Partikel entfernt wurden, zu den Spritzwerkzeugen, um auf die
Werkstücke gespritzt zu werden.
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Solche Anordnungen überwinden viele der Probleme des Standes der Technik, die
aus dem Beseitigen feinerer Pulverpartikel und einer zu hohen Konzentration
feinerer Partikel resultieren, durch Vorsehen einer Vorrichtung und eines Verfahrens
zum Verwerten und Kontrollieren der Feinanteile und feineren Partikel in einem
Pulverspritzsystem. Die Vorrichtung trennt feinere Partikel ab und leitet sie zu
zweckbestimmten Spritzvorrichtungen um, aus denen sie effektiver auf Teile
aufgebracht werden können, so daß sie aus dem System entfernt werden. Auf
diese Weise wird die Ansammlung von feineren Partikeln verhindert, indem
gewährleistet wird, daß sie kontinuierlich auf die zu beschichtenden Teile aufgebracht
werden. Durch Entfernen feinerer Partikel aus dem System auf diese Weise, bevor
sie sich ansammeln oder bevor sie durch ein
Zyklonabscheiderrückgewinnungssystem gehen und weggeworfen werden, verbessert die erfindungsgemäße
Vorrichtung das gesamte Pulverbeschichtungssystem, indem es die verschiedenen,
oben beschriebenen Probleme vermeidet.
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Einer der oben diskutierten Faktoren, der die Fähigkeit der feineren Partikel, an den
zu beschichtenden Teilen zu haften, beeinflußt, ist die relativ geringe Fähigkeit
feinerer Partikel, aufgeladen zu werden. Es wird angenommen, daß das Spritzen
feinerer Partikel in Anwesenheit von mittelgroßen und größeren (d. h.
grobkörnigeren) Pulverbeschichtungspartikeln die Möglichkeit für die feineren Partikel, geladen
zu werden, infolge der wesentlich größeren Anziehung der verfügbaren
Ladungsionen zu den grobkörnigeren Pulverpartikeln reduziert. Deshalb sind
erfindungsgemäß eine oder mehrere Spritzpistolen nur dem Spritzen von feineren Partikeln
zugeordnet. Das Ergebnis ist, daß die feineren Partikel nicht mit den grobkörnigeren
Partikeln um die verfügbaren Ladungsionen "konkurrieren" müssen und deshalb die
verfügbaren Ladungsionen zu den feineren Partikeln angezogen werden, um sie zu
laden und zu bewirken, daß sie leichter elektrostatisch an dem zu beschichteten
Teil haften. Bei Anwendung dieser Technik müssen die feineren Pulverpartikel nicht
durch Zyklonabscheiderrückgewinnungssysteme entsorgt werden und werden in
Systemen, die Patronenrückgewinnungssysteme nutzen, nicht übermäßig
konzentriert. Darüber hinaus können durch das Zuordnen von Spritzpistolen zum Spritzen
feinerer Pulverpartikel Vorteile des Spritzens feinerer Partikel alleine, wie z. B. einer
feineren Oberflächenbeschaffenheit auf bestimmten Teilen des Produktes, realisiert
werden.
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Wie oben angedeutet wurde, verwertet die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht
nur feine Pulverpartikel, wie sie oben definiert sind, effektiver, sondern verwertet
außerdem "feinere" Pulverpartikel effektiver, die in verallgemeinerter Form als die
kleineren Partikel einer in einem Pulverbeschichtungsvorgang vorhandenen,
gegebenen Partikelgrößenverteilung beschrieben werden können. Somit besteht eine Lehre
der vorliegenden Erfindung darin, daß eine effektivere Pulveraufladung insgesamt
auftritt, wenn eine engere Korngrößenverteilung durch eine Pistole gespritzt wird,
als wenn eine breitere Korngrößenverteilung durch die Pistole gespritzt wird.
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Anders gesagt, die Ansammlung von feineren Partikeln ist mehr mit der
Verbreiterung der Korngrößenverteilungskurve als mit der Anwesenheit von feineren
Partikeln an sich verbunden. Das heißt, es wird angenommen, daß ein Pulver mit einer
kleinen mittleren Partikelgröße effektiv aufgeladen werden kann, wenn die
Verteilung eng ist. Deshalb sieht die vorliegende Erfindung eine Lösung für das
Ansammeln feinerer Partikel durch Klassieren von etwas oder dem gesamten Pulver, das
in zwei oder mehreren Größenbereichen gespritzt wurde, vor, das engere
Verteilungen als das Rohpulver hat. Das feinere Pulver wird durch zweckbestimmte
Spritzpistolen und optimale Spritzpistolen gespritzt, die besonders zum Aufladen
und Spritzen feinerer Partikel angepaßt sind. Durch Spritzen des feineren Pulvers
durch speziell angepaßte Spritzpistolen und durch Anwendung einer engeren
Korngrößenverteilung als beim Rohpulver in diesen Pistolen kann das feinere Pulver
effektiver auf Teile aufgebracht werden.
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Es ist bekannt, daß feinere Pulver glattere und dünnere Oberflächen als
grobkörnigere Partikel ergeben. Die vorliegende Erfindung sieht deshalb nicht nur eine
Lösung für das Entsorgen oder Ansammeln feinerer Partikel vor, sondern nutzt die
Vorteile, die diese feineren Partikel im Beschichtungsprozeß erbringen können. Das
heißt, durch Spritzen des feineren Pulvers durch eine speziell dafür angepaßte
Vorrichtung auf Bereiche, wo dünnere Schichten und/oder eine bessere Oberfläche
erforderlich sind, kann ein Teil optimal pulverbeschichtet werden. Gemäß diesem
neuen Verfahren kann das grobkörnigere Pulver für Innenflächen verwendet
werden, wo die Oberflächenbeschaffenheit nicht so kritisch ist, für Verschleißbereiche,
wo eine dickere Beschichtung erwünscht ist, oder für tiefe Aussparungen, wo der
größere Impuls der schwereren Pulver das Eindringen verbessert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vorrichtung
zum Klassieren und Sammeln von Pulver in einem
Pulverspritzbeschichtungsvorgang ein Gehäuse, das einen Sammler zum Aufnehmen von übersprühtem Pulver
bildet, einen in dem Gehäuse angeordneten Klassierer, wobei der Klassierer in dem
rückgewonnenen Pulver feinere Partikel von grobkörnigeren Partikeln separiert,
Mittel zum Zuführen der grobkörnigeren Partikel zu einer Pulverspritzpistole und
Mittel zum Sammeln der feineren Partikel aus dem Klassierer und zum Zuführen der
feineren Partikel zu einer zweckbestimmten Spritzpistole zum Spritzen der
Feinanteile.
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Solch eine Anordnung sieht eine integrierte Trenneinrichtung vor, die die Elemente
verbindet, die zum Vorsehen der Trennung und des Spritzens von feineren Partikeln
in einer einzigen Einheit benötigt werden, die einfach im Nachhinein an existierende
Systeme angepaßt werden kann.
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Diese und andere Vorteile werden durch die vorliegende Erfindung eines
Pulverbeschichtungssystems zur Verfügung gestellt, das Mittel zum Spritzen
feststoffhaltigen Pulvers auf Werkstücke, Mittel zum Rückgewinnen von übersprühten
Pulver, einen mit dem Rückgewinnungsmittel verbundenen Klassierer zum
Separieren feinerer Partikel von den übrigen Partikeln und Mittel zum Zurückführen der
feineren Partikel zu den Spritzwerkzeugen umfaßt, um auf die Werkstücke gespritzt
zu werden.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Pulverbeschichten vorgesehen, umfassend das Spritzen von
feststoffteilchenhaltigem Pulver auf Werkstücke unter Anwendung von Spritzwerkzeugen,
Rückgewinnen von während des Spritzschrittes übersprühtem Pulver und Separieren und
Entfernen übergroßer Partikel aus dem rückgewonnenen Pulver, gekennzeichnet
dadurch, daß das Verfahren das Abtrennen feinerer Partikel von den übrigen
Partikeln in dem rückgewonnenen Pulver, Rückführen der feineren Partikel zu dem
Spritzwerkzeug zum Spritzen auf die Werkstücke und Rückführen der anderen
Partikel, von denen die feineren Partikel entfernt wurden, zum Spritzwerkzeug zum
Spritzen auf die Werkstücke umfaßt.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mittels eines Beispieles
und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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- Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Pulverrückgewinnungs-
und -zuführungssystems gemäß dem Stand der Technik ist,
das einen Filterpatronensammler verwendet.
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- Fig. 2 eine schematische Darstellung ähnlich der Fig. 1 ist, die eine
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt,
in der feinere Partikel mit größeren Partikeln im
Zuführungsbehälter gemischt werden.
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- Fig. 3 eine schematische Darstellung ähnlich den Fig. 1 und 2 ist,
die eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zeigt, in der feinere Partikel durch eine separate
Spritzpistole gespritzt werden.
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- Fig. 4 eine schematische Darstellung ähnlich den Fig. 1-3 ist, die
eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt, in der Rohpulver ebenfalls durch eine separate Pistole
gespritzt wird.
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- Fig. 5 eine schematische Darstellung ähnlich den Fig. 1-4 ist, die
eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt, in der Rohpulver vorklassiert wird, um feinere Partikel
zum getrennten Spritzen zu entfernen.
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- Fig. 6 eine schematische Darstellung ähnlich den Fig. 1-5 ist, die
eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt, in der Rohpulver vorklassiert wird und die feineren
Partikel mit größeren Partikeln im Zuführungsbehälter gemischt
werden.
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- Fig. 7 eine schematische Darstellung ähnlich den Fig. 1-6 ist, die
eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt, in der Rohpulver klassiert wird, die feineren Partikel
getrennt gespritzt und das klassierte Rohpulver getrennt
gespritzt wird.
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- Fig. 8 eine perspektivische schematische Ansicht eines integrierten
Klassierers ist, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendet werden kann.
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- Fig. 9 eine schematische Darstellung ähnlich der Fig. 1 ist, die ein
anderes Pulverrückgewinnungs- und -zuführungssystem nach
dem Stand der Technik zeigt, das eine
Zyklonabscheidereinheit zur Rückgewinnung der Übersprühung verwendet.
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- Fig. 10 eine schematische Darstellung ähnlich den Fig. 1-7 ist, die
eine andere Ausführungsform zeigt, in der die Lehren der
Erfindung auf ein Pulverbeschichtungssystem angewandt
werden, das eine Zyklonabscheidereinheit zur Rückgewinnung
des übersprühten Pulvers verwendet.
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Die Fig. 1 wird unter Verwendung der Bezugszeichen 100-199, die
Ausführungsform der Fig. 2 wird unter Verwendung der Bezugszeichen 200-299, die
Ausführungsform der Fig. 3 unter Verwendung der Bezugszeichen 300-399 usw.
beschrieben. Wenn nichts anderes angemerkt wird, sind die Elemente, die durch
Bezugszeichen mit den gleichen letzten zwei Ziffern bezeichnet sind, ähnlich oder
identisch. Zum Beispiel würde das Element 340 in der Ausführungsform der Fig. 3
ähnlich oder gleich dem Element 240 in der Ausführungsform der Fig. 2 sein.
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Insbesondere bezugnehmend auf die Zeichnungen und zu Beginn auf Fig. 1 ist dort
ein konventionelles Pulversystem 100 des Standes der Technik schematisch
gezeigt. Ein Sammler 101 ist als Teil der Spritzkabine 103 ausgebildet und sieht
Mittel zur Rückgewinnung von übersprühtem Pulver vor, das von der Spritzkabine
103 übersprüht wurde. Das übersprühte Pulver wird mittels eines Gebläses 105 im
Sammler 101 aufgefangen, das das übersprühte Pulver von der Kabine 103 in den
Sammler 101 zieht. Der Sammler 101 ist ein Patronenfiltersammler, wie er im US-
Patent Nr. 4,590,884 gezeigt ist, das durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit
hierin aufgenommen ist. Der Sammler 101 nimmt eine Reihe Patronenfilter auf, die
durch eine Reinluftkammer mit dem Gebläse 105 verbunden sind. Die durch das
Gebläse 105 angesaugte gefilterte Luft passiert dann ein Endfilter 106, bevor sie
zurück in die Anlage geschickt wird. Das Gebläse 105 erzeugt einen konstanten
Luftstrom von der Kabine 103 in den Sammler 101. Die Teile 131 werden durch
einen elektrisch geerdeten Förderer durch die Kabine 103 befördert und von einer
elektrostatischen Spritzpistole 128 gespritztes Pulver, das nicht elektrostatisch an
den geerdeten Teilen haftet, wird als übersprühtes Pulver aus der Kabine 103 in
den Sammler 101 gesaugt. Wenn der Luftstrom die Patronen passiert, sammelt
sich das eingeschlossene Pulver an der Außenseite der Filterpatronen, wo es vom
Luftstrom getrennt wird. Jede Patrone wird periodisch durch Rückstoßimpuls
gereinigt, um das angesammelte Pulver von der Außenseite der Patrone
abzuklopfen, so daß es nach unten in einen Regeneratsammelbehälter 107 fallen kann.
Rohpulver 108 wird normalerweise durch Zufügen desselben zum
Regeneratsammelbehälter 107 in das System eingeführt, um während des
Beschichtungsvorganges verbrauchtes Pulver zu ersetzen. Aus dem Regeneratsammelbehälter 107
wird das Pulver durch eine Transportpumpe 109 zu einem Minizyklonabscheider
110 gepumpt. Die Funktion des Minizyklonabscheiders 110 ist es, die von der
Pumpe 109 zugeführte Transportluft vom Pulverstrom abzutrennen. Der
Pulverstrom tritt tangential in den Minizyklonabscheider 110 ein, wobei die schwereren
Pulverpartikel an der Innenwand des Zyklonabscheiders entlang abwärts in den
Boden des Minizyklonabscheiders 110 strömen. Die Transportluft, die das Pulver
in den Minizyklonabscheider geführt hat, dreht sich am Boden des
Minizyklonabscheiders 110 aufwärts und strömt an der Längsachse des
Minizyklonabscheiders 110 entlang nach oben und auf der Oberseite des Minizyklonabscheiders
heraus. Obwohl die Funktion des Minizyklonabscheiders 110 lediglich im Abtrennen
der Transportluft besteht und nicht im Klassieren des Pulvers der Größe nach, ist
unvermeidbar, daß einige der feineren Pulverpartikel nicht zusammen mit den
mittelgroßen und großen Partikeln am Boden des Minizyklonabscheiders 110
ausfallen, sondern stattdessen in der Transportluft eingeschlossen bleiben und an der
Oberseite des Minizyklonabscheiders 110 mit der Transportluft ausgestoßen
werden. Diese feinen Partikel werden mit der Transportluft in den
Regeneratsammelbehälter 107 geblasen. Die größeren Partikel verlassen den
Minizyklonabscheider 110 und bewegen sich durch ein Sieb 111. Große Agglomerationen von Pulver,
übergroße Pulverpartikel und andere Verunreinigungen werden am Sieb 111 aus
dem System getrennt und weggeworfen. Die verbleibenden Pulverpartikel passieren
das Sieb 111 und sammeln sich in einem Wirbelbett-Zuführungsbehälter 116, der
verwendet wird, um der Spritzpistole Pulver zuzuführen. Ein repräsentativer
Wirbelbett-Zuführungsbehälter ist in dem US-Patent Nr. 5,018,909 gezeigt, das in seiner
Gesamtheit durch Bezugnahme hierin eingeschlossen ist. Die fluidisierende Luft
vom Zuführungsbehälter 116 wird in den Sammler 101 geblasen und diese
fluidisierende Luft trägt eine Menge feinerer Pulverpartikel mit sich, da die feineren
Partikel natürlicherweise dazu neigen, sich in dem oberen Teil des Behälters zu
konzentrieren. Vom Zuführungsbehälter 116 wird das Pulver durch eine Pumpe 124
zu einer Spritzpistole 128 gepumpt, wo das Pulver auf die Teile 131 gespritzt wird.
Die Übersprühung von der Pistole 128 kehrt wieder zum Sammler 101 zurück, wie
es oben beschrieben ist.
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Bei Anwendung des aus dem Stand der Technik bekannten Systems 100 wird
rückgewonnenes Pulver und Rohpulver aus der Pistole 128 auf die Teile 131
gespritzt. Rückgewonnenes Pulver sammelt sich in dem Regeneratsammelbehälter
107 und Rohpulver 108 wird periodisch in den Regeneratsammelbehälter 107
eingeführt, um die Pulverzuführung in dem System zu ergänzen.
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Ein Problem mit diesem aus dem Stand der Technik bekannten System 100
besteht darin, daß die feineren Partikel dazu neigen, sich in dem System
anzusammeln. Feinere Partikel, die in dem Minizyklonabscheider 110 von den
grobkörnigeren Partikeln getrennt werden, werden zum Sammler 101 zurückgeführt und
werden in einer kontinuierlichen Schleife festgehalten, die sich vom Sammler 101
zum Regeneratsammelbehälter 107 durch die Transportpumpe 109 zum
Minizyklonabscheider 110 und vom Minizyklonabscheider 110 zurück zum Sammler 101
bewegt. Darüber hinaus werden feinere Pulverpartikel, die aus dem Boden des
Minizyklonabscheiders 110 herauskommen und in den Zuführungsbehälter 116
wandern, sehr wahrscheinlich mit der fluidisierenden Luft aus dem Behälter 116
zurück zum Sammler 101 geblasen. Die Folge ist, daß viele der feineren Partikel
niemals die Spritzpistole erreichen, von der sie auf die Teile gespritzt und aus dem
System entfernt werden können. Darüber hinaus werden sie, selbst wenn sie die
Spritzpistole 128 erreichen, aus den zuvor beschriebenen Gründen wahrscheinlich
nicht effektiv auf die Teile 131 aufgetragen, so daß sie dazu neigen, direkt an den
Teilen vorbei und zurück in den Sammler 101 zu strömen. Dieses führt
infolgedessen zum Ansammeln der feineren Partikel, da es keinen Weg aus dem System
heraus gibt.
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Ein anderes aus dem Stand der Technik bekanntes System verwendet anstelle des
Patronenfiltersammlers 101 einen Zyklonabscheider. Dieses bekannte System wird
unten unter Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert. In einem Zyklonabscheidersystem
werden Feinanteile nicht konzentriert, weil sie, wie es oben erläutert wurde,
normalerweise kontinuierlich als Abfall entsorgt werden.
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Die Fig. 2-8, die als nächstes beschrieben werden, zeigen die Anwendung der
Erfindung mit einem Übersprührückgewinnungssammler vom Patronenfiltertyp, und
die Erfindung wird aus praktischen Gründen prinzipiell für diesen Sammlertyp
beschrieben. Die Erfindung ist jedoch ebenso für ein
Übersprühungsrückgewinnungssystem vom Zyklonabscheidertyp geeignet und vorteilhaft, und eine Art und Weise
der Verwirklichung wird unten unter Bezugnahme auf Fig. 10 erläutert.
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Das System 200 der Fig. 2 ist dem aus dem Stand der Technik bekannten System
der Fig. 1 in der Hinsicht ähnlich, daß es einen als Teil der Spritzkabine 203
ausgebildeten Patronenfiltersammler 201 hat und Mittel zum Rückgewinnen von
übersprühtem Pulver vorsieht, wobei der Sammler 201 ein mit einem Endfilter 206
verbundenes Gebläse 205 und eine Reihe über einem Regeneratsammelbehälter
207 angeordnete Filterpatronen hat, mit einer Transportpumpe 209 am
Sammelbehälter 207. Rohpulver 208 wird durch Hinzufügen zu dem
Regeneratsammelbehälter 207 in das System eingeführt, um im Pulverbeschichtungsprozeß verbrauchtes
Pulver zu ersetzen. In diesem System wird jedoch das vom Sammelbehälter 207
durch die Pumpe 209 transportierte rückgewonnene und Rohpulver durch ein Sieb
211 zu einem Klassierer 214 gegeben. Das Sieb 211 entfernt große
Pulveranagglomerationen, übergroße Pulverpartikel und andere Verunreinigungen, die
weggeworfen werden, und läßt die restlichen Partikel zum Klassierer 214 hindurchgehen.
Der Klassierer 214 trennt das hereinkommende Pulver in relativ feine Partikel, die
an der Oberseite des Klassierers heraus abgeleitet werden, und in relativ
grobkörnige Partikel, die am Boden des Klassierers 214 heraus abgeleitet werden. Ein
Beispiel eines Korngrößenklassierers, der für diesen Zweck verwendet werden
könnte, ist ein Alpine Multiplex® MZF Flybed Zig-Zag-Klassierer, der von der Micron
Powder Systems Company of Summit, New Jersey, hergestellt wird. Die
grobkörnigen Partikel lagern sich durch die Schwerkraft am Boden des Klassierers 214 ab
und die feineren Partikel strömen mit der Transportluft an der Oberseite des
Klas
sierers 214 heraus. Dieses ist das allgemeine Prinzip vieler Korngrößenklassierer,
zu bewirken, daß die schwereren Partikel durch die Schwerkraft aus der
Transportluft herausfallen und dabei die feineren Partikel von den gröberen (d. h. den
schwereren) Partikeln zu trennen, was dazu führt, daß die feineren Partikel in der
Transportluft verbleiben. In dem System 200 setzen sich die grobkörnigeren
Partikel vom Boden des Klassierers 214 in einem Zuführungsbehälter 216 ab, und
die feineren Partikel, die an der Oberseite des Klassierers 214 austreten, werden
nicht zum Sammler 201 zurückgeführt, sondern stattdessen zu einem Mischer 223
im Zuführungsbehälter 216 geschickt. Der Mischer 216 vermischt die feineren
Partikel mit den grobkörnigeren Partikeln, bevor sie zu einer Spritzpistole 228
gepumpt werden. Auf diese Weise werden einige der feineren Partikel infolge der
Van-der-Waals-Kraft an den grobkörnigeren Partikeln anhaften und mit den
grobkörnigeren Partikeln auf die Teile 231 aufgetragen werden. Es ist jedoch zu beachten,
daß, da der Behälter 216 belüftet wird, um das Austreten der fluidisierenden Luft
zu erlauben, einige der feineren Partikel schließlich mit der fluidisierenden Luft vom
Behälter 216 zum Sammler 201 zurückkehren werden. Es wird jedoch ein größerer
Teil der feineren Partikel, als es der Fall bei dem aus dem Stand der Technik
bekannten System 100 der Fig. 1 ist, von der Pumpe 224 zur Pistole 228
gepumpt. Deshalb haben die feineren Partikel eine größere Chance, entweder an
größeren Pulverpartikeln oder an einem der Teile 231 zu haften oder selbst
ausreichend geladen zu werden, um an einem der Teile 231 zu haften, so daß sie aus
dem System entfernt werden können.
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Ein Problem bei dem System 200 der Fig. 2 besteht jedoch darin, daß die feineren
Partikel, die nicht an größeren Partikeln haften, aus Gründen, die zuvor beschrieben
wurden, größtenteils immer noch nicht an dem Teil 231 haften werden und deshalb
in dem Sammler 201 landen.
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Ein System 300, das die feineren Partikel in dem System in größerem Maß nutzt,
ist in Fig. 3 gezeigt, in der die feineren Partikel einer speziellen
Feinstkornspritzpistole zugeführt und auf die Teile gespritzt werden. Das System 300 der Fig. 3 ist
dem aus dem Stand der Technik bekannten System 200, das bereits erläutert
wurde, in der Hinsicht etwas ähnlich, daß es einen als Teil der Spritzkabine 303
ausgebildeten Filterpatronensammler 301, ein Gebläse 305, ein Endfilter 306, einen
Regeneratsammelbehälter 307, eine Transportpumpe 309, ein Sieb 311 und einen
Klassierer 314 umfaßt. Rohpulver 308 wird durch Zufügen zum
Regeneratsammelbehälter 307 in das System eingeführt, um in dem Beschichtungsprozeß
verbrauchtes Pulver zu ersetzen. Die größeren Partikel aus dem Klassierer 314 fallen in einen
Zuführungsbehälter 316. Der Zuführungsbehälter 316 wird verwendet, um einer
Spritzpistole 328 mittels einer Pumpe 324 Pulver zuzuführen. Die feineren Partikel
vom Klassierer 314 werden zu einem speziellen Feinstanteilsammler 319 geführt,
der wie der Sammler 301 ein Patronenfiltersammler sein kann. Ein Gebläse 320
saugt die vom Klassierer 314 ausgegebenen feineren Partikel mit der Transportluft
auf die Filterpatronen und schickt dann die gefilterte Luft durch ein Endfilter 321,
um sie zurück in die Anlage zu schicken. Die Filterpatronen in dem
Feinstanteilsammler 319 werden periodisch gepulst, um das Pulver in einen
Feinstanteilsammler 322 herab abzuklopfen. Eine Transportpumpe 327 transportiert das relativ feine
Pulver vom Behälter 322 zu einer Spritzpistole 330, die in der bevorzugten
Ausführungsform besonders für das Aufladen feinerer Pulverpartikel und das Spritzen
derselben auf die Teile 331 angepaßt ist. Ein Beispiel einer bevorzugten Pistole ist
in der anhängigen US-Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 07/956,615 offenbart,
die auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, deren
Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Das
überschüssige Pulver oder die Übersprühung aus der Feinstanteilpistole 330, das nicht
elektrostatisch an den Teilen 331 haftet, wird zusammen mit der Übersprühung
von der Pistole 328 in den Sammler 301 gesaugt. Wenn diese feineren Partikel
jedoch durch die Pumpe 309 vom Regeneratsammelbehälter 307 in den Klassierer
314 gepumpt werden, werden sie zu dem Feinstanteilsammler 319 zurückgeführt
und wieder durch die Feinstanteilpistole 330 geschickt, so daß sie eine weitere
Möglichkeit zum Aufladen und Aufbringen auf die Teile 331 haben. Durch
Behandeln der feineren Partikel in dieser Art und Weise werden sich die feineren Partikel
nicht kontinuierlich in dem System ansammeln, wie sie es in Systemen der in Fig.
1 gezeigten Art tun.
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Da bekannt ist, daß feinere Pulver glattere und dünnere Oberflächen ergeben als
grobkörnigere, stellt das System 300 zusätzlich eine Lösung für die Ansammlung
von feineren Partikeln zur Verfügung, indem die Vorteile der feineren Partikel durch
Spritzen mittels einer speziell angepaßten Feinstanteilpistole 330 genutzt werden.
Somit löst das Verfahren nicht nur das Problem der Ansammlung feiner Partikel,
sondern stellt auch eine bessere Oberflächengüte auf den zu spritzenden Teilen zur
Verfügung.
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Das Konzept der Verwendung von separaten Spritzpistolen für die feineren Partikel
gemäß Fig. 3 kann einen Schritt weiter geführt werden, indem eine
zweckbestimmte Pistole nur zum Spritzen von Rohpulver vorgesehen wird. Dieses ist in dem
System 400 der Fig. 3 gezeigt. Das System 400 der Fig. 4 ist im wesentlichen dem
gerade unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschriebenen System 300 ähnlich, mit
einem als Teil der Spritzkabine 403 ausgebildeten Sammler 401, einem Gebläse
405, einem Endfilter 406, einem Regeneratsammelbehälter 407, einer
Transportpumpe 409, einem Sieb 411, einem Filterpatronenklassierer 414 und einem
Zuführungsbehälter 416. Pulver aus dem Zuführungsbehälter 416 wird unter
Verwendung einer Pumpe 424 zu einer Spritzpistole 428 geführt. Feinere Partikel vom
Klassierer 414 werden zu einem Feinstanteilsammler 419 geschickt, von dem sie
sich in einem Feinstanteilbehälter 422 ablagern und unter Verwendung einer Pumpe
427 zu einer Feinstanteilpistole 430 gepumpt werden. Anstelle des Einführens von
Rohpulver in den Regeneratsammelbehälter 407 wird jedoch das Rohpulver 408
durch einen speziellen Zuführungsbehälter 418 in das System eingeführt, der nur
für Rohmaterial verwendet wird. Das Rohmaterial tritt in den Zuführungsbehälter
418 durch ein Sieb 413 ein, das verwendet wird, um große Klumpen oder
Ansammlungen von Pulver abzutrennen, die in der Rohmaterialzuführung vorhanden
sein können. Die fluidisierende Luft für den Rohpulverzuführungsbehälter 418 wird
in den Feinstanteilsammler 419 geblasen, so daß alle feineren Partikel, die aus dem
Behälter 418 heraus fluidisiert werden, in dem Feinstanteilsammler 419 landen.
Das Rohpulver vom Zuführungsbehälter 418 wird dann unter Verwendung einer
Pumpe 425 zu einer separaten Spritzpistole 429 für das Rohpulver geführt. Das
übersprühte Rohpulver, das nicht an den Teilen 431 haftet, wird durch das Gebläse
405 zusammen mit der Übersprühung von den Pistolen 428 und 430 in den
Sammler 401 gesaugt und wird in dem bereits beschriebenen
Rückgewinnungssystem wiederverwendet.
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Bei Anwendung des Systems 400 wird Rohpulver separat durch die Pistole 429 auf
die Teile 431 aufgebracht. Das Trennen des Rohpulvers vom rückgewonnenen
Pulver ist vorteilhaft, weil das Rohpulver eine höhere Konzentration an größeren
Partikeln als das rückgewonnene Pulver hat, da die größeren Pulverpartikel am
leichtesten geladen und auf die Teile 431 aufgebracht werden. Das rückgewonnene
Pulver hat wahrscheinlich eine höhere Konzentration an mittleren und kleineren
Partikeln. Somit erfährt jede der Pistolen 428, 429 und 430 eine verhältnismäßig
engere Korngrößenverteilung, die deshalb gleichmäßiger und konsistenter geladen
werden können, so daß ein größerer Teil der aus den drei Pistolen gespritzten
Partikel elektrostatisch an dem Teil haftet.
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Es wird angemerkt, daß das aus der Rohpulverpistole 429 in Fig. 4 gespritzte
Rohpulver eigentlich eine Mischung aus feineren und grobkörnigeren Pulverpartikeln
ist, und daß das feinere Pulver in dem Rohpulver aus der Feinstanteilpistole
ge
spritzt werden könnte, anstelle es aus einer separaten Rohpulverpistole ZU spritzen.
Der Rest des Rohpulvers könnte dann mit dem zurückgewonnenen Pulver gemischt
werden. Dieses Konzept ist in dem System 500 der Fig. 5 gezeigt. Das System
500 der Fig. 5 ist im wesentlichen ähnlich dem gerade beschriebenen System 400,
mit einem als Teil der Spritzkabine 503 ausgebildeten Sammler 501, einem Gebläse
505, einem Endfilter 506, einem Regeneratsammelbehälter 507, einer
Transportpumpe 509, einem Sieb 511 einem Klassierer 514 und einem Zuführungsbehälter
516. Das System 500 verwendet zwei Pistolen, eine Hauptpistole 528 und eine
Feinstanteilpistole 530, die ähnlich den Pistolen 328 und 330 der Fig. 3 sind.
Rohpulver 508 wird in einem Schüttgutbehälter 518 geladen, wie z. B. der
Nordson® Bulk Unloader, der in dem US-Reissue-Patent Nr. 32,841 gezeigt ist, dessen
Offenbarung durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit hierin aufgenommen ist. Eine
Pumpe 526 pumpt das Rohpulver vom Behälter 518 durch ein Sieb 512 zum
Klassierer 514. Der Klassierer 514 erhält mit Hilfe einer Transportpumpe 509 auch
rückgewonnenes Pulver vom Regeneratsammelbehälter 507. Der Klassierer 514
leitet die feineren Partikel zu einem Feinstanteilsammler 519 um und die gröberen
Partikel zum Zuführungsbehälter 516. Die feineren Partikel aus dem Rohpulver
bewegen sich zusammen mit den feineren Partikeln aus dem rückgewonnenen
Material vom Feinstanteilsammler 519 in einen Feinstanteilsammelbehälter 522,
von dem sie unter Anwendung einer Pumpe 527 zum Spritzen auf die Teile 531 zu
einer Feinstanteilspritzpistole 530 geschickt werden. Die größeren Partikel aus dem
Rohmaterial lagern sich zusammen mit den größeren Partikeln aus dem
rückgewonnenen Material durch den Klassierer 514 in dem Zuführungsbehälter 516 ab, von
dem sie unter Verwendung der Pumpe 524 der Rückgewinnungspistole 528
zugeführt werden.
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In dem System 600 der Fig. 6 werden die Konzepte der Systeme 200 und 500 der
Fig. 2 und 5 kombiniert. Das System 600 der Fig. 6 ist im wesentlichen ähnlich
dem gerade beschriebenen System 500, mit einem als Teil einer Spritzkabine 603
ausgebildeten Filterpatronensammler 601, einem Gebläse 605, einem Endfilter 606,
einem Regeneratsammelbehälter 607, einer Transportpumpe 609 und einem Sieb
611. Das System 600 der Fig. 6 umfaßt einen Klassierer 614, aber die nach oben
und aus dem Klassierer 614 heraus abgeleiteten feineren Partikel werden nicht zu
einer separaten Feinstanteilpistole gepumpt. Stattdessen werden die feineren
Partikel einem Mischer 623 zugeführt, der mit einem Zuführungsbehälter 61 6
verbunden ist, wo die feineren Partikel mit den größeren Partikeln vermischt
werden, die dem Zuführungsbehälter 616 aus dem Klassierer 614 zugeführt
werden. Der Mischer 623 könnte ein Prallmischer sein, der das feinere Pulver in
das Wirbelbett der größeren Partikel im Behälter 616 spritzen würde. Während des
Mischvorganges werden mindestens einige der feineren Partikel mit einigen der
größeren Partikel agglomeriert und werden als agglomerierte Partikel auf die Teile
631 aufgebracht.
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Eine andere Alternative zu dem System 500 der Fig. 5 ist im System 700 der Fig.
7 gezeigt. Wie beim System 500 können die in dem Rohpulver enthaltenen feineren
Partikel in der Feinstanteilpistole besser ausgenutzt werden als beim Spritzen dieser
Partikel zusammen mit dem Rest des Rohpulvers in der konventionellen Pistole. Das
System 500 verwendet jedoch den Rest des Rohpulvers mit dem
zurückgewonnenen Pulver in der gleichen Spritzpistole. Das Rohpulver mit den abgetrennten
feineren Partikeln kann in einer separaten Rohpulverpistole besser ausgenutzt werden
als in dem System 400. Dieses wird in dem System 700 der Fig. 7 ausgeführt, in
dem das Rohpulver durch unmittelbares Separieren der feineren Partikel von den
grobkörnigeren klassiert wird, bevor das Rohpulver zu der Spritzpistole geführt
wird. Das System 700 der Fig. 7 ist ähnlich dem System 500 der Fig. 5, mit
einem als Teil einer Spritzkabine 703 ausgebildeten Sammler 701, einem Gebläse
705, einem Endfilter 706, einem Regeneratsammelbehälter 707, einer
Transportpumpe 709, einem Sieb 711, einem Klassierer 714 und einem Zuführungsbehälter
716. Feinere Partikel vom Klassierer 714 werden zu einem Feinstanteilbehälter 722
umgeleitet. Rohpulver wird einem Schüttgutbehälter 718 zugeführt, von wo aus es
unter Anwendung einer Pumpe 726 durch ein Sieb 712 in einen zweiten Klassierer
715 geführt wird. Die feineren Partikel aus dem Klassierer 714 werden zusammen
mit den feineren Partikeln aus dem Klassierer 715 zu dem Feinstanteilsammler 719
geschickt, von wo aus sie mittels einer Pumpe 727 zu einer Feinstanteilpistole 730
geschickt werden. Die größeren Partikel aus 715 werden zu einem
Zuführungsbehälter 717 geschickt. Das klassierte Pulver aus dem Zuführungsbehälter 717
wird mittels einer Pumpe 725 zu einer zweckbestimmten Pistole 729 geschickt. Die
Pistole 729 spritzt deshalb nur Rohpulver, das zum Abtrennen der feineren
Pulverpartikel klassiert ist. Somit lädt die Pistole 729 nur eine relativ enge
Korngrößenverteilung des Pulvers, was bedeutet, daß ein größerer Teil des gespritzten Pulvers
effektiv geladen wird und an den Teilen 731 haftet. Diese Pistole 729 kann deshalb
in einer sehr effizienten Art und Weise arbeiten und wird weniger Übersprühung als
andere Spritzpistolen erzeugen.
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Eine Abwandlung der in den Fig. 2-7 gezeigten Lösung des "entfernt
angeordneten Klassierers" ist die Ausführungsform der Fig. 8, die einen in dem
Sammelbehälter integrierten Klassierer zeigt. Gemäß dieser Lösung umfaßt ein integrierter
Klassierer 70 ein Gehäuse 71, das sowohl eine Reihe Filterpatronen 72 als auch
eine Klassier-/Feinstanteilsammelbehälteranordnung 73 trägt. Die Patronenfilter 72
scheiden übersprühtes Pulver aus der Pulverspritzkabine in der normalen Art und
Weise ab. Ein Gebläse 74, das durch eine Reinluftkammer 75 wirkt, und die
Patronen 72 saugen übersprühtes Pulver aus der Pulverbeschichtungskabine auf
die Patronen 72. Die Patronen 72 werden periodisch mittels
Rückstoßimpulsventilen 76 durch Impulse gereinigt, um das Pulver von der Außenseite der Patronen 72
und nach unten in die Sammelbehälter 77 und 78 abzuklopfen. Gemäß dieser
Ausführungsform pumpen jedoch am Boden der Behälter 77 und 78 angeordnete
Pumpen 79 und 80 gesammeltes Pulver in einen Klassierer, wie z. B. einen kleinen
Klassierzyklonabscheider 81. Das Pulver tritt tangential in den Zyklonabscheider 81
ein und wirbelt um die Innenseite des Zyklonabscheiders herum, wobei die
schwereren Partikel gegen die Innenwand prallen und nach unten zum Boden des
Zyklonabscheiders 81 fallen und die leichteren Partikel an der Oberseite des
Zyklonabscheiders mit der Transportluft durch einen Auslaß 82 und in eine
Feinstanteilsammelkammer 83 ausgestoßen werden. Die schwereren (d. h. grobkörnigeren)
Partikel, die sich auf dem Boden des Zyklonabscheiders 81 ablagern, bewegen sich
durch ein Rohr 84 in ein Sieb 85, das Klumpen und Verunreinigungen entfernt,
bevor sich das grobkörnigere Pulver in einen Zuführungsbehälter 86 bewegt. Das
Pulver wird durch eine Pumpe 87 vom Behälter 86 zu einer Spritzpistole gepumpt,
die zum Spritzen von grobkörnigerem Pulver bestimmt ist.
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Die feineren Pulverpartikel, die in die Feinstanteilsammelkammer 83 eintreten,
werden durch das Gebläse 74, das durch die Reinluftkammer 75 wirkt, auf eine
Filterpatrone 88 gesaugt. Die Patrone 88 wird periodisch mittels eines
Impulsventiles 89 durch Rückstoßimpuls gereinigt, um die feineren Partikel von der
Patrone 88 in einen Feinstanteilsammelbehälter 90 abzuklopfen. Eine
Fluidisierungsluftkammer 91 ist unter dem Behälter 90 angeordnet, um das Pulver im
Behälter 90 zu fluidisieren, so daß es durch eine Pumpe 92 zu einem Sieb und
Zuführungsbehälter (nicht gezeigt) zur Weitergabe an eine Spritzpistole, die zum
Spritzen feinerer Partikel bestimmt ist, gepumpt werden kann.
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Eine alternative Ausführungsform des integrierten Klassierers 70 wäre, den
Behälter 77 geometrisch so zu konfigurieren, daß er groß genug ist, um vollständig unter
den sechs Filterpatronen 72 und dem Behälter 78 zu liegen, so daß er schmal
genug ist, um gerade unter dem unteren Ende des Klassierzyklonabscheiders 81 zu
liegen. Bei dieser alternativen Ausführungsform würde nur die Pumpe 79 an den
Klassierzyklonabscheider 81 angeschlossen sein und die Pumpe 80 würde die vom
Zyklonabscheider 81 ausgetragenen grobkörnigeren Partikeln zum Sieb 85 pumpen.
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In jeder Ausführungsform stellt der integrierte Klassierer 70 eine einzige Einheit zur
Verfügung, die an existierende Systeme nachträglich angepaßt werden kann, um
die notwendige Vorrichtung zum Klassieren feinerer Pulverpartikel zur Verfügung
zu stellen, so daß sie einer Feinstanteilpistole zum Spritzen auf die Teile zugeführt
werden kann.
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Obwohl die Fig. 1-8 die Anwendung der Erfindung auf
Pulverbeschichtungssysteme mit Patronenfilter-Übersprühungssammlern zeigen, ist die Erfindung
ebenso auf Rückgewinnungssysteme vom Zyklonabscheidertyp anwendbar. Fig. 9
zeigt ein konventionelles, aus dem Stand der Technik bekanntes Pulversystem 900,
das eine Zyklonabscheider-Übersprühungsrückgewinnungseinheit verwendet. Ein
Prallabscheider oder Zyklonabscheider 902 ist an eine Spritzkabine 903
angeschlossen. Übersprühtes Pulver, das durch Einschlußluft aus der Spritzkabine 903
befördert wird, tritt tangential in den Zyklonabscheider 902 ein, und die
schwereren und größeren Partikel strömen an der Innenwand des Zyklonabscheiders
entlang abwärts in den Boden des Zyklonabscheiders 902. Die feineren Partikel und
die Transportluft, die das Pulver in den Zyklonabscheider 902 getragen hat,
bewegen sich am Boden des Zyklonabscheiders aufwärts und strömen an der
Längsachse des Zyklonabscheiders entlang und an der Oberseite des Zyklonabscheiders
heraus. Die feineren Partikel treten zusammen mit der Transportluft in einen
Patronenfiltersammler 904 ein, wo die Luft durch ein Gebläse 905 durch ein Endfilter
906 aus dem Sammler ausgestoßen wird. Die feineren Partikel werden durch
Rückstoßimpuls von den Patronen im Sammler 904 entfernt und fallen vom Sammler in
einen Abfallbehälter 922.
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Die größeren Partikel treten am Boden des Zyklonabscheiders 902 aus und
bewegen sich durch ein Sieb 911. Große Agglomerationen von Pulver, übergroße
Pulverpartikel und andere Verunreinigungen werden an dem Sieb 911 aus dem System
entfernt und weggeworfen. Die restlichen Pulverpartikel gehen durch das Sieb 911
hindurch und sammeln sich in einem Wirbelbett-Regeneratsammelbehälter 907.
Rohpulver 908 wird normalerweise durch Zufügen zum Regeneratsammelbehälter
907 in das System eingeführt, um während des Beschichtungsvorganges
verbrauchtes Pulver zu ersetzen. Vom Regeneratsammelbehälter 907 wird das Pulver
zu einer Spritzpistole 928 gepumpt, wo das Pulver auf die Teile 931 gespritzt wird.
Die Übersprühung von der Pistole 928 kehrt wieder zum Zyklonabscheider 902
zurück, wie es oben beschrieben ist. Es ist zu erkennen, daß die meisten der
feineren Partikel durch den Zyklonabscheider 902 aus dem System entfernt
werden, wo sie in dem Sammelbehälter 922 gesammelt und weggeworfen oder zum
Pulvermaterialhersteller zurückgeführt werden.
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Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, in der die Lehren der vorliegenden Erfindung
auf das aus dem Stand der Technik bekannte System der Fig. 9 angewandt
werden. Ein System 1000, das in Fig. 10 gezeigt ist, hat einen Zyklonabscheider oder
einen anderen Klassierer 1002, der an die Spritzkabine 1003 angeschlossen ist und
in den übersprühtes Pulver aus der Spritzkabine durch ein Sieb 1011 transportiert
wird. Das Sieb 1011 trennt die großen Konglomerate des Pulvers, übergroße
Pulverpartikel und andere Verunreinigungen ab, so daß diese Partikel entfernt und
beseitigt werden können, bevor sie den Zyklonabscheider 1002 erreichen.
Rohpulver 1008 wird durch Hinzufügen desselben durch das Sieb zum Zyklonabscheider
1002 in das System eingeführt, um im Beschichtungsvorgang verbrauchtes Pulver
zu ersetzen. Die größeren Partikel lagern sich vom Boden des Zyklonabscheiders
1002 in einem Wirbelbett-Regeneratsammelbehälter 1007 ab, von dem sie zu einer
Spritzpistole 1028 gepumpt werden. Die feineren Partikel werden zusammen mit
der Transportluft aus dem Oberteil des Zyklonabscheiders 1002 in einen
Patronensammler 1004 ausgestoßen, wo die Transportluft durch ein Gebläse 1005 durch
ein Endfilter 1006 abgeschieden wird. Die feineren Partikel in dem Sammler 1004
werden durch Rückstoßimpuls von den Patronen im Sammler 1004 entfernt und
lagern sich in einem Feinstanteilsammelbehälter 1022 ab, von wo sie durch eine
Pumpe 1027 zu einer Feinstanteilpistole 1030 gepumpt werden, die speziell zum
Aufladen feinerer Pulverpartikel und Spritzen derselben auf die Teile 1031 angepaßt
ist. Somit werden die feineren Pulverpartikel, indem sie abgetrennt und zu der
zweckbestimmten Feinstanteilpistole 1030 geführt werden, nicht durch das
Zyklonabscheiderrückgewinnungssystem 1000 entsorgt.