DE10145448A1 - Vorrichtung zum Fördern von Pulver und Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents

Vorrichtung zum Fördern von Pulver und Verfahren zu deren Betrieb

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Abstract

Die Vorrichtung (1) hat eine Förderkammer (3), in die eine Zuführleitung (6) zum Zuführen des zu fördernden Pulvers und eine Austragsleitung (8) zum Austragen des Pulvers münden. Ein Saugkolben (11) erzeugt durch seine Bewegung von der Förderkammer weg in dieser einen Unterdruck, durch den Pulver in die Förderkammer (3) gesaugt wird. Durch im Saugkolben (11) vorgesehene Kanäle (12, 14) kann der Förderkammer (3) ein Druckgas zum Austragen des Pulvers zugeführt werden. Diese Vorrichtung ist einfacher aufgebaut und einfacher zu betreiben als die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Pulver, mit einer Förderkammer, in die eine Zuführleitung und eine Austragsleitung für das Pulver münden, wobei die Vorrichtung Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Förderkammer und Mittel zum Erzeugen eines Überdrucks in der Förderkammer aufweist.
  • Zahlreiche bekannte Vorrichtungen zum Fördern von Pulver arbeiten nach dem Venturi-Prinzip, bei dem das Pulver durch einen Gasstrom in einer Düse mitgerissen wird. Solche Vorrichtungen sind zwar einfach im Aufbau, jedoch ist die im Gasstrom zu erreichende Pulverdichte beschränkt und die geförderte Pulvermenge lässt sich nur schlecht dosieren.
  • Es wurde deshalb nach Lösungen gesucht, die nicht nach dem Venturi-Prinzip arbeiten. Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 106 547 A1 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird Pulver pneumatisch in eine so genannte Dosierkammer gefördert, indem diese Dosierkammer mit einer Saugleitung verbunden wird. Danach wird die Dosierkammer mit einer Druckleitung verbunden, wodurch das Pulver aus der Dosierkammer in eine Austragsleitung gefördert wird.
  • Für den in der Saugleitung erzeugten Unterdruck hat diese bekannte Vorrichtung eine ausserhalb der Dosierkammer angeordnete Einrichtung zum Erzeugen von Unterdruck, beispielsweise eine Vakuumpumpe. Zwischen dieser und der Dosierkammer muss ein Steuerorgan vorhanden sein, mit dem sich der Durchgang für das Gas unterbrechen und freigeben lässt. Damit das in die Dosierkammer strömende Pulver nicht in die Saugleitung gelangen kann, ist letztere durch eine gasdurchlässige Trennmembrane von der Dosierkammer getrennt. Je nach der Beschaffenheit des mit dieser Vorrichtung geförderten Pulvers neigt die Trennmembrane dazu, verstopft oder verklebt zu werden, was natürlich das einwandfreie Funktionieren der Vorrichtung beeinträchtigt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die einfacher aufgebaut sowie einfacher und störungsfreier zu betreiben ist als die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemässe Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Förderkammer einen Kolben enthalten, der mit seiner Stirnseite die Förderkammer begrenzt und durch seine Bewegung von der Förderkammer weg deren Volumen vergrössert und dass die Mittel zum Erzeugen eines Überdrucks in der Förderkammer Kanäle zum Zuführen von Druckgas zur Förderkammer aufweisen.
  • Diese erfindungsgemässe Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass sie ohne eine ausserhalb der Dosierkammer angeordnete Einrichtung zum Erzeugen von Unterdruck auskommt und folglich auch auf das entsprechende Steuerorgan und die Trennmembrane verzichten kann.
  • Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung sind die Kanäle im Kolben vorhanden. Diese Massnahme ermöglicht es, das Druckgas zum Austragen des Pulvers aus der Förderkammer im wesentlichen in der Bewegungsrichtung des Kolbens zu führen, wodurch das vollständige Entleeren der Förderkammer wesentlich begünstigt wird.
  • Nach einer weiteren besonderen Ausführungsart der Erfindung ist der Kolben mit einer Antriebsvorrichtung verbunden, die als Kolben-Zylindereinheit ausgebildet ist. Dadurch wird es möglich, die Bewegungen des Kolbens mit dem selben Druckgas zu erzeugen, mit dem auch der Austrag des Pulvers aus der Förderkammer erfolgt. Eine solche Vorrichtung kann besonders kostengünstig hergestellt und betrieben werden.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei dem durch eine Bewegung des Kolbens aus seiner Ausgangslage von der Förderkammer weg Pulver in die Förderkammer gesaugt wird und dieses Pulver anschliessend durch in die Förderkammer geleitetes Druckgas aus dieser ausgetragen wird.
  • Damit die Menge des mit der Vorrichtung geförderten Pulvers fein dosiert werden kann, erfolgt das Einleiten von Druckgas, bevor der Kolben in seine Ausgangslage zurückgekehrt ist.
  • Insbesondere dann, wenn mehrere der erfindungsgemässen Vorrichtungen zu einer Anlage zusammengefasst werden, erlaubt dieses erfindungsgemässe Betriebsverfahren eine hohe Pulsrate des Pulverstroms an der Verbrauchsstelle.
  • Eine besondere Ausführungsart der erfindungsgemässen Vorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Die einzige Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine schematisch dargestellte Vorrichtung zum Fördern von Pulver.
  • Die Vorrichtung 1 weist in einem Grundkörper 2 eine Förderkammer 3 auf, in die eine Einlassbohrung 4 und eine Auslassbohrung 5 münden. An die Einlassbohrung 4 ist eine Zuführleitung 6 angeschlossen, die mit einem Abschlussorgan 7 gesteuert verschlossen und freigegeben werden kann. An die Auslassbohrung 5 ist eine Austragsleitung 8 angeschlossen, die mit einem Abschlussorgan 9 gesteuert verschlossen und freigegeben werden kann. Der Grundkörper 2 ist mit einem Führungskörper 10 verbunden, in dem ein Saugkolben 11 hin- und her verschiebbar angeordnet ist. Der Saugkolben 11 hat eine Längsbohrung 12 und ist an seinem der Förderkammer zugewandten Ende mit einem Verteilstück 13 versehen, das zwischen sich und dem Saugkolben 11 Kanäle 14 begrenzt, die der Zuführung eines Druckgases zur Förderkammer 3 dienen. Eine Dichtung 15 dichtet den Führungskörper 10 sowohl gegenüber dem Saugkolben 11 als auch gegenüber dem Grundkörper 2 ab. An seiner von der Förderkammer 3 abgewandten Ende ist der Saugkolben 11 mit einer Antriebsvorrichtung 16 verbunden.
  • Die Antriebsvorrichtung 16 ist im vorliegenden Beispiel als druckmittelbetriebene Kolben-Zylindereinheit ausgebildet. Sie könnte aber auch als mechanische Antriebseinheit, beispielsweise als Exzenter- oder Kurbelantrieb oder als elektromagnetische Antriebseinheit ausgebildet sein. Der in einem Zylinder 17 durch ein Druckmittel, beispielsweise Luft bewegbare Kolben 18 der Antriebsvorrichtung 16 hat eine durchgehende, hohle Kolbenstange 19, die an ihrem in der Figur unteren Ende mit dem Saugkolben 11 verbunden ist. Am anderen Ende der Kolbenstange 19 ist eine Leitung 26 in der Form eines Schlauches angeschlossen, die mit einem Ventil 25 verbunden ist und deren Funktion weiter unten erläutert wird. Eine obere Druckmittelleitung 20 und eine untere Druckmittelleitung 21 dienen zum Beaufschlagen des Kolbens 18 mit einem Druckmittel, beispielsweise Luft, um diesen im Zylinder 17 ab und auf zu bewegen. Die Druckmittelleitungen 20 und 21 sind mit einem Mehrwegeventil 22 verbunden, das seinerseits an eine Druckmittelquelle 23 angeschlossen ist. Je nach der Stellung des Mehrwegeventils 22 ist eine der beiden Druckmittelleitungen 20 oder 21 mit Druck beaufschlagt, während die andere mit einem Auslass 24 verbunden ist.
  • Im folgenden wird die Funktion der oben beschriebenen Vorrichtung erläutert. Ausgehend von der in der Fig. 1 dargestellten Lage wird der Saugkolben 11 durch die Antriebsvorrichtung 16 von der Förderkammer 3 weg bewegt. Das Abschlussorgan 9 in der Austragsleitung 8 ist zu diesem Zeitpunkt geschlossen. Durch diese Bewegung des Saugkolbens 11 entsteht in der Förderkammer 3 ein Unterdruck. Gleichzeitig wird das Abschlussorgan 7 in der Zuführleitung 6 geöffnet, so dass Pulver aus einem (nicht dargestellten) Pulvervorrat in die Förderkammer 3 strömt. Das Pulver in der Zuführleitung 7 kann bereits in einem Gas oder Gasgemisch dispergiert sein, damit es besonders gut fliessfähig ist. In den meisten Fällen wird dieses Gasgemisch Luft sein. Jedoch kann bei heiklen pulverförmigen Stoffen, beispielsweise solchen, die mit Sauerstoff unerwünscht reagieren, ein anderes Gas oder Gasgemisch, beispielsweise ein Inertgas verwendet werden. Nachdem genügend Pulver in die Förderkammer 3 geströmt ist, wird das Abschlussorgan 7 in der Zuführleitung 6 geschlossen. Durch Öffnen des Ventils 25 wird Druckgas, das aus der selben Quelle 23 stammen kann wie das zum Betrieb der Antriebsvorrichtung 16 verwendete, dazu gebracht, durch die Leitung 26, die Kolbenstange 19 und die Längsbohrung 12 des Saugkolbens 11 zu strömen. Gleichzeitig wird das Abschlussorgan 9 in der Austragsleitung 8 geöffnet, so dass das in der Förderkammer 3 vorhandene Pulver durch die Austragsleitung 8 ausgestossen wird. Dieses Ausstossen des Pulvers mittels Druckgas kann bereits erfolgen, bevor der Saugkolben 11 in seine Endlage erreicht hat, in der er von der Förderkammer entfernt ist. Damit lässt sich eine genaue Dosierung des durch die Vorrichtung geförderten Pulvers erreichen. Nachdem der Saugkolben 11 wieder in seine in der Figur dargestellte Ausgangslage zurückgekehrt ist, kann ein neuer Förderzyklus beginnen.
  • Mehrere der beschriebenen Vorrichtungen können miteinender kombiniert werden, indem ihre Austragsleitungen 8 an eine gemeinsame Verbrauchsstelle geführt werden. Die einzelnen Vorrichtungen 1 werden vorzugsweise so gesteuert, dass ihre Saugkolben 11 nicht synchron, sondern zeitlich verschoben hin- und herbewegt werden. Auf diese Weise lässt sich an der Verbrauchsstelle ein praktisch kontinuierlicher Pulverstrom erreichen. Die Vorrichtung und das Verfahren gemäss der Erfindung finden insbesondere in der industriellen Pulverbeschichtung Verwendung. Bezugszeichenliste 1 Vorrichtung
    2 Grundkörper
    3 Förderkammer
    4 Einlassbohrung
    5 Auslassbohrung
    6 Zuführleitung
    7 Abschlussorgan
    8 Austragsleitung
    9 Abschlussorgan
    10 Führungskörper
    11 Saugkolben
    12 Längsbohrung
    13 Verteilstück
    14 Kanäle
    15 Dichtung
    16 Antriebsvorrichtung
    17 Zylinder
    18 Kolben
    19 Kolbenstange
    20 obere Druckmittelleitung
    21 untere Druckmittelleitung
    22 Mehrwegeventil
    23 Druckmittelquelle
    24 Auslass
    25 Ventil
    26 Leitung (Schlauch)

Claims (4)

1. Vorrichtung (1) zum Fördern von Pulver, mit einer Förderkammer (3), in die eine Zuführleitung (6) und eine Austragsleitung (8) für das Pulver münden, wobei die Vorrichtung Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Förderkammer (3) und Mittel zum Erzeugen eines Überdrucks in der Förderkammer (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Förderkammer (3) einen Kolben (11) enthalten, der mit seiner Stirnseite die Förderkammer (3) begrenzt und durch seine Bewegung von der Förderkammer weg deren Volumen vergrössert und dass die Mittel zum Erzeugen eines Überdrucks in der Förderkammer (3) Kanäle (12, 14) zum Zuführen von Druckgas zur Förderkammer (3) aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (12, 14) im Kolben (11) vorhanden sind.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11) mit einer Antriebsvorrichtung (16) verbunden ist, die als Kolben-Zylindereinheit (18, 17) ausgebildet ist.
4. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem durch eine Bewegung des Kolbens (11) aus seiner Ausgangslage von der Förderkammer weg Pulver in die Förderkammer (3) gesaugt wird und dieses Pulver anschliessend durch in die Förderkammer (3) geleitetes Druckgas aus dieser ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten von Druckgas erfolgt, bevor der Kolben (11) in seine Ausgangslage zurückgekehrt ist.
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