DE19614193A1 - Powder cloud formation method emerging from powder sprayer for air/powder mixture - Google Patents
Powder cloud formation method emerging from powder sprayer for air/powder mixtureInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Dispergiereinrichtung zur Gestaltung einer Pulverwolke, die beim Austreten eines Pulver/Luftgemisches aus einer Pulversprüheinrichtung entsteht.The invention relates to a method and a dispersing device for Designing a powder cloud that occurs when a powder / air mixture emerges a powder spray device is created.
Pulversprüheinrichtungen mit Dispergiersystem lassen sich zur Pulverlackierung mit elektrostatischer Pulveraufladung verwenden.Powder spraying devices with a dispersing system can be used for powder coating Use electrostatic powder charging.
Eine Pulversprüheinrichtung mit Dispergiersystem ist beispielsweise aus der DE 27 22 100 C2 bekannt. Die bekannte Einrichtung enthält wenigstens eine Kam mer, in der eine der Materialströmung entgegengesetzte Spitzenentladungselektrode und eine entgegengesetzt wie diese gepolte stumpfe Gegenelektrode stromauf im Abstand von der Spitzenentladungselektrode angeordnet sind. Zur Verbesserung der Aufladung der Pulverteilchen ist eine Ausgestaltung mit mehreren hintereinan dergeschalteten Kammern vorgesehen. Außerdem wird vorgeschlagen, die Kammer so zu gestalten, daß sich kontinuierlich Erweiterungen und Verengungen ergeben, die bewirken sollen, daß sich Materialteilchen unter Verwirbelung abbremsen und so intensiver dem Kraftfeld ausgesetzt werden. Schließlich wird vorgeschlagen, über den Umfang der wenigstens einen Kammer verteilt Öffnungen anzuordnen, über die Zusatzluft eingeleitet wird, die die mittlere Dichte des Gemisches aus Luft und Pul ver verringern und die Aufladung verbessern. Versuche haben gezeigt, daß die Maßnahmen nicht ausreichen, um eine Pulverbeschichtung mit zufriedenstellendem Wirkungsgrad auf einem Werkstück zu bewirken. Da die Elektroden direkt mit dem Pulver in Berührung sind, kommt es zu Pulverablagerungen auf den Elektroden, was eine deutlich schlechtere Aufladung zur Folge hat.A powder spraying device with a dispersing system is, for example, from the DE 27 22 100 C2 known. The known device contains at least one Kam mer, in a tip discharge electrode opposite the material flow and an opposite one like this polarized blunt counter electrode upstream in the Distance from the tip discharge electrode are arranged. For improvement the charging of the powder particles is an embodiment with several in succession the switched chambers provided. It also suggested the chamber to be designed in such a way that there are continual enlargements and narrowing, which should cause material particles to slow down with turbulence and so be exposed more intensively to the force field. Finally, it is suggested about to arrange the circumference of the at least one chamber distributed openings over which Additional air is introduced, which is the average density of the mixture of air and pul reduce and improve charging. Experiments have shown that the Measures are not sufficient to get a powder coating with satisfactory Effect on a workpiece. Since the electrodes directly with the Powder are in contact, there is powder deposits on the electrodes, which results in significantly poorer charging.
Als Dispergiersystem wird in der bekannten Pulversprüheinrichtung insbesondere ein am Auslaß für das Pulver/Luftgemisch angeordneter Prallkörper verwendet, der eine Aufweitung der Sprühwolke bewirken soll. Allerdings lassen sich damit - unter Verwendung kleiner Prallkörper - nur bestimmte, relativ kleine Sprühwolken ausbil den, die für manche Anwendungen nicht groß genug sind. Eine Verwendung größe rer Prallkörper verbietet sich wegen der dabei auftretenden stärkeren Pulverablage rung auf dem Prallkörper.The known powder spraying device is used in particular as a dispersing system a baffle arranged at the outlet for the powder / air mixture used, the to cause the spray cloud to expand. However, with it - under Use of small impact bodies - train only certain, relatively small spray clouds those that are not big enough for some applications. One use size rer impact body is forbidden because of the stronger powder deposit that occurs tion on the impact body.
Zur Vermeidung von Pulverablagerungen wird in der EP 0574 305 A1 ein Disper giersystem mit einer schnell rotierenden Scheibe als Prallkörper vorgeschlagen, wo bei Drehzahlen über 3000 U/min verwendet werden. Solche Systeme sind jedoch mechanisch empfindlich und haben in Pulversprüheinrichtungen nur eine begrenzte Standzeit.In order to avoid powder deposits, a disper is described in EP 0574 305 A1 yaw system with a rapidly rotating disc as a baffle proposed where can be used at speeds above 3000 rpm. However, such systems are mechanically sensitive and have only a limited number in powder spraying devices Service life.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Disper giereinrichtung anzugeben, die unterschiedliche Gestaltungen der Sprühwolke, auch relativ weit aufgeweitete große Sprühwolken mit einer gleichmäßigen Pulverparti kelverteilung zulassen, wobei keine rotierende Teile oder Prallkörper verwendet werden; und Pulverablagerungen in der Dispergiereinrichtung vermieden werden.The invention is therefore based on the object of a method and a disperser Yaw device specify the different designs of the spray cloud, too large, relatively large spray clouds with a uniform powder batch Allow distribution of the particles, using no rotating parts or impact bodies will; and powder deposits in the dispersing device can be avoided.
Diese Aufgabe wird bei einem Dispergierverfahren nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst. Bei diesem Verfahren wird ein aus der Pulversprüheinrichtung austretender Pulver/Luftstrom durch eine als Lenkluft wirkende steuernde Druckluft tangential angeströmt.This task is carried out in a dispersion process according to the preamble of An claim 1 solved by its characteristic features. With this procedure a powder / air flow emerging from the powder spray device is passed through a flow of compressed compressed air acting as steering air flows tangentially.
Die Aufgabe wird außerdem durch eine Dispergiereinrichtung gemäß dem Anspruch 3 gelöst.The object is also achieved by a dispersing device according to the claim 3 solved.
Das Verfahren bzw. die vorgeschlagene Dispergiereinrichtung zeigen vorteilhafte Wirkungen bei der Verwendung in Pulverlacksprüheinrichtungen. Der Durchsatz an pulverförmiger Farbe läßt sich erhöhen und dadurch die benötigte Anzahl von Sprühgeräten in einer Lackierstraße verringern. Eine verbesserte Aufladung wird durch gleichmäßigere Verteilung und längere Verweildauer des Pulvers im elektro statischen Feld erreicht. Eine gleichmäßigere Pulverabscheidung mit hohem Wir kungsgrad läßt sich erzielen.The method and the proposed dispersing device are advantageous Effects when used in powder coating spray devices. The throughput at powder paint can be increased and thereby the required number of Reduce sprayers in a paint line. Improved charging will due to more even distribution and longer residence time of the powder in the electro static field reached. A more uniform powder separation with a high we efficiency can be achieved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben und der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungsfi guren zu entnehmen.Advantageous refinements are specified in further claims and The following description of exemplary embodiments using the drawings guren to take.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Pulversprüheinrichtung mit Dispergiersystem, und Fig. 1 shows a powder spray device with a dispersing system, and
Fig. 2 eine schematisierte Schnittdarstellung des Auslaßbereichs, Fig. 2 is a schematic sectional view of the outlet region,
Fig. 3 eine Dispergiereinrichtung mit Zweikomponenten-Lenkluft, Fig. 3 is a dispersing device with two component shaping air,
Fig. 4 einen Rotationsluftgenerator. Fig. 4 shows a rotary air generator.
Fig. 1 zeigt eine Pulversprüheinrichtung 1 mit einer von ihr erzeugten Pulver sprühwolke 15. Die Pulversprüheinrichtung 1 weist eine primäre Kammer 3 (siehe Fig. 2) auf, der über eine erste Zuleitung 4 fluidisiertes Pulver 8 zugeführt ist und das in der Kammer aufgeladen wird. Das intern aufgeladene fluidisierte Pulver ver läßt die Kammer 3 durch einen Pulver/Luftgemisch-Auslaß 12 als Pulver/Luftstrom 16 in axialer Sprührichtung. Der innere Aufbau der primären Kammer ist nicht dar gestellt und ist auch nicht erfindungswesentlich. Als primäre Kammer 3 zur Fluidisie rung, Verwirbelung oder Aufladung des Pulver/Luftgemisches sind unterschiedliche bekannte Einrichtungen verwendbar. Fig. 1 shows a powder spray 1 with a powder spray cloud produced by it 15th The powder spraying device 1 has a primary chamber 3 (see FIG. 2), to which fluidized powder 8 is fed via a first feed line 4 and which is charged in the chamber. The internally charged fluidized powder ver leaves the chamber 3 through a powder / air mixture outlet 12 as a powder / air flow 16 in the axial spray direction. The internal structure of the primary chamber is not shown and is also not essential to the invention. Different known devices can be used as the primary chamber 3 for fluidizing, swirling or charging the powder / air mixture.
Die primäre Kammer (siehe Fig. 2) der Sprüheinrichtung 1 ist von einer sekundären Kammer 7 umgeben, die einen ringförmigen Lenkluft-Auslaß 5 hat. Die sekundäre Kammer 7 enthält im Bereich ihres Auslasses 5 Leiteinrichtungen, z. B. feste oder verstellbare Leitbleche 2 für Lenkluft 6, die der sekundären Kammer 7 über eine zweite Zuleitung 9 zuführbar ist.The primary chamber (see FIG. 2) of the spray device 1 is surrounded by a secondary chamber 7 , which has an annular steering air outlet 5 . The secondary chamber 7 contains 5 guide devices in the region of its outlet, for. B. fixed or adjustable baffles 2 for steering air 6 , which can be fed to the secondary chamber 7 via a second feed line 9 .
Die Lenkluft 6 ist in tangentialer Richtung auf den Pulver/Luftstrom 16 lenkbar, womit die Form der entstehenden Pulversprühwolke 15 beeinflußbar ist. The steering air 6 can be directed in the tangential direction onto the powder / air stream 16 , whereby the shape of the resulting powder spray cloud 15 can be influenced.
Fig. 2 zeigt einen schematisierten Schnitt durch den Auslaßbereich der Pulversprüh einrichtung. Durch den Pulver/Luftgemisch-Auslaß 12 der primären Kammer 3 strömt in axialer Richtung der Pulver/Luftstrom 16. Aus dem Auslaß 5 der sekundären Kammer 7 strömt Lenkluft 6, vorzugsweise mit einer Strömungsgeschwindigkeit bis etwa 20 m/s. Der Strömungsgeschwindigkeitsvektor der Lenkluft 6 weist drei or thogonale Komponenten auf, nämlich eine axiale Komponente A, eine radiale Kom ponente R und eine Komponente T. Fig. 2 shows a schematic section through the outlet area of the powder spray device. The powder / air flow 16 flows through the powder / air mixture outlet 12 of the primary chamber 3 in the axial direction. Steering air 6 flows out of the outlet 5 of the secondary chamber 7 , preferably at a flow speed of up to approximately 20 m / s. The flow velocity vector of the steering air 6 has three orthogonal components, namely an axial component A, a radial component R and a component T.
Diese tangentiale Komponente T der Lenkluft 6 bewirkt einerseits einen Drall, d. h. eine Rotationsbewegung des Pulver/Luftstroms 16 um die Mittelachse M, und ande rerseits eine Aufwirbelung mit einem Rückströmungsanteil, wodurch die Aufweitung zur gewünschten Sprühwolke 15 erfolgt. Alternativ zur erwähnten internen Aufladung der Pulverteilchen- kann auch eine externe Aufladung erfolgen, wie in Fig. 2 durch angeordnete Hochspannungselektroden 14 angedeutet ist.This tangential component T of the steering air 6 on the one hand causes a swirl, ie a rotational movement of the powder / air flow 16 about the central axis M, and on the other hand swirls with a backflow component, whereby the expansion to the desired spray cloud 15 takes place. As an alternative to the internal charging of the powder particles mentioned, external charging can also take place, as indicated in FIG. 2 by arranged high-voltage electrodes 14 .
Alternativ zur Gestaltung der Dispergiereinrichtung als ringförmigen Lenkluft-Auslaß mit Leiteinrichtungen können auch ein oder mehrere Lenkluft-Zuleitungsrohre am Pulver/Luftgemisch-Auslaß angeordnet werden, die den Pulver/Luftstrom tangential mit der Luft anströmen (in der Zeichnung nicht dargestellt).As an alternative to designing the dispersing device as an annular steering air outlet with guidance devices, one or more steering air supply pipes can also Powder / air mixture outlet are arranged which tangential to the powder / air flow flow with the air (not shown in the drawing).
Bei diesen Varianten kann durch Variation des Ansteuerwinkels und der Geschwin digkeit der Lenkluft die Pulversprühwolke geformt werden.In these variants, by varying the control angle and the speed the powder spray cloud are formed.
Eine weitere Variante zur Gestaltung der Dispergiereinrichtung ist in Fig. 3 darge stellt. Bei dieser Variante erfolgt die Steuerung des tangential zum Pulver/Luftstrom 16 zu leitenden Lenkluftstroms 6 mit Hilfe von zwei Lenkluftkomponenten 6.1 und 6.2.Another variant for the design of the dispersing device is shown in Fig. 3 Darge. In this variant, the steering air flow 6 to be conducted tangentially to the powder / air flow 16 is controlled with the aid of two steering air components 6.1 and 6.2 .
Gemäß Fig. 3 wird der Pulver/Luftstrom 16 in einer rohrförmigen primären Kammer 3 geführt. Diese ist von einer sekundären Kammer 7 umgeben, die wenigstens einen Einlaß 10 für die erste Lenkluftkomponente 6. 1 und wenigstens einen Einlaß 11 für die zweite Lenkluftkomponente 6.2 hat. According to FIG. 3, the powder / air stream 16 is guided in a tubular primary chamber 3 . This is surrounded by a secondary chamber 7 , which has at least one inlet 10 for the first steering air component 6 . 1 and at least one inlet 11 for the second steering air component 6.2 .
Die erste Lenkluftkomponente 6.1 wird mit Hilfe eines Rotationsluftgenerators 13 in eine rotierende Bewegung versetzt, bevor sie in die sekundäre Kammer 7 eintritt. Der Generator 13 kann beispielsweise mit einem Schaufelring 17 versehen sein, wie in Fig. 4 angedeutet ist.The first steering air component 6.1 is set in a rotating movement with the aid of a rotary air generator 13 before it enters the secondary chamber 7 . The generator 13 can be provided, for example, with a blade ring 17 , as indicated in FIG. 4.
Die zweite Lenkluftkomponente 6.2 durchströmt die sekundäre Kammer 7 in axialer Richtung.The second steering air component 6.2 flows through the secondary chamber 7 in the axial direction.
Alternativ hierzu kann anstelle der ersten Lenkluftkomponente 6.1 die zweite Kom ponente 6.2 in Rotation versetzt werden.As an alternative to this, instead of the first steering air component 6.1, the second component 6.2 can be set in rotation.
Beide Lenkluftkomponenten 6.1 und 6.2 können unabhängig voneinander mit Volu menströmen bzw. Strömungsgeschwindigkeiten zwischen Null und einem Maximal wert eingeleitet werden, wodurch eine Formung der Pulverwolke 15 in weiten Gren zen ermöglicht ist.Both steering air components 6.1 and 6.2 can be introduced independently of one another with volumetric flows or flow velocities between zero and a maximum value, whereby a shaping of the powder cloud 15 is possible within wide limits.
Alle Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Einrichtung lassen sich nicht nur zur Gestaltung einer Pulverwolke durch tangentiales Anströmen eines Pul ver/Luft-Gemisches anwenden, sondern auch bei einem Naßlackzerstäuber. In die sem Fall wird durch tangentiales Anströmen mit Lenkluft die Naßlack-Sprühwolke geformt.All variants of the method or device according to the invention can be not only to design a powder cloud by tangential flow of a powder ver / air mixture, but also with a wet paint sprayer. In the In this case, the wet paint spray cloud is caused by a tangential flow of steering air shaped.
BezugszeichenlisteReference list
1 Pulversprüheinrichtung
2 Leitbleche
3 primäre Kammer
4 erste Zuleitung
5 ringförmiger Lenkluft-Auslaß
6 Lenkluft
6.1 erste Lenkluftkomponente
6.2 zweite Lenkluftkomponente
7 sekundäre Kammer
8 fluidisiertes Pulver
9 zweite Zuleitung
10 Einlaß für erste Lenkluftkomponente
11 Einlaß für zweite Lenkluftkomponente
12 Pulver/Luftgemisch-Auslaß
13 Rotationsluftgenerator
14 Hochspannungselektrode
15 Pulverwolke
16 Pulver/Luftstrom
17 Drall-generierende Schaufeln 1 powder spraying device
2 baffles
3 primary chamber
4 first supply line
5 ring-shaped steering air outlet
6 steering air
6.1 first steering air component
6.2 second steering air component
7 secondary chamber
8 fluidized powder
9 second supply line
10 Inlet for first steering air component
11 Inlet for second steering air component
12 powder / air mixture outlet
13 rotary air generator
14 high voltage electrode
15 powder cloud
16 powder / airflow
17 swirl-generating blades
Claims (9)
- a) Pulver/Luftstrom (16) in einer rohrförmigen primären Kammer (3) geführt ist, die
- b) von einer sekundären Kammer (7) umgeben ist, in die durch wenigstens ei nen Einlaß (10) eine erste Lenkluftkomponente (6.1) einleitbar ist, und in die durch wenigstens einen zusätzlichen Einlaß (11) eine zweite Lenkluftkom ponente (6.2) einleitbar ist, wobei
- c) Mittel (13, 17) vorhanden sind, die bewirken, daß die erste Lenkluftkompo nente (6.1) in eine Rotation versetzt wird und zusammen mit der axial durch die sekundäre Kammer (7) strömenden zweiten Lenkluftkomponente (6.2) eine schraubenförmige Bewegung der am Lenkluftauslaß (5) austretenden Steuerluft (6) ermöglicht.
- a) powder / air flow ( 16 ) in a tubular primary chamber ( 3 ) is guided, the
- b) is surrounded by a secondary chamber ( 7 ) into which a first steering air component ( 6.1 ) can be introduced through at least one inlet ( 10 ), and into which a second steering air component ( 6.2 ) can be introduced through at least one additional inlet ( 11 ) is where
- c) means ( 13 , 17 ) are present, which cause the first Lenkluftkompo component ( 6.1 ) is set in rotation and together with the axially through the secondary chamber ( 7 ) flowing second steering air component ( 6.2 ) a helical movement of the Steering air outlet ( 5 ) exiting control air ( 6 ) allows.
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