DE4405640A1 - Pulverzuführungsvorrichtung, Vorrichtung für elektrostatische Pulverauftragung und Pulverflußratenmeßvorrichtung - Google Patents
Pulverzuführungsvorrichtung, Vorrichtung für elektrostatische Pulverauftragung und PulverflußratenmeßvorrichtungInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Pulverzufüh
rungsvorrichtung zum Befördern von Pulver durch eine Rohrlei
tung mittels eines Gases, eine Vorrichtung zur elektrostati
schen Pulverauftragung mit hoher Effizienz durch Anwendung die
ser Pulverzuführungsvorrichtung und eine verbesserte Pulver
flußratenmeßvorrichtung zur Verwendung in diesen Vorrichtungen.
Die Fig. 20 und 22 zeigen ein konventionell bekanntes
automatisches Steuerungssystem zum Eingeben von Pulver mittels
eines Gases. Dieses System wird verwendet, um einen relativ
kleinen Betrag, z. B. einige zehn bis einige hundert Gramm pro
Minute eines teuren Pulvermaterials zu jeder von einigen bis zu
einigen zehn Vorrichtungen korrekt einzugeben, wie in dem Fall
der Pulverzuführung zu Pulverauftragungsvorrichtungen, Thermal
bzw. Wärmesprühvorrichtungen oder dergleichen.
Wie in Fig. 20 gezeigt werden die Länge und der
Durchmesser einer Meßrohrleitung 101 und der Durchmesser einer
Düse 103n, die an dem Einlaß der Meßrohrleitung 101 vorgesehen
ist, derartig bestimmt, daß ein negativer Druck, der durch ei
nen Einspritz- oder Injektoreffekt aufgrund einer Kombination
der Düse 103n und der Meßrohrleitung 101 erzeugt wird, wenn ein
Meßgas 118, dessen Flußrate durch eine Flußratensteuer- bzw.
Flußratenregelvorrichtung 102 auf einem festen Wert gehalten
wird, durch die Düse 103n in die Meßrohrleitung 101 geblasen
wird, und ein positiver Druck, der durch das Meßgas 118 erzeugt
wird, wenn es durch die Meßrohrleitung 101 fließt, im wesentli
chen auf null abgeglichen werden, indem sie einander ausglei
chen. Indem derartig die Länge und der Durchmesser der Meßrohr
leitung 101 und der Durchmesser der Düse 103n bestimmt werden,
ist es immer möglich, die Druckdifferenz zwischen dem Einlaß
104 und dem Auslaß 105 der Meßrohrleitung 101 auf einem festen
Wert von nicht mehr als einigen mm Hg zu halten, wenn die Ge
schwindigkeit des Meßgases 118, das durch die Meßrohrleitung
101 fließt, ungefähr in dem Bereich von 5 bis 30 m/s liegt.
Unter diesen Bedingungen wird, wenn ein Fluidisie
rungsgas 116, wie durch Pfeile 117 angedeutet, durch eine porö
se Platte 115 an dem Boden eines Pulvertanks 113 verteilt bzw.
dispergiert wird, Pulver in dem Tank 113 fluidisiert und in den
Einlaß 104 der Meßrohrleitung 101 eingeführt. Dann wird das
Pulver durch das Meßgas beschleunigt, wenn es durch die Meß
rohrleitung 101 fließt, und erzeugt dabei eine Druckdifferenz
gemäß oder proportional der Massenflußrate des eingeführten Pulvers zwischen dem
Einlaß 104 und dem Auslaß 105. Umgekehrt ist es durch Messen
dieser Druckdifferenz möglich, die Flußrate des Pulvers, das
durch die Meßrohrleitung 101 gelangt, zu messen.
In Fig. 20 wird der Druck an dem Einlaß 104 durch ei
ne Kapillare 107 und ein Verbindungsrohr 122 zu einer Hoch
druckkammer 126 eines Druckdifferenzmeßgerätes 106 eingeführt,
während der Druck an dem Auslaß 105 durch eine Kapillare 108
und ein Verbindungsrohr 120 zu einer Niederdruckkammer 125 des
Druckdifferenzmeßgerätes 106 eingeführt wird. Das Druckdiffe
renzmeßgerät 106 weist eine Druckplatte 123 auf, die durch ei
nen flexiblen Ring 124 getragen wird, der die Unterteilung die
ses Differentialdruck- bzw. Druckdifferenzmeßgerätes bildet.
Die Druckdifferenz zwischen den zwei Kammern des Druckdiffe
renzmeßgerätes 106 wirkt auf die Druckplatte 123, wodurch sie
eine Verschiebung von ihr bewirkt, die in ein Druckdifferenzsi
gnal 128 in Form eines pneumatischen Signals, elektrischen Si
gnals oder dergleichen mittels eines Umwandlungsmechanismus 127
umgewandelt wird, und dieses Signal wird durch eine Signalver
arbeitungsvorrichtung 129 befördert, welches eine Signalverar
beitung, wie z. B. eine Verstärkung, wie benötigt durchführt.
Das Signal wird dann in eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung 131
eingegeben.
Die Steuervorrichtung 131 vergleicht einen gesetzten
Vergleichswert (Setzwert) 132 mit dem Eingangssignal, das mit
130 bezeichnet ist (d. h. dem Ausgang von der Signalverarbei
tungsvorrichtung 129), und verstärkt die dabei festgestellte
Differenz. Der Ausgang der Steuer- bzw. Regelvorrichtung 131,
der mit 133 bezeichnet wird, wird verwendet, um ein Steuerven
til 134 zu betreiben, um dadurch die Flußrate von komprimiertem
Gas 136 zu steuern, welches durch ein Rohr 135 in eine Düse 137
einer Injektor- bzw. Einblasvorrichtung 139 eingeführt wird,
welche aus der Düse 137 und einer Verengung 138 besteht. Die
Flußrate des komprimierten Gases 136 wird so gesteuert bzw. ge
regelt, daß der Unterdruck (negative Druck) an dem Auslaß 105
der Meßrohrleitung, der die Vakuumkammer der Einblasvorrichtung
139 bildet, derartig eingestellt wird, daß die Druckdifferenz
zwischen dem Einlaß 104 und dem Auslaß 105 der Meßrohrleitung
101, d. h. die Massenflußrate des Pulvers, konstant mit dem ge
setzten Vergleichswert 132 der Steuervorrichtung 131 abgegli
chen wird, wodurch die Massenflußrate des Pulvers in einem
Gas/Pulver-Zweiphasenfluß 141, der durch eine Zuführungsrohr
leitung 140 eingegeben wird, bei einem vorbestimmten Wert kon
stant gehalten wird.
Wenn die Flußrate des Gases, das durch die Düse 137
zugeführt wird, nicht hoch genug ist, ist die Geschwindigkeit
des Gases, das durch die Zuführungsrohrleitung 140 fließt,
ziemlich niedrig, was dazu führt, daß Pulsationen in der Pul
verzuführung erzeugt werden. Solche Pulsationen können verhin
dert werden, indem der Auslaß der Einblasvorrichtung mit einem
Gaseinlaß 149 für ein Hilfsträgergas 150 versehen wird, so daß
eine genaue Zuführungsrate sichergestellt werden kann.
Damit die Gasdrücke an dem Einlaß 104 und dem Auslaß
105 der Meßrohrleitung 101 festgestellt werden können und in
Kommunikation bzw. Verbindung miteinander gebracht werden kön
nen, ohne einen Rückfluß des Pulvers zu bewirken, werden feste
Mengen von Ausblasgasen 110 und 112, deren Flußraten durch
Flußratensteuereinrichtungen 109 und 111 jeweils genau geregelt
bzw. gesteuert werden, jeweils durch Röhren 121 und 119 in die
Kapillaren 107 und 108 derart eingeführt, daß die Gasflußge
schwindigkeiten in den Kapillaren 107 und 108 bei festen Werten
von nicht weniger als 15 m/s gehalten werden.
Eine Betriebs- bzw. Arbeitskurve dieser Vorrichtung
wird auf folgende Weise gewonnen: Ein luftdurchlässiger Beutel
zum Sammeln von Pulver wird aus dem Auslaßendbereich der Zufüh
rungsrohrleitung 140 aufgesetzt, um den Betrag von Pulver zu
messen, der in einer festen Zeitdauer eingegeben wird. Aus die
sem Meßwert wird die Pulvermenge, die pro Zeiteinheit eingege
ben wird, berechnet. Indem derartig Berechnungen durchgeführt
werden, wird eine erste Betriebskurve 153 wie in Fig. 23 ge
zeigt, für dieses spezielle System gewonnen. In Fig. 23 zeigt
die X-Achse die Pulvermenge, die pro Zeiteinheit eingegeben
wird, und die Y-Achse den Ausgangswert der Druckdifferenzmeß
vorrichtung, der auf einer Anzeigevorrichtung 130i angezeigt
wird, an.
Die erste Betriebskurve 153, die auf diese Weise ge
wonnen wird, ist im allgemeinen schwer zu verwenden, da sie Va
riationen im Schnitt und in der Steigung und verschiedene Fak
toren beinhaltet, wie zum Beispiel der Herstellungsgenauigkeit
für die Systemkomponenten 101, 103n, 107, 108, 119, 120, 121,
122, 106, etc., den Bedingungen für die Anordnung der Komponen
ten, die Installation und die Rohrführung des Systems, und den
physikalischen Eigenschaften des Pulvers. Insbesondere stellen
solche Variationen ein Problem dar, wenn eine Vielzahl von Pul
verzuführungsvorrichtungen parallel betrieben wird, da dies es
erforderlich macht, daß die jeweiligen Betriebskurven der ver
schiedenen Systeme abgeglichen bzw. gleich gemacht werden müs
sen.
In diesem Zusammenhang ist noch zu sagen, daß das
Ausblasgas 110 geeignet ist, durch einen Druckabfall in der Ka
pillare 107 die Betriebskurve in die positive Richtung entlang
der Y-Achse zu verschieben, daß das Ausblasgas 112 geeignet
ist, durch einen Druckabfall in der Kapillare 108 die Betriebs
kurve in die negative Richtung entlang der Y-Achse zu verschie
ben, und daß das Meßgas 118 im wesentlichen in einer positiven
Beziehung zu der Steigung der Betriebskurve ist. Daher kann die
Betriebskurve verändert werden, indem die jeweiligen Flußraten
dieser Gase eingestellt werden. Zum Beispiel ist es durch Erhö
hen des Ausblasgases 110 durch einen empirisch bekannten Wert
möglich, die erste Betriebskurve 153 von Fig. 23 derartig zu
verändern, daß ihr Schnitt auf null verschoben wird, wie es bei
der in Fig. 24 gezeigten Betriebskurve 154 der Fall ist.
Weiterhin kann die Steigung der Betriebskurve, wie in
der in Fig. 24 gezeigten Betriebskurve 155, erhöht werden, in
dem das Meßgas 118 durch einen empirisch bekannten Wert erhöht
wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Betriebskurve auf ei
ne vorbestimmte Steigung einzustellen, welche im Fall der Fig.
24 eine solche ist, bei welcher der Ausgangswert der Differenz
druckmeßvorrichtung 200 mmHg ist, wenn der Wert von Pulver, das
pro Zeiteinheit eingegeben wird, 200 g/min beträgt.
Bei diesen Einstellungen können die Punkte in den
kleinen Kreisen in den Fig. 23 und 24 nicht angeordnet wer
den, ohne das Sammeln und das Messen von Pulver wenigstens
zweimal für jeden dieser Punkte durchzuführen, was bedeutet,
daß ein beträchtlicher Betrag von Zeit und Arbeit für diese
Einstellungen notwendig ist.
Das Öffnen und Schließen des Pulverventils 148 wird
zum Beispiel auf folgende Weise durchgeführt: Es wird, wie
durch einen Pfeil 147 angezeigt, durch ein Dreiwegeventil 146
über ein Rohr 145 ein Druck auf den Außenumfang des Pinch- bzw.
Verengungsgummigliedes 143 angelegt. Dieses bewirkt eine Ein
wärtsdeformation des Verengungsgummigliedes 143, welches in ei
nen Zustand gebracht wird, wie er in Fig. 21 mit 143i angezeigt
wird. Als ein Ergebnis wird die Verbindung zwischen der Injek
tor- bzw. Einblasvorrichtung 139 und dem Auslaß 105 der Meß
rohrleitung unterbrochen, wodurch die Pulverzuführung gestoppt
wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird gewöhnlich auch die Einblas
vorrichtung 139 gestoppt, indem die Zuführung des komprimierten
Gases 136 zum Betreiben der Einblasvorrichtung mittels eines
elektromagnetischen Ventils oder dergleichen (nicht gezeigt)
gestoppt wird. Bei diesem Verfahren wird es im allgemeinen zu
gelassen, daß die Ausblasgase 110 und 112 und das Meßgas 118
derartig weiterfließen, daß ein Rückfluß oder ein Eindringen
von Pulver verhindert wird. Bei dieser Betriebsbedingung wird
bewirkt, daß das Pulver in den Pulvertank 113 zurückfließt.
Wenn die Pulverzuführung wieder gestartet wird, wird
das Verengungsgummiglied 143 von dem obengenannten Druck durch
das Dreiwegeventil 146 entlastet, um es mittels seiner Elasti
zität in den früheren Zustand, wie er durch 143 bezeichnet
wird, wieder überzuführen, usw. Zur gleichen Zeit wird die Zu
führung des komprimierten Gases 136 zum Betreiben der Einblas
vorrichtung begonnen.
Fig. 22 zeigt den wesentlichen Teil einer anderen
Einrichtung zum Verhindern, daß Pulver in die Rohrleitungen
eintritt, um die Drücke bei dem Einlaß 104 und dem Auslaß 105
der Meßrohrleitung 101 zu der Druckdifferenzenmeßvorrichtung
106 zueinander in Kommunikation bzw. Verbindung zu bringen. Ab
gesehen von diesem wesentlichen Teil ist der Aufbau dieser Ein
richtung der gleiche wie der in Fig. 21 gezeigte. Im Fall des
in Fig. 22 gezeigten Aufbaus werden die Drücke an dem Einlaß
104 und dem Auslaß 105 jeweils durch poröse bzw. löchrige Plat
ten 151 und 152, die Kapillaren 107 und 108 und die Verbin
dungsrohre 120 und 122 zu der Druckdifferenzenmeßvorrichtung
106 weitergeleitet. Bei diesem Aufbau ist es nötig, Ausblasgase
110 und 112 vorzusehen, um Änderungen im Gasflußwiderstand auf
grund Verstopfens der Filterelemente zu verhindern und den
Schnittpunkt der Betriebskurve angemessen einzustellen.
Bezüglich der Einrichtung zum Bestimmen des Drucks an
dem Einlaß 104 der Meßrohrleitung ist es auch möglich, die In
trusion von Pulver zu verhindern, indem die Kapillare 107 an
einer Stelle geöffnet wird, die nahe an dem Auslaß der Düse
103n und stromaufwärts von ihr ist, oder die Kapillare 107 und
die poröse Platte 151 an anderen Stellen anzuordnen, welche auf
der gleichen Höhe wie der Einlaß 104 der Rohrleitung zum Messen
des fluidisierten Pulvers in dem Tank sind.
Außer den oben beschriebenen konventionellen Techni
ken können verschiedene andere Einrichtungen verwendet werden.
Zum Beispiel kann eine Pulverzuführungseinrichtung verwendet
werden, in der das Pulver in dem Zuführungstank auf verschie
dene Weise eingestellt wird, so daß verhindert wird, daß der
Füllfaktor des Pulvers von dem Pulverpegel in dem Zuführungs
tank beeinflußt wird, um den Füllfaktor konstant zu halten, und
bei dieser Bedingung wird das Pulver durch eine Entnahmeein
richtung entnommen, wie z. B. eine Porenreihenausräumeinrich
tung, eine Rillenausräumeinrichtung, oder eine Abzugseinrich
tung unter Verwendung einer Präzisionsschraubenzuführungsein
richtung, bevor die Beförderungseinrichtung unter Verwendung
von Gas angewandt wird.
Der Betrieb dieser Einrichtung muß jedoch von Zeit zu
Zeit gestoppt werden, um eine Messung der tatsächlichen Menge
durchzuführen. Allgemein kann gesagt werden, daß eine Einrich
tung zum Messen und Steuern eines Pulvermassenflusses, die ge
nau arbeitet, kostengünstig ist, einen simplen Aufbau hat, de
ren Innenraum leicht gereinigt werden kann, die bei Langzeitbe
trieb in einem stabilen Zustand bleibt, und die in Kombination
mit einem Gasbeförderungssystem verwendet werden kann, bis
jetzt nicht bekannt ist.
Neben dem oben Genannten ist ein "Gewichtsverlust"-
System bekannt, bei dem das Gewicht des Pulvertrichters und
dasjenige der Entnahmeeinrichtung in ihrer Gesamtheit konstant
gemessen werden; die Ergebnisse werden differenziert, um einen
Wart zu berechnen, der dem augenblicklichen Zuführungsbetrag
entspricht; und die Entnahmeeinrichtung wird automatisch derar
tig gesteuert bzw. geregelt, daß der obige Wert auf einem fe
sten Wert festgehalten wird. Dieses System hat jedoch ein Pro
blem darin, daß eine Trennung des Trichters für jede der Ent
nahmeeinrichtungen durchgeführt werden muß, wobei jede Entnah
meeinrichtung eine Meßeinrichtung erfordert, in welche Pulver
eingegeben werden muß, was darin resultiert, daß die gesamte
Vorrichtung sehr kompliziert und teuer wird. Daher ist der An
wendungsbereich für dieses System sehr beschränkt.
In den oben beschriebenen konventionellen automati
schen Steuersystemen (im folgenden als "Techniken nach dem
Stand der Technik" bezeichnet), die in den Fig. 21, 22, 23
und 24 gezeigt werden, wird der Innenraum der Meßrohrleitung
101 gewöhnlich aus einem nicht haftenden Kunstharz hergestellt,
wie z. B. ein aus fluorhaltigem Kunstharz, oder hochdichtem Po
lyäthylen. Obwohl solch ein Material verwendet wird, kann sich
etwas Pulver auf der Innenfläche der Meßrohrleitung ablegen, in
Abhängigkeit von den Eigenschaften des Pulvers und denjenigen
des Meßgases, mit dem Ergebnis, daß die Konfiguration der In
nenfläche der Rohrleitung geändert wird, wodurch es unmöglich
wird, genau zu messen. Es besteht konstant ein Gasfluß von 15
bis 20 m/sec oder mehr in jeder der Kapillaren 107 und 108, um
die Druckdifferenzen festzustellen und miteinander in Kommuni
kation zu setzen, die zwischen dem Einlaß 104 und dem Auslaß
105 der Meßrohrleitung 101 entsprechend bzw. in Proportion zu
der Pulverflußrate erzeugt werden. Trotz dieses Gasflusses kann
aufgrund der Druckfluktuationen, die zwangsläufig in dem Gas
fluß oder dem Gas/Pulver-Zweiphasenfluß in der Meßrohrleitung
oder an einer anderen Stelle, oder aufgrund von Variationen
oder Fluktuationen im Druck, die durch die wiederholten Opera
tionen des Verengungsgummigliedes bewirkt werden, erzeugt wer
den, etwas elektrisch geladenes Pulver nach oben in die Kapil
laren 107 und 108 fließen. Das Pulver, das nach oben in die Ka
pillaren 107 und 108 fließt, wird an den Innenflächen dieser
Kapillaren haften bzw. kleben bleiben und dadurch bewirken, daß
der Flußwiderstand sich ändert, und weiterhin nach oben in die
Rohre 119 und 121 und die Verbindungsrohre 120 und 122 fließen,
und an ihren Innenflächen haften bleiben. Klumpen dieses haf
tenden Pulvers können durch mechanischen Schock oder derglei
chen getrennt werden und verstopfen danach die Kapillaren 107
und 108. Um dies zu verhindern, müssen die Rohre 107, 108, 119,
121, 122, usw. periodisch gereinigt werden, was einen beträcht
lichen Aufwand an Kosten und Arbeit erfordert.
Die Entstehung von Fehlern und Fehlfunktionen, die
durch nach oben in diese Rohre aufgrund von Druckfluktuationen
usw. fließendes Pulver bewirkt wird, hängt in ihrer Wahrschein
lichkeit ab von dem Innenvolumen der hochdruckseitigen Rohre
121 und 122, des Innenvolumens der hochdruckseitigen Kammer 126
der Druckdifferenzmeßvorrichtung, den Innenvolumina der nieder
druckseitigen Rohre 119 und 120, des Innenvolumens der nieder
druckseitigen Kammer 125 der Druckdifferenzmeßvorrichtung und
des Grades der Versetzung bzw. Verschiebung der Druckplatte 123
und der Unterteilung 124 der Druckdifferenzmeßvorrichtung. Wei
terhin kann das nach oben in diese Rohre fließende Pulver in
die Druckdifferenzmeßvorrichtung gelangen und bei ihr Funkti
onsstörungen hervorrufen.
In dem in Fig. 22 gezeigten Aufbau, in welchem Druck
differenzen über die porösen Platten 151 und 152 statt über die
Kapillaren 107 und 108 in Verbindung stehen, um den Rückfluß
von Pulver zu vermeiden, bewirken die durch diese porösen Plat
ten fließenden Ausblasgase im Laufe der Zeit eine Verstopfung
aufgrund eines kleinen Rückflusses, der durch Druckfluktuatio
nen bewirkt wird, obwohl die Ausblasgase im allgemeinen in die
durch die Pfeile 110 und 112 angezeigten Richtungen fließen.
Als ein Ergebnis steigt der Druckabfall in den porösen Platten
graduell an, wodurch es unmöglich wird, die Erzeugung von gro
ßen Fehlern zu verhindern.
Dies kann zurückgeführt werden auf die Kompression
des Gases stromaufwärts der porösen Platten, Fluktuationen im
Volumen und eine Deformation der Rohrführung und ist dement
sprechend zwangsläufig. Der obengenannte Zustand kann auch
durch Adhäsion und Verfestigung des elektrisch geladenen Pul
vers auf den-porösen Platten bewirkt werden. Es ist unmöglich,
solche Phänomene zu vermeiden, auch wenn poröse Platten mit
feinerer Porösität verwendet werden. Auf der Gegenseite würde
eine Verwendung solcher porösen Platten feinerer Porösität zu
einem Anstieg in dem Druckabfall der Ausblasgase 110 und 112
führen, da sie durch die porösen Platten 151 und 152 fließen,
wobei dieser Druckabfall zusammen mit dem durch eine Spuren
menge von Partikeln, die zwangsläufig in den Ausblasgasen 110
und 112 enthalten sind, bewirkt wird, eine Funktionsstörung des
Differenzdruckdetektionssystems bewirken würde.
Die vier Rohre 119, 120, 121 und 122, die für die
Messung von Druckdifferenz in dem in den Fig. 21 und 22 ge
zeigten konventionellen Beispiel verwendet werden, sind sehr
vielfältig, so daß sie bei normaler Arbeit, wie zum Beispiel
während der Änderung von Farben des Pulvers, das die Materia
lien bedeckt, hinderlich sein werden. Diese zahlreichen Rohre
werden auch zu beträchtlichen Kosten für die Rohrleitungen füh
ren. Weiterhin erfordern die Flußratensteuereinrichtungen 109
und 111 eine kombinierte Verwendung eines automatischen Kon
stantdruckventils, eines infinitesimal-flußraten-regulierenden
Ventils eines Infinitesimal-Flußmeßgerätes, usw., was zu einem
teuren System führt. Darüberhinaus muß die Installation und die
Einstellung des Systems gewissenhaft durchgeführt werden, was
dazu führt, daß eine Menge Zeit erforderlich ist.
Um eine praktische Arbeit, so wie einen Farbenwech
sel, durchzuführen, sollten weiterhin die Rohrleitungen des Sy
stems nicht aus unflexiblen Materialien, so wie Metall oder
hartem Kunststoff, hergestellt werden; es ist notwendig, Rohr
leitungen zu verwenden, die aus flexiblen Schlauchleitungen be
stehen, mit dem Ergebnis, daß die Länge, Konfiguration, usw.
der Rohrleitungen und die Eigenschaften des Druckdifferenzde
tektionssystems sich von Einheit zu Einheit unterschieden. Dies
führt auch zu einer lästigen Installation und lästigen Einstel
lungsoperationen.
In dem in den Fig. 21 und 22 gezeigten Beispiel
werden die Ausblasgase 110 und 112 eventuell mit dem Pulverträ
gergas zusammengeführt und erhöhen dadurch die Zuführungsrate.
Als ein Ergebnis ist die Effektivität bzw. Leistung der Ein
blasvorrichtung 139 verschlechtert, und die Menge des kombi
nierten Gases 136 wird erhöht. Dies ist insbesondere dann nicht
wünschenswert, wenn die Gesamtmenge von Trägergas so klein wie
möglich sein soll, um ein qualitativ gutes Entladungsmuster an
dem Rohrleitungsende zu erhalten, wie es oftmals bei elektro
statischer Pulverauftragung der Fall ist.
Weiterhin hat das Ausblasgas 110 an der stromaufwär
tigen Seite einen Einfluß auf die Beschleunigung des Pulvers in
der Meßrohrleitung 101, so daß, wie genau die Dimensionen der
Meßrohrleitung 101 auch immer sein mögen, es nicht möglich ist,
die druckdifferenzerzeugenden Eigenschaften konstant zu halten,
die von der Beschleunigung abhängen, mit dem Ergebnis, daß die
Steigungen und Schnittpunkte der in den Fig. 23 und 24 ge
zeigten Betriebskurven sich miteinander überlagern. Daher ist
eine Menge von Zeit und Kostenaufwand für Einstellungen und
Messungen erforderlich, was zu hohen Kosten führt.
Wenn weiterhin kein Pulver eingegeben wird, müssen
die Ausblasgase 110 und 112 und das Meßgas 118 weiterhin flie
ßen, was zu einem Anstieg in den Kosten, Versprühen von Pulver,
Verschiebungen in der Korngrößenverteilung usw. führt, was
nicht übersehen werden sollte.
In den mit Bezug auf die Fig. 21, 22, usw. be
schriebenen konventionellen Techniken können die Fluktuationen
in dem Betrag der Pulverzuführung zum Beispiel in dem Fall ei
ner Pulverauftragungsvorrichtung überwiegend den folgenden vier
Faktoren zugeschrieben werden: einer Fluktuation in dem Pegel
des Auftragungsmaterials, das in dem Tank 113 enthalten ist;
einer Verringerung des Innendurchmessers der Zuführungsleitung
140 aufgrund von Adhäsion von Pulver an ihrer Innenfläche; ei
ner Verschlechterung in der Effizienz bzw. Leistung aufgrund
der Abnutzung der Verengung 138 der Einblasvorrichtung; und ei
ner Änderung in dem Kanonenpegel beim Auftragen auf ein langes
und großes Objekt, welches vertikal aufgehängt ist bzw. gehal
ten wird. Die Menge des komprimierten Gases 136 steigt an oder
nimmt ab entsprechend diesen vier Faktoren, was es möglich
macht, den Pulverzuführungsbetrag automatisch auf einen vorbe
stimmten Wert einzustellen.
Die Änderung in der Zuführungsrate, die bei diesem
Verfahren bewirkt wird, ist annäherungsweise 5 bis 15%, was
für praktische Zwecke akzeptabel sein mag. Es besteht jedoch
eine ansteigende Nachfrage für eine Ausweitung des Anwendungs
bereichs der Pulverauftragung und für eine exaktere Qualitäts
kontrolle betreffend der Filmdicke und Auftragungseffizienz.
Von diesem Standpunkt aus können die Fluktuationen in der Menge
des komprimierten Gases 136 aufgrund der automatischen Steue
rung der Pulverzuführungsmenge und die Fluktuationen in der
Pulverausgaberate und in dem durch die Fluktuationen hervorge
rufenen Muster nicht vernachlässigt werden.
Wenn das Pulver, das an der Innenfläche der Rohrlei
tung haftet, auf einen übermäßigen Betrag angewachsen ist, wird
der Betrieb der Vorrichtung vorübergehend gestoppt, und das
Pinch- bzw. Einengungsventil 148 wird geschlossen. Dann wird
eine große Menge von Gas in die Rohrleitung 140 durch die In
jektor- bzw. Einblasvorrichtungsdüse 137 und den Gaseinlaß 149
mittels einiger anderer Mittel (nicht gezeigt) eingeblasen, um
das Pulver von den Innenflächen der Zuführungsrohrleitung 140
zu entfernen. Danach kann der normale Betrieb wiederaufgenommen
werden. Dementsprechend muß der Betrieb zur Reinigung der Rohr
leitung unterbrochen werden. Da das haftende Pulver nicht voll
ständig von der Innenfläche der Zuführungsrohrleitung 140 ent
fernt werden kann, auch nicht durch den obengenannten Blasvor
gang, führt dies zu dem Ergebnis, daß die Pulverzuführungsrate
zwangsläufig ansteigt, und zwar graduell. Daher muß nach Ver
streichen eines festen Zeitintervalls die Zuführungsrohrleitung
140 durch eine neue ersetzt werden.
In der obengenannten Technik nach dem Stand der Tech
nik, deren wesentliche Struktur in den Fig. 21 und 22 ge
zeigt ist, kann der Pulvertank, von dem Pulver in die Meßrohr
leitung 101 eingeführt wird, eine Pulvermenge enthalten, die
schwer zu fluidisieren ist. Um eine solche Pulvermenge zu flui
disieren, wird der Tank selbst oder eine darin vorgesehene po
röse Platte durch eine Hilfsvorrichtung vibriert. In einigen
Fällen kann jedoch die Fluidisierung nicht durchgeführt werden,
auch nicht durch Vibrieren des ganzen Tanks, was es unmöglich
macht, daß das Pulver gleichmäßig eingegeben wird. Obwohl das
Vibrieren der obengenannten porösen Platte in den meisten Fäl
len sich als effektiv herausstellt, besteht ein Problem darin,
daß die Lebensdauer der porösen Platte verkürzt ist. Wenn ein
einzelner Tank verwendet wird, wobei eine Anzahl von Pulverzu
führungsvorrichtungen parallel betrieben wird, muß der Tank
groß sein. Die Fluidisierungsplatte muß ebenfalls groß sein. Um
einen solchen großen Tank und eine große Fluidisierungsplatte
zu betreiben, muß eine große Menge von Fluidisierungsluft ver
braucht werden, was zu großen Kosten führt.
Wenn die Pulverzuführung durch Verwendung einer klei
nen Menge von Trägergas geleitet wird, ist es vorteilhaft, Pul
ver von dem Boden des Tanks zu entnehmen, wie in Fig. 20 ge
zeigt. Beim Reinigen des Innenraums des Pulverzuführungssystems
braucht es jedoch viel Zeit, das System von dem Tank zu entfer
nen. Wenn es weiterhin nach Stoppen der Fluidisierung entfernt
wird, wird etwas Pulver zwangsläufig verschüttet und ver
schmutzt damit die Umgebung.
Wenn das obige System weiterhin für die Pulverauftra
gung verwendet wird, ergibt sich das folgende Problem: Wenn ein
Ausblasvorgang verwendet wird, um Pulver zu entfernen, das an
der Innenfläche der Zuführungsrohrleitung haftet, oder um eine
Farbänderung bzw. Farbwechsel durchzuführen, wird Pulver mit
hoher Geschwindigkeit von der Spitze der Kanone ausgestoßen und
verschmutzt dabei die Innenwände der Kabine. Das Reinigen der
Kabine kostet Zeit und Arbeit. Es braucht ebenfalls Zeit,. den
Teil der Zuführungsrohrleitung zu reinigen, der innerhalb der
Kabine ist, und Pulver zu entfernen, das im Außenbereich der
Kanone haftet, das System für eine beträchtliche Zeitdauer zum
Reinigen abzuschalten, das Wechseln der Farbe usw.
Die Meßrohrleitung 101 und die Verengung 138 der Ein
blasvorrichtung werden gewöhnlich aus einem nicht haftfähigen
fluorhaltigen Kunstharz oder einem hochdichten Polyäthylen her
gestellt. Obwohl solche Materialien verwendet werden, kann sich
einiges Pulver an der Innenwand dieser Komponenten verfestigen
und dadurch die Systemfunktionen beeinträchtigen. In der obigen
Technik nach dem Stand der Technik ist es unmöglich, mit solch
einer Situation fertig zu werden, wenn Pulver mit einer sehr
kleinen Menge von Trägergas eingegeben werden soll, und insbe
sondere, wenn die Messung und das Eingeben von Pulver nur mit
dem Pulverflußratendetektionsgas durchgeführt werden soll.
Die vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet,
die obigen Probleme bei den Techniken gemäß dem Stand der Tech
nik, die in den Fig. 21, 22, 23 und 24 gezeigt werden, zu
lösen. In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
eine feste Menge Trägergas von einer Trägergaszuführungsein
richtung durch eine Flußratensteuervorrichtung abgeleitet und
dazu gebracht, durch eine Sensordüse als ein Pulverflußraten
meßgas auszufließen. Als Einlaß einer Meßkapillaren mit einem
kleineren Durchmesser als derjenige der Zuführungsrohrleitung,
gewöhnlicherweise die Hälfte oder weniger davon, wird an der
stromabwärtigen Seite von und sehr nahe an der Sensordüse vor
gesehen. Das Pulverflußratenmeßgas- bzw. Detektionsgas wird in
diesen Einlaß eingeblasen, um das Pulver in die Meßkapillare
einzuführen, wobei es durch das Pulverflußratenmeßgas beschleu
nigt wird. Dies bewirkt, daß eine Druckdifferenz zwischen dem
Einlaß und dem Auslaß der Meßkapillare erzeugt wird entspre
chend oder proportional der Masse des in die Meßkapillare eingeführten Pulvers.
Diese Druckdifferenz wird durch eine Filtereinrichtung und eine
stationäre Rohrleitung mit einem kleineren Innenvolumen, welche
oder welches während des normalen Betriebes fest ist, miteinan
der in Verbindung gebracht, um von einer elektronischen Druck
differenzmeßvorrichtung gemessen zu werden, welche aufgebaut
ist auf Hochdruckkammern und Niederdruckkammern mit kleinen In
nenvolumina, einer im wesentlichen steifen Unterteilung und ei
nem Gehäuse. Der Filter, die stationäre Rohrleitung und die
Hochdruck- und Niederdruckkammern bilden während des gleichmä
ßigen Betriebes eine falsche Rohrleitungsstrecke.
Die obige Anordnung ermöglicht es, daß das ganze
Druckdifferenzmeßsystem zum Umwandeln der Pulverflußrate in ein
elektrisches Signal merklich in der Größe verringert wird, und
verringert die Variationen in den Eigenschaften auf ein ver
nachlässigbares Maß. Als ein Ergebnis gibt es auch in einem
großen-Pulverauftragungssystem, welches einen parallelen Be
trieb einer großen Anzahl von Pulverzuführungssystemen, eine
Farbänderung bei Vielfarbauftragung, usw. benötigt, kaum ir
gendeine Notwendigkeit, eine Kalibrierung durchzuführen, um die
Eigenschaften des Differenzdruckmeßsystems abzugleichen, wo
durch die Installations- und Einstellungsarbeiten deutlich ver
einfacht werden.
Verschiedene Materialien können für die oben erwähnte
Filtereinrichtung entsprechend den physikalischen Eigenschaften
des Pulvers, insbesondere der Verteilung der Partikelgröße,
verwendet werden. Von dem Standpunkt einer allgemeinen Verwend
barkeit aus ist es wünschenswert, ein durchgängiges Filmmate
rial, wie ein nicht haftendes fluorhaltiges Kunstharz, zu ver
wenden, das eine poröse Textur hat, dessen Porendurchmesser
kleiner als die Korngröße des feinsten Pulvers ist, das in der
Vorrichtung verwendet wird.
Aufgrund der obigen Anordnung sowie der sehr kleinen
und nicht veränderlichen Innenvolumen der Rohrleitungen und der
Druckdifferenzmeßvorrichtung, die an der stromabwärtigen Seite
der Filtereinrichtung angeschlossen ist, wird verhindert, daß
Pulver durch die Filtereinrichtung eindringt; es wird nur auf
dem Außenbereich bzw. der Außenfläche der Filtereinrichtung in
Form einer dünnen Schicht abgeschieden. Da der Druck immer
durch diese Pulverschicht leicht durchgelassen wird, werden
Fluktuationen in den Eigenschaften der Vorrichtung verhindert,
wodurch es immer möglich wird, eine Differenzdruckmessung genau
durchzuführen und eine Instandhaltungsarbeit im wesentlichen
auszuschließen.
Insbesondere, wenn das Pulver dafür anfällig ist,
elektrisch aufgeladen zu werden, ist es möglich, eine Adhäsion
von Pulver auf der Filtereinrichtung zu verhindern, indem die
Filtereinrichtung aus einem leitenden Material gebildet wird.
Eine Rückführung kann auch angewandt werden, falls sie benötigt
wird.
Durch Anwendung der verschiedenen Vorrichtungen der
vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurde, kann ein
sehr einfacher Vorrichtungsaufbau realisiert werden. Da kein
Teil der Vorrichtung für eine Intrusion, d. h. fälschliches
Eindringen, und Ablagerung von Pulver anfällig ist, kann der
Innenraum der Vorrichtung durch einen Blasvorgang oder derglei
chen leicht gereinigt werden, ohne die Vorrichtung zerlegen zu
müssen. Dies ist beim Durchführen eines Farbwechsels zweckdien
lich.
Die Vorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Aufbau
kann bei weitem leichter und zuverlässiger durch Signalverar
beitungsverfahren eingestellt werden, z. B. durch eine Verände
rung der Steigung, der Schnittpunkte, usw. der Betriebskurve,
als durch Regulieren der Eigenschaften des ganzen Druckdiffe
renzmeßsystems durch die Steuerung der Flußrate und des Druckes
der Gase, der Rohrleitungseigenschaften usw. wie in dem Stand
der Technik. Angesichts dieser Tatsachen verwendet die vorlie
gende Erfindung ein Einstellungsverfahren auf Basis von Signal
verarbeitung.
Da es eine sehr zufriedenstellend lineare Beziehung
zwischen der Massenflußrate des Pulvers und dem damit erzeugten
entsprechenden Druckdifferenzsignal gibt, können solche Signal
verarbeitungsverfahren sehr leicht durchgeführt werden, was ein
wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
werden die Probleme des Standes der Technik gelöst, indem der
Innenraum der Pulverzuführungsrohrleitung aus einem nicht haf
tenden Material, wie einem fluorhaltigen Kunstharz, ausgebildet
wird, so daß die Fluktuationen in der Flußrate des Pulverträ
gergases so weit wie möglich gemildert werden können. Noch gün
stiger ist es, daß das verwendete Material eine Leitfähigkeit
aufweist.
Diese Anordnung ermöglicht eine wesentliche Verringe
rung der Adhäsion von Pulver an die Innenfläche der Zuführungs
rohrleitung und macht es entsprechend möglich, die Fluktuatio
nen in der Menge von Trägergas zu verringern, die durch die
Steuerung bewirkt wird, die ausgeführt wird, um die Pulverfluß
rate konstant zu halten. Bei Anwendung auf eine elektrostati
sche Pulverauftragung hilft die Verwendung solcher Materialien,
wie oben erwähnt, die Stabilität des Ausgabemusters des Pulver
auftragungsmaterial, das aus der Kanone ausgestoßen wird, zu
verbessern. Gleichzeitig hilft es, eine Verbesserung in der
Auftrageffizienz, der Gleichförmigkeit in der Auftragungs
filmdicke usw. zu erreichen. Es ist weiterhin sehr effektiv für
einen Farbwechsel in der Rohrleitung.
In einigen wenigen Fällen tritt eine Pulveradhäsion
im Innenraum der Meßrohrleitung, der Verengung der Ausblasvor
richtung, usw. auf, welche gewöhnlich aus einem nicht haftfähi
gen fluorhaltigen Kunstharz oder einem hochdichten Polyäthylen
hergestellt sind. Eine solche Pulveradhäsion kann in den mei
sten Fällen vermieden werden, indem diese Komponenten aus einem
leitfähigen Material gebildet werden.
Wenn eine weitere Stabilisierung der Zuführungsrate
erwünscht wird, wird eine feste Kommandosteuerung auf die Ge
samtmenge des Gases angewandt, das eventuell für die Pulverzu
führung verwendet wird, d. h., auf die Trägergaszuführungsein
richtung. Ein Teil dieses Gases wird durch eine Flußratensteu
ereinrichtung befördert, so daß es in einer festen Menge als
ein Pulverflußratenmeßgas verwendet wird. Der Rest ward abge
zweigt, um in zwei Teile unterteilt zu werden. Ein Steuer- bzw.
Regelventil ist dem Rohr für eins der zwei Teile vorgesehen und
es wird durch den Ausgangswert der Pulverflußratensteuervor
richtung derartig gesteuert, daß die Druckdifferenz zwischen
dem Einlaß und dem Auslaß der Meßkapillare konstant gehalten
wird. Andererseits ist ein Fluidwiderstand in dem Rohr für den
anderen Teil vorgesehen, und er ist so angeordnet, daß er die
stromaufwärtigen Enden der Zuführungsrohrleitung öffnet. Da die
Gesamtmenge von Gas in diesem zwei Rohren unter einer festen
Kommandosteuerung ist, die auf der stromaufwärtigen Seite
durchgeführt wird, variiert die Gasflußrate in dem Rohr mit dem
Steuerventil umgekehrt zu der Variation in der Flußrate in dem
Rohr mit dem Fluidwiderstand, d. h., sie steigt an oder fällt
wie die Flußrate in dem Rohr mit dem Fluidwiderstand fällt oder
ansteigt, so daß die Gesamtflußrate immer auf einem konstanten
Wert gehalten wird, wodurch sowohl die Zuführungsmenge als die
Zuführungsrate des Pulvers auf vorbestimmten Werten genau ge
halten wird.
Die Einrichtung zum Konstanthalten der Gesamtmenge
von Gas, die für die Pulverzuführung verwendet wird, ist nicht
auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Andere
geeignete Einrichtungen können entsprechend dem Zweck und den
Bedingungen auch verwendet werden.
Auch in diesem Fall ist der Innenraum der Pulverzu
führungsrohrleitung aus einem nicht haftenden bzw. nicht haft
fähigen Material, wie einem fluorhaltigen Kunstharz, gebildet.
Insbesondere ist das verwendete Material ein leitendes, und ei
ne Erdungsvorrichtung ist vorzugsweise, falls benötigt, vorge
sehen.
Wenn sie auf eine Vorrichtung zur elektrostatischen
Pulverauftragung angewandt wird, ermöglicht die obige Anordnung
immer, daß sowohl die Pulverabgabemenge als auch das Pulverab
gabemuster der Kanone immer korrekt konstant gehalten wird, wo
durch verschiedene bemerkenswerte Vorteile erreicht werden. Zum
Beispiel wird eine Verringerung in dem Auftragungsmaterial er
reicht, die Dickeverteilung der Auftragungsschicht wird gleich
mäßig gemacht, die Auftragungseffizienz wird verbessert und
stabilisiert, die Änderung bzw. der Wechsel der Farbe in der
Rohrleitung wird erleichtert, die Kosten für Instandhal
tung/Inspektion werden verringert, die effektive Betriebszeit
wird verbessert, usw.
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung
werden die Probleme des Standes der Technik gelöst, indem der
Tank derartig gemacht wird, daß er bezüglich einer Reihe von
Komponenten gemäß der vorliegenden Erfindung leicht loslösbar
ist, wobei die Reihe von Komponenten aus folgenden Komponenten
besteht: ein Pulvereinführungsbereich eine Kapillare zur
Pulverflußratenmessung eine Einblasvorrichtung eine Zu
führungsrohrleitung, wodurch der Farbwechsel erleichtert wird
und Reinigungsoperationen erleichtert werden. Grob gesagt, kann
dies durch die folgenden zwei Verfahren erreicht werden:
Nach dem einen Verfahren, das angewandt werden kann,
wenn Auftragungsmaterial von der Seitenwand des Tanks entnommen
wird, eine Ventileinrichtung, sowie ein Pinch- bzw. Abschnür
ventil, das zu dem Tank gehört, ist zwischen dem Tank und der
oben erwähnten Reihe von Komponenten vorgesehen. Aufgrund die
ser Anordnung kann die Reihe von Komponenten, wenn eine Reini
gung, ein Farbwechsel usw. durchgeführt werden muß, von dem
Tank losgelöst werden, nachdem die Ventileinrichtung geschlos
sen worden ist.
Nach dem anderen Verfahren kann die obengenannte
Reihe von Komponenten als ein vertikaler Schaft ausgebildet
werden, welcher von oben in das Pulver eingeführt wird, das in
dem Tank enthalten ist, und in diesem Zustand wird das System
betrieben. Beim Durchführen der Reinigung und des Farbwechsels
wird dieser Schaft nach oben gezogen, um von dem Tank getrennt
zu werden.
Die obigen Verfahren ermöglichen es, eine Pulverkon
taminierung der Umgebung während der Operationen des Farbwech
sels, der Reinigung usw. zu verhindern. Weiterhin ermöglichen
die Verfahren, daß diese Operationen leicht und schnell durch
geführt werden.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Lö
sen der Probleme des Standes der Technik ist auf eine Verbesse
rung des Pulvertanks bezogen. Für diesen Zweck werden die fol
genden zwei Mittel genommen:
- (1) Teilweise Fluidisierung, Vi bration der Pulverzuführung, usw. werden als ein Mittel durch geführt, um zu ermöglichen, daß Pulver in der Nähe des Pulver einlasses zum Einführen des Pulvers in die Meßrohrleitung sich gleichmäßig bewegt.
- (2) Eine Unterteilung ist innerhalb des Tanks vorge sehen, damit das Pulver in dem Tank immer gleichmäßig in dem Bereich nahe des Pulvereinlasses eingegeben wird und daß die poröse Platte zur Fluidisierung, welche am Boden des Tanks vor gesehen ist, effektiv arbeiten kann. Der Tank kann aus einem flexiblen Material gemacht werden und oszilliert mit einem an gemessenen Zyklus. Weiterhin ist es auch möglich, eine Anord nung zu verwenden, in welcher eine kleine poröse Platte zur Fluidisierung am Boden eines Tanks vorgesehen ist, welche aus einem flexiblen Material gemacht ist. Diese poröse Platte wird von außen veranlaßt, zu vibrieren, wobei der Pulvereinlaß in der Nähe davon angebracht ist. Aufgrund dieser Anordnungen ist es möglich, eine Reduzierung der Herstellungskosten und der Handhabung des Tanks zu erreichen und einen gleichmäßigeren Be trieb zu realisieren.
Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung
zum Lösen der obigen Probleme des Standes der Technik ist als
eine Vorrichtung zum Reinigen der Außenfläche der Endbereiche
des Pulverzuführungssystems, d. h. der Endbereiche des Pulver
zuführungsschachtes und des Zuführungsleitungsrohres und des
Außenbereichs der elektrostatischen Pulverauftragungskanone,
usw., die mit diesen Endbereichen verbunden sind, ein ringför
miger Einlaß vorgesehen mit einem Durchmesser ein wenig größer
als diejenigen der zu reinigenden Gegenstände. Der obenerwähnte
Einlaß und der zu reinigende Gegenstand werden relativ zueinan
der bewegt, wie erforderlich, um jedwedes Pulver, das an der
Außenfläche des Gegenstands haftet, zu entfernen. Wenn das haf
tende bzw. klebende Pulver relativ schwer zu entfernen ist, ist
eine ringförmige Sprühdüse mit einer hohen Sprühgeschwindigkeit
mit einer Gasmenge kleiner als diejenige der Einlaßkapazität in
der Nähe des ringförmigen Einlasses vorgesehen, die dadurch ei
ne leistungsfähige Reinigungsvorrichtung bildet.
Weiterhin wird bei Verwendung der Reinigungsvorrich
tung die Kanone in einem Deckel für die Reinigung des Kanonen
außenbereiches angebracht, der einen Durchmesser ein wenig grö
ßer als der Außendurchmesser der Kanone, eine Länge, die im we
sentlichen gleich derjenigen der Kanone ist, und eine ringför
mige Einlaßöffnung an der Basis der Kanone hat, und das Rohren
de des Pulverzuführungssystemes wird von dem Pulvertank ge
trennt. Bei diesem Betrieb, wenn durch den obenerwähnten Einlaß
ein starker Lufteintritt stattfindet, tritt gleichzeitig ein
starker Einlaßfluß in dem Innenraum des Pulverzuführungssystems
und dem Außenbereich der Kanone auf, wodurch das ganze System
leicht in kurzer Zeit gereinigt wird, ohne die Umgebung, wie z. B.
die Innenwand der Pulverauftragungskabine mit eingeblasenem
Pulver, zu verschmutzen.
Der gleiche Effekt kann erreicht werden, indem das
Reinigungsgas in die umgekehrte Richtung geblasen wird. Weiter
hin ist es, indem das Gas von dem anderen Einlaßende eingebla
sen wird, möglich, einen verstärkten Reinigungseffekt zu errei
chen, ohne die Umgebung zu verschmutzen.
In einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung
zum Lösen der obigen Probleme des Standes der Technik wird die
erforderliche Druckdifferenz zum Erreichen einer vorbestimmten
Pulverflußrate in der Meßkapillare durch eine Einrichtung zum
Einführen von Pulver in den Einlaß der Meßkapillare erzeugt, in
welcher ein Gasfluß einer vorbestimmten Flußrate vorliegt. Auf
grund dieser Anordnung ist es möglich, eine vorbestimmte Pul
verzuführungsmenge mit einer sehr kleinen Menge von Trägergas
zu erreichen. Zu diesem Zweck wird ein geschlossener Tank ver
wendet, und es wird eine Struktur bzw. ein Aufbau verwendet, in
welcher eine Zuführungseinrichtung eines Vibrationstyps,
Schraubentyps, Bandtyps usw. allein mit dem Tank in Verbindung
ist.
Eine in der Meßkapillare erzeugte Druckdifferenz wird
von einer Druckdifferenzmeßvorrichtung durch eine Filterein
richtung und eine stationäre Röhre mit einem kleinen Innenvolu
men gemessen, und wird in ein elektrisches Signal umgewandelt,
welches einer Signalverarbeitung unterzogen wird, sowie einer
Korrektur der Steigung und der Schnittpunkte oder einer Glät
tung. Danach wird eine Pulverflußratensteuer- bzw. Regelvor
richtung angewandt.
Dadurch wird eine bemerkenswerte Verkleinerung der
Vorrichtungsgröße erreicht, während die Vorrichtungseigenschaf
ten konstant und frei von den Beeinflussungen der Installati
onsbedingungen usw. gehalten werden. Daher werden die Vorgänge
der Erzeugung bzw. Herstellung, Installierung, Kalibrierung,
Einstellung, usw. bemerkenswert vereinfacht, und es wird eine
Verringerung der Kosten erreicht.
Als ein Ergebnis der Vereinfachung des Aufbaus, der
Verwendung eines Materials zum Verhindern einer Pulveradhäsion
in denjenigen Bereichen, die in Kontakt mit Pulver kommen, und
der Verbesserung im Tank, der Zuführungseinrichtungen, usw.,
ist die Stabilität der Vorrichtung bei Langzeitbetrieb bemer
kenswert verbessert worden, und der Aufwand der Instandhal
tungs-/Inspektionsarbeit ist wesentlich verringert.
Gleichzeitig ermöglicht es diese Anordnung, den In
nenraum der Vorrichtung in kurzer Zeit zu reinigen, ohne die
Vorrichtung zerlegen zu müssen. Daher ermöglicht diese Anord
nung bei Anwendung auf eine Pulverauftragung, daß ein Wechsel
der Farbe leicht und in einer kurzen Zeit durchgeführt werden
kann.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es nicht
nur möglich, die Pulverzuführungsmenge konstant zu halten, son
dern auch die Fluktuationen in der Menge des Trägergases auf
ein bemerkenswertes Maß zu verringern. Falls es nötig ist, ist
es immer möglich, eine feste Trägergasflußrate zu erreichen, so
daß, wenn die Vorrichtung für eine elektrostatische Pulverauf
tragung angewandt wird, es möglich ist, den Betrag des Auftra
gungsmaterials, das von der Kanone ausgegeben wird, und das
Ausgabemuster von ihr konstant zu halten. Als ein Ergebnis kön
nen bemerkenswerte Vorteile erreicht werden, die eine Verbesse
rung in der Auftragungseffizienz, eine Stabilisierung und Ver
gleichmäßigung in der Dicke des Auftragungsfilms, eine wesent
liche Kostenreduzierung beim Auftragungsmaterial, eine Verbes
serung in der Produktqualität usw., umfassen.
Als ein Ergebnis der Verbesserung des Tanks und der
Zuführungseinrichtung ist es möglich geworden, die Menge des
Trägergases merklich zu reduzieren, wodurch der Anwendungsbe
reich für diese Technik erweitert wurde.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegen
den Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Gesamtansicht einer Vor
richtung zum elektrostatischen Pulverauftragen gemäß der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Zeichnung, die eine Ein
richtung zum Reinigen des Außenbereichs in der Kanone für die
elektrostatische Pulverauftragung in Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist eine Teilansicht, die den Zustand um den
Auftragungsmaterialtank herum zeigt, wenn in der Vorrichtung
von Fig. 1 ein Farbwechsel durchgeführt wird;
Fig. 4 ist eine schematische Zeichnung, die einen
Pulvertank und damit verbundene Bereiche in einer vertikalen
Pulverzuführungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist eine schematische Zeichnung, die zeigt,
wie eine Teilfluidisierung an dem unteren Ende eines vertikalen
Pulverzuführungsschaftes gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
Fig. 6 ist eine schematische Zeichnung, die zeigt,
wie ein Farbwechsel in der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform
durchgeführt wird;
Fig. 7 ist eine schematische Zeichnung, die den Auf
bau einer Vorrichtung für die elektrostatische Pulverauftragung
gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt;
Fig. 8 ist eine schematische Zeichnung, die den Auf
bau einer Pulverzuführungsvorrichtung gemäß einer anderen Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist eine schematische Zeichnung, die den Auf
bau einer Pulverzuführungsvorrichtung gemäß einer weiteren Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist eine schematische Zeichnung, die den Auf
bau einer Pulverzuführungsvorrichtung gemäß einer weiteren Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11 ist eine detaillierte Zeichnung, die den Auf
bau einer Vorrichtung zum Messen der Pulverzuführungsmenge ge
mäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 12 ist eine Zeichnung, die den elektrischen
Schaltungsaufbau einer Vorrichtung zum Messen der Pulverzufüh
rungsmenge gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 13 ist ein Pulverzuführungsmen
gen/Ausgangsdiagramm einer Vorrichtung zum Messen der Pulverzu
führungsmenge gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm, das die Eigenschaften
einer Vorrichtung zum Messen der Pulverzuführungsmenge gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn kein Pulver eingegeben
wird;
Fig. 15 ist eine Längsschnittansicht des Tanks einer
Pulverzuführungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 ist eine Längsschnittansicht des Tanks einer
Pulverzuführungsvorrichtung gemäß einer, anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ist ein Längsschnitt des Tanks einer Pulver
zuführungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 18 ist eine schematische Zeichnung, die den Auf
bau einer Pulverzuführungsvorrichtung gemäß einer anderen Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 19 ist eine schematische Zeichnung, die den Auf
bau einer Pulverzuführungsvorrichtung gemäß einer weiteren Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 20 ist eine allgemeine schematische Zeichnung,
die den Aufbau einer konventionellen Pulverzuführungsvorrich
tung zeigt;
Fig. 21 ist eine schematische Ansicht, die den Be
trieb eines Pinchventils in der in Fig. 20 gezeigten Vorrich
tung zeigt;
Fig. 22 ist eine schematische Zeichnung, die den
Druckdifferenzmeßbereich einer anderen konventionellen Pulver
zuführungsvorrichtung zeigt;
Fig. 23 ist ein Flußdiagramm, das ein Beispiel der
Eigenschaften von Zuführungsmenge im Verhältnis zu Ausgang vor
der Einstellung einer konventionellen Pulverzuführungsvorrich
tung zeigt; und
Fig. 24 ist ein Flußdiagramm, das die Vorgänge zum
Einstellen der Eigenschaften von Pulvermenge im Verhältnis zu
Ausgang, die in Fig. 24 gezeigt sind, zeigt.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines typischen Aufbaus ei
ner Pulverzuführungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin
dung, und eine elektrostatische Pulverauftragungsvorrichtung
mit hoher Leistung, die auf ihr basiert. Fig. 11 zeigt im De
tail ein Beispiel eines Bereichs der Vorrichtung zum Messen der
Pulverzuführungsmenge, der in der Vorrichtung von Fig. 1 zu se
hen ist. Fig. 12 zeigt ein Beispiel eines Signalumwandlungs
/Verarbeitungsschaltkreises einer Druckdifferenzmeßvorrichtung,
die in dem Bereich der Vorrichtung zum Messen der Pulverzufüh
rungsmenge, der oben erwähnt wurde, verwendet wird. Fig. 13
zeigt ein Beispiel der Ausgangseigenschaften eines Pulverzufüh
rungsmengenmeßsytems.
Wie in diesen Zeichnungen gezeigt, wird eine Meßka
pillare 180 entlang der Zentralachse eines Sensorrohres 1 ge
bildet. Ein Pulverflußratenmeßgas 52, dessen Flußrate durch ei
ne Flußratensteuereinrichtung 2 auf einen festen Wert gesteuert
bzw. geregelt wird, wird in die Meßkapillare 180 mittels einer
Sensordüse 3 eingeblasen, welche üblicherweise koaxial mit die
ser Kapillare ist. In einem Tank 38 enthaltenes Pulver 39 wird
durch ein Fluidisierungsgas fluidisiert, das, wie durch Pfeile
41 angezeigt, in den Tank 38 durch eine poröse Platte 40 an dem
Boden des Tanks eingeblasen wird, und gelangt durch einen Pul
vereinführungspfad 42 mit sehr geringer Geschwindigkeit, bevor
es in einen Einlaß 4 des Sensorrohres 1 eingeführt wird. In der
Meßkapillare 180 wird das Pulver durch ein Pulverflußratenmeß
gas 52 beschleunigt und gelangt durch einen Auslaß 5 des Sen
sorrohres 1. Das Pulver wird dann durch eine Einblasvorrichtung
23 befördert, welche aus einer Düse 21 und einer Verengung 22
besteht, um durch eine Zuführungsrohrleitung 47 mit großem
Durchmesser befördert zu werden, bevor es durch eine Kanone 48
für die elektrostatische Pulverauftragung ausgegeben wird, um
auf einen Gegenstand 53, auf den aufgetragen werden soll, ange
wandt zu werden.
In diesem so aufgebauten System werden die jeweiligen
Drücke an dem Einlaß 4 und dem Auslaß 5 des Sensorrohres 1 je
weils durch ringförmige Filter 6 und 7, Ringkammern 10 und 11
und eine Hochdruckrohrleitung 8 und eine Niederdruckrohrleitung
9 miteinander in Verbindung gesetzt, deren jeweilige Anordnun
gen im wesentlichen fest sind und deren Innenvolumen konstant
gehalten werden, zu einer Hochdruckkammer 169 und einer Nieder
druckkammer 170, die feste Volumen haben und die voneinander
durch eine Druckmeßmembran 13 getrennt sind.
Es ist auch möglich, die Hochdruckrohrleitung 8, die
Niederdruckrohrleitung 9 und die elektronische Druckdifferenz
meßvorrichtung in ein Meßmodul zu kombinieren, welches, falls
es benötigt wird, als eine Einheit losgelöst oder ersetzt wer
den kann.
Die Druckmeßmembrane 13 besteht z. B. aus einer dün
nen Siliciummembran, welche durch ein Basisglied 167, wie in
Fig. 11 gezeigt, getragen wird. Piezoelektrische Widerstands
elemente 171 und 172, deren elektrische Widerstände entspre
chend den auf sie angelegten mechanischen Spannungen variieren,
sind auf einer Seite der Druckmeßmembran 13 vorgesehen, und
ähnliche piezoelektrische Elemente 173 und 174 sind auf der an
deren Seite der Membran vorgesehen und bilden damit einen
Brückenschaltkreis, wie in Fig. 12 gezeigt. Ein Konstantstrom
wird auf diesen Brückenschaltkreis von einer Leistungsquelle
175 eingegeben. Ein Ausgang 176 dieses Brückenschaltkreises re
guliert die Steigung einer Ausgangsbetriebskurve durch einen
Schaltkreis 177 für die Einstellung einer variablen Verstär
kung, er regelt bzw. stellt ein weiterhin die Schnittpunkte der
Ausgangsbetriebskurve durch einen Schaltkreis zum Einstellen
eines variablen Schnittpunktes und bewirkt, falls benötigt, ei
ne Glättung. Auf diese Weise wird eine sehr zufriedenstellend
lineare Beziehung, wie in Fig. 13 gezeigt, zwischen dem Sensor
systemausgang 15 und der Pulverzuführungsmenge erreicht.
Die zwischen dem Einlaß 4 und dem Auslaß 5 des Sen
sorrohres 1 erzeugte Druckdifferenz basiert auf der Summe der
Druckdifferenz, die erzeugt wird als ein Ergebnis der Beschleu
nigung des Pulvers in der Meßkapillare 180 durch das Pulver
flußratenmeßgas 52 und des Druckverlustes, der erzeugt wird,
indem das eingegebene Pulver hindurchgelangt. Sowohl aus der
Theorie als auch nach den Experimenten ist bekannt, daß die
Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Sensor
rohres 1 proportional zu der Erzeugung der Massenflußrate und
der Beschleunigungsflußgeschwindigkeit des Pulvers ist. Dement
sprechend ist es, indem die Flußrate, d. h. die Flußgeschwindig
keit, des Pulverflußratenmeßgases 52, welches durch die Meßka
pillare 180 fließt, konstant gehalten wird, möglich, die Pul
verzuführungsmenge von dem Ausgang 15 des Sensorsystems genau
zu erhalten.
In den in den Fig. 1, 11, ,12 und 13 gezeigten Bei
spielen können verschiedene Materialien für die Filter 6 und 7
entsprechend den physikalischen Eigenschaften des Pulvers ver
wendet werden. Von dem Standpunkt einer allgemeinen Verwendbar
keit aus ist es wünschenswert, ein nicht haftendes, kontinuier
liches poröses Füllmaterial, wie ein fluorhaltiges Kunstharz,
zu verwenden, dessen Porendurchmesser kleiner ist als die Korn
größe des feinsten in dieser Vorrichtung verwendeten Pulvers.
Wenn das Pulver leicht aufgeladen werden kann und da
her dazu neigt, an den Filtern haften zu bleiben, können zu
friedenstellende Ergebnisse erzielt werden, indem die Filter
einrichtung aus einem leitenden Material gebildet wird.
Außer dem Piezowiderstandssystem, das oben beschrie
ben wurde, ist es auch möglich, für die elektronische Druckdif
ferenzvorrichtung 12 ein System zu verwenden, in welchem die
mechanische Spannung der Druckmeßmembrane als eine Änderung in
einer elektrostatischen Kapazität gemessen wird, oder ein Sy
stem eines anderen angemessenen Typs, je nachdem, wie es benö
tigt wird.
Dabei sollte insbesondere festgestellt werden, daß
die Innenvolumen der Hochdruckkammer und der Niederdruckkammer
der elektronischen Druckdifferenzmeßvorrichtung sehr klein sind
(diese Volumen können leicht 0,5 cc oder weniger gemacht wer
den) und sie sind im wesentlichen frei von einer Variation.
Durch Kombinieren solcher kleinvolumiger Druckkammern mit sta
tionären Rohrleitungen mit kleinen Innenvolumen kann das Gasvo
lumen, dem es ermöglicht wird, durch den Betrieb und das Stop
pen des Systems und durch Fluktuationen in der Druckdifferenz
während des Betriebs durch Filter zu gelangen, sehr klein ge
macht werden, und der integrierte Wert der Gasmengen, die durch
die Filter gelangen, ist nach einer Zeitdauer konstant null.
Daher wird durch die Verwendung solcher Filter, wie sie oben
beschrieben wurden, verhindert, daß Pulver durch Filter ein
dringt, und es wird nur auf dem Außenbereich in Form eines dün
nen Films abgeschieden, durch welchen die Verbindung der Drücke
immer leicht bewirkt werden kann. Daher ist es immer möglich,
die Druckdifferenz genau ohne irgendwelche Fluktuationen zu
messen, die in den Eigenschaften der Hochdruckrohrleitung 8,
der Niederdruckrohrleitung 9 und der Druckdifferenzmeßvorrich
tung auftreten, genau zu messen. Entsprechend besteht im allge
meinen keine Notwendigkeit, eine Instandhaltungsarbeit oder
dergleichen durchzuführen.
Weiterhin ist es aufgrund dieser Anordnung möglich,
die Größe des ganzen Sensorsystems zum Umwandeln einer Pulver
zuführungsmenge in ein elektrisches Signal merklich zu verrin
gern. Zusätzlich kann die Einstellung all der Teile der Vor
richtung und ihre Anordnung vor der Verfrachtung bzw. Lieferung
zu Ende durchgeführt werden, wodurch praktisch die Installa
tionsarbeit entfällt. Daher wird anders als in dem Stand der
Technik keine flexible Rohrleitung oder dergleichen, deren Auf
bau und Größe dazu neigen, nachteilhaft beeinflußt zu werden,
wenn sie installiert ist, und dadurch die Eigenschaften der
Sensorsysteme beeinflussen, in das Sensorsystem eingeführt. Da
her ist es praktisch nicht notwendig, eine Einstellungsarbeit
nach der Installation durchzuführen.
Während das Sensorsystem nach dem Stand der Technik
fünf Rohre und drei Sätze von Flußratensteuereinrichtungen er
fordert, benötigt das Sensorsystem der vorliegenden Erfindung
nur ein Rohr, ein Kabel und einen einzigen Satz von Flußraten
steuereinrichtungen, so daß das Sensorsystem der vorliegenden
Erfindung in großem Umfang zu einer Reduzierung in den Produk
tions- und Installationskosten beiträgt. Weiterhin kann auf
grund dieses Vorteils der vorliegenden Erfindung eine Reihe von
Sensorsystemen leicht von der Vorrichtung entfernt werden, wenn
eine Reinigung, Farbänderung, usw. durchgeführt wird.
Der Pulverzuführungsvorrichtung und der Vorrichtung
zur elektrostatischen Pulverauftragung der vorliegenden Erfin
dung, die in Fig. 1 gezeigt ist, wird ein Gas 62 zugeführt. Ein
Teil des Gases 62 wird durch ein Rohr und ein Konstantdruckven
til 33, das für die Fluidisierung des Pulvers 39 in dem Tank 38
verwendet wird, befördert. Der größere Teil des Gases, das der
maßen verwendet wird für die Fluidisierung des Pulvers, wird in
die atmosphärische Luft von der Oberfläche des Pulvers in dem
Tank dissipativ abgegeben. Der verbleibende Teil des Gases, der
für die Fluidisierung verwendet wird, wird durch ein Rohr 32,
ein Konstantdruckventil 34 und ein Dreiwegeventil 45, das zum
Öffnen und Schließen eines Pinch- bzw. Einengungsventils ver
wendet wird, welches innerhalb eines Gehäuses 44 vorgesehen ist
und aus einem Pinch- bzw. Verengungsgummiglied 43 besteht, be
fördert. Dieser verbleibende Teil des Gases, welcher dement
sprechend zum Öffnen und Schließen des Pinchventils verwendet
wird, wird eventuell auch dissipativ in die atmosphärische Luft
über das Dreiwegeventil 45 abgegeben.
Der Teil des Gases 62, der nicht für die Fluidisie
rung des Pulvers verwendet wird, wird auf einen festen Druck
durch ein Konstantdruckventil 35 eingestellt. Ein Anteil dieses
Teils des Gases 32 kann durch ein Druckregelventil 51 auf eine
feste Flußrate eingestellt werden und durch ein Rohr 50 beför
dert werden, das in einer Einrichtung 49 zum Einstellen eines
Entladungsmusters verwendet wird, welche aus einer Drehfluß
bildenden Vorrichtung oder dergleichen besteht, wobei die Ein
richtung 49 zum Einstellen eines Entladungsmusters zu der elek
trostatischen Pulverauftragungskanone 48 gehört. Die Flußrate
des derartig verwendeten Gases ist jedoch sehr klein.
Das meiste des Teils des Gases 62, welches nicht für
die Fluidisierung des Pulvers verwendet wird, wird durch eine
Flußratensteuereinrichtung 28 befördert, welche eine Setz- bzw.
Einsteilfunktion hat, und wird durch Verzweigungsrohre 24, 25
und 27 in drei Teile aufgeteilt. Diese drei Teile werden even
tuell miteinander vereinigt, um für die Zuführung des Pulvers
durch die Zuführungsrohrleitung 47 mit großem Durchmesser ver
wendet zu werden. Daher wird in der vorliegenden Erfindung die
Einrichtung zum Eingeben der Gesamtmenge von Gas, die eventuell
für die Zuführung des Pulvers durch die Zuführungsrohrleitung
47 mit großem Durchmesser verwendet wird, als eine Zuführungs
gaszuführungseinrichtung bezeichnet, welche im allgemeinen
durch einen Pfeil 46 in Fig. 1 angezeigt wird.
Diese Zuführungsgaszuführungseinrichtung, die durch
den Pfeil 56 angezeigt wird, wird durch den Wert einer erfor
derlichen Zuführungsgasflußrate gesteuert, welcher durch die
Betriebsbedingungen der elektrostatischen Pulverauftragungska
none 48 bestimmt ist. Ein Einstellwert 18 wird von einer Ein
stellvorrichtung 16-1 in den Hauptbereich der Zuführungsgaszu
führungseinrichtung 56 eingegeben und mit einem Eingangswert
17, welcher die Pulverzuführungsmenge ist, verglichen. Die
durch diesen Vergleich gewonnene Differenz wird verstärkt und
über ein Steuer- bzw. Regelventil 20 weitergeleitet, welches
durch einen Rückführungsausgang 19 einer Steuervorrichtung 16-2
gesteuert wird, und weiterhin über ein Rohr 24 zu der Düse 21
der Einblasvorrichtung 23 weitergeleitet, wodurch eine automa
tische Steuerung bzw. Regelung derartig bewirkt wird, daß die
Druckdifferenz zwischen dem Einlaß 4 und dem Auslaß 5 der Meß
kapillare 180, d. h. die Pulverzuführungsmenge 17, mit dem Ein
stellwert 18 zusammenfällt.
Betreffend diese automatische Steuerung sollten die
folgenden Störfaktoren in Betracht gezogen werden: der Pulver
pegel in dem Tank, der Rohrleitungswiderstand aufgrund des an
der Innenfläche der Zuführungsrohrleitung 47 mit großem Durch
messer hängenden Pulvers, der Pegel der Kanone 48 und die Fluk
tuationen in der Unterdruck- bzw. Ansaugkraft aufgrund der Ab
nutzung der Verengung der Einblasvorrichtung. Die Flußrate des
Gases, das durch die Rohrleitung 24 fließt, steigt an bzw.
fällt entsprechend diesen Störfaktoren. Andererseits
fällt oder steigt die Flußrate des durch das Rohr 25 fließenden
Gases entsprechend dem Ansteigen oder Fallen der Flußrate in
dem Rohr 24. Dieses Abfallen oder Ansteigen der Flußrate in dem
Rohr 25 wird durch eine Flußratenausgleichssteuervorrichtung
bewirkt, die dazu dient, die Summe der Flußraten in den Rohren
24, 25 und 27 zum Beispiel durch die Wirkung eines Rohrlei
tungswiderstandes 26, der in dem Rohr 25 vorgesehen ist, kon
stant zu halten. Als ein Ergebnis wird die Flußrate des Zufüh
rungsgases in der Zuführungsrohrleitung 47 mit großem Durchmes
ser immer auf einem festen Wert gehalten. Daher sind die Zufüh
rungsmenge des Pulvers, das durch die Kanone 48 ausgegeben
wird, die Menge des Gases, das von der Kanone abgegeben wird,
und die Funktion der Mustereinstellungseinrichtung alle frei
von den Beeinflussungen der obenerwähnten Störfaktoren, wodurch
vorbestimmte Betriebsbedingungen konstant gehalten werden kön
nen. Auf diese Weise ist es möglich, größere ökonomische Vor
teile zu erreichen, so wie eine Verbesserung in der Auftra
gungseffizienz, eine stabile und gleichmäßige Filmdickenvertei
lung, eine wesentliche Kostenreduzierung beim Auftragungsmate
rial und eine Verbesserung in der Produktqualität.
Bezugszeichen 36 bezeichnet eine Anweise- oder Auf
nahmeeinrichtung zum Steuern der Pulverzuführungsmenge 15, und
Bezugszeichen 37 bezeichnet eine Anweise- oder Aufnahmeeinrich
tung zum Steuern der allgemeinen Betriebsbedingungen. In dem in
Fig. 1 gezeigten Beispiel wird in der Einrichtung 37 der Druck
des Gases zum Betreiben der Einlaßvorrichtung verwendet.
Eine Koronaentladungselektrode 58 ist an der Spitze
der elektrostatischen Pulverauftragungskanone 48 vorgesehen.
Von einer Leistungsquelle 54 wird elektrische Leistung durch
einen Leiter 55 zu einem hochspannungserzeugenden Schaltkreis
57 eingegeben, um eine Hochspannung zu erzeugen, welche an die
Koronaentladungselektrode 58 angelegt wird, wodurch das Pulver
aufgeladen wird und ein elektrisches Feld zwischen der Kanone
und dem Objekt 53, auf das aufgetragen werden soll, erzeugt
wird, wodurch eine elektrostatische Pulverauftragung bewirkt
wird.
Die elektrostatische Pulverauftragungskanone und die
Leistungsquelle, die in der elektrostatischen Pulverauftra
gungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden,
sind nicht auf diejenigen, die in Fig. 1 gezeigt sind, be
schränkt. Es ist möglich, jeden Typ eines elektrostatischen
Pulverauftragungskanonensystems zu verwenden, der mit einer
Einrichtung zum elektrischen Aufladen von Pulver, einer Ein
richtung zum elektrischen Befördern des Pulvers auf ein Objekt,
auf das aufgetragen werden soll, und eine Einrichtung zum Aus
geben des Pulvers auf eine dispergierte Weise versehen ist.
Durch Verwendung einer obenbeschriebenen Pulverzuführungsvor
richtung, d. h. der neuen Vorrichtung zur elektrostatischen
Pulverauftragung der vorliegenden Erfindung, ist es möglich,
die Effizienz einer Vorrichtung zur elektrostatischen Pulver
auftragung merklich zu verbessern.
In der elektrostatischen Pulverauftragungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung kann die Pulveraufladung bewirkt
werden durch Berührungsaufladung, ein innerhalb der Kanone vor
gesehenes Entladungselektrodenpaar, eine Kombination einer Ko
ronaentladungselektrode, die an der Spitze der Kanone vorgese
hen ist, und einer Hilfselektrode, die außerhalb der Kanone
vorgesehen ist, oder einer Kombination einer Koronaentladungse
lektrode, die an der Spitze der Kanone vorgesehen ist, und des
Objektes, auf das aufgetragen werden soll usw.
Beispiele der Einrichtung zum elektrischen Befördern
des Pulvers gegen das Objekt, auf das aufgetragen werden soll,
umfassen: ein elektrisches Raumladungsfeld, das durch das gela
dene Pulver gebildet wird, wenn es zu dem Objekt wandert, auf
das aufgetragen werden soll, und eine gegenseitige Wirkung zwi
schen dem geladenen Pulver und einem elektrischen Feld, das
zwischen dem Objekt, auf das aufgetragen werden soll, und einer
Elektrode gebildet wird, welche nahe der Spitze der Kanone vor
gesehen ist und auf welche eine Hochspannung angelegt wird.
Beispiele der Einrichtung zum Entladen des Pulvers
auf eine dispergierte Weise umfassen: einen Diffusor, einen
Dreh- bzw. Umlauffluß, das Sprühen durch einen Schlitz, oder
eine Kombination dieser Einrichtungen.
In dem elektrostatischen Pulverauftragungssystem, das
in Fig. 1 gezeigt ist, kann Pulver, wenn die Zuführungsrohrlei
tung 47 mit großem Durchmesser aus einer Schlauchleitung be
steht) die aus einem gewöhnlichen Material wie Urethan EVA be
steht, Pulver an der Innenfläche der Zuführungsrohrleitung 47
mit großem Durchmesser nach dem Verstreichen der Betriebszeit
haften bleiben, in Abhängigkeit von dem Typ des verwendeten
Auftragungsmaterials, mit dem Ergebnis, daß die Gasflußraten in
den Rohren 24 und 25 beträchtlich aus dem Gleichgewicht ge
bracht werden. In einem solchen Fall ist es notwendig, das
Pinch- bzw. Verengungsgummiglied 43 zu schließen und einen
Blasvorgang durchzuführen, bei welchem eine große Menge von
Luft für kurze Zeit in den Einlaß 46 der Düse 21 durch eine an
gemessene Einrichtung (nicht gezeigt) eingegeben wird, um das
Pulver, das auf der Innenfläche der Rohrleitung 47 abgelegt
ist, zu entfernen.
Dieser Blasvorgang benötigt nicht nur eine Unterbre
chung des normalen Vorgangs, sondern verschmutzt die Innenflä
chen der Kabine mit dem Pulver, das aus der Kanone mit hoher
Geschwindigkeit ausgeblasen wird, und fällt damit mit dem Farb
wechselvorgang in der Kammer zusammen. Entsprechend der vorlie
genden Erfindung wird dieses Problem gelöst, indem das Innere
der Zuführungsrohrleitung 47 mit großem Durchmesser aus einem
nicht haftfähigen Kunstharz, sowie einem fluorhaltigen Kunst
harz, wie Teflon, oder einem hochdichten Polyäthylen 44255 00070 552 001000280000000200012000285914414400040 0002004405640 00004 44136, so wie es
benötigt wird, gebildet wird. Vorzugsweise ist ein solches
nicht haftendes Kunstharz ein leitfähiges.
In einigen Fällen wird eine Kompositschlauchleitung,
deren Äußeres aus einem von den obigen verschiedenen Material
gemacht, so wie Urethan oder EVA, für den Zweck der Verbesse
rung der mechanischen Eigenschaft der Zuführungsrohrleitung mit
großem Durchmesser als ein Ganzes verwendet. Weiterhin kann ei
ne Erdungseinrichtung zum Entfernen der Ladung, die sich in dem
leitenden Teil angesammelt hat usw. vorgesehen werden.
Indem die Zuführungsrohrleitung mit großem Durchmes
ser derartig ausgebildet wird, wird der Widerstand dieser Zu
führungsrohrleitung verkleinert, und gleichzeitig wird die
Wachstumsrate des haftenden Pulvers verringert, so daß der Zy
klus des Blasvorgangs länger gemacht wird. Daher ist es, wenn
der normale Vorgang nicht durchgeführt wird, oder wenn ein
Farbwechsel durchgeführt wird, nur notwendig, die obenbeschrie
bene Reinigung durchzuführen, welche nicht mit einer Verschmut
zung des Inneren der Kammer verbunden ist. Daher ist die Be
triebsfähigkeit verbessert und die effektive Betriebszeit ver
größert, wodurch die Kosteneffizienz der Vorrichtung verbessert
ist.
Ein fluorhaltiges Kunstharz oder ein leitfähiges flu
orhaltiges Kunstharz können nicht nur in dem Innenbereich der
Zuführungsrohrleitung 47 mit großem Durchmesser, wie oben be
schrieben, verwendet werden, sondern auch in dem Innenbereich
der Verengung 22 der Einblasvorrichtung und des Sensorrohres 1,
wodurch eine bemerkenswerte Verbesserung in vielen Fällen er
reicht werden kann, bezüglich der Lebensdauer und der Stabili
tät der Eigenschaften. Daher stellt diese Anordnung ein wichti
ges Merkmal der vorliegenden Erfindung dar.
Weiterhin können, auch wenn es nicht in den Fig. 1,
11 usw. gezeigt ist, die Verengung 22 der Einblasvorrichtung,
das Sensorrohr 1 usw., falls es benötigt wird, ersetzt werden.
Diese Komponenten werden in ein Gehäuse 59 gesetzt. Ein fluor
haltiges Kunstharz oder ein leitfähiges fluorhaltiges Kunstharz
1a können auch für dieses Gehäuse und diese Bereiche, die mit
dem Pulver in Kontakt kommen, so wie Düsen 3 und 21, verwendet
werden, wodurch ein Farbenwechsel schneller durchgeführt werden
kann und der Inspektionszyklus verkürzt werden kann.
Mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 und zusammen mit
Fig. 1 wird ein Beispiel, wie ein Farbenwechsel für Auftra
gungsmaterialien in der elektrostatischen Pulverauftragungsvor
richtung der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, schema
tisch beschrieben. Mit Bezug auf die Fig. 1 und 3 wird ein
Dreiwegeventil 45 verwendet, um das Pinchgummiglied 43 in dem
Gehäuse 44 derartig unter Druck zu setzen, so daß das Pinchgum
miglied 43 in einen Zustand, wie er mit 43′ gezeigt wird, de
formiert wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß Auftra
gungsmaterial aus dem Tank fließt. Dann wird das Rohrleitungs
ende 63 des Gehäuses 59 von dem Tank entfernt, und eine Kano
nenreinigungseinrichtung 64 wird, wie in Fig. 2 gezeigt, auf
die elektrostatische Pulverauftragungskanone 48 aufgesetzt.
Die Kanonenreinigungseinrichtung 64 ist aufgebaut aus
einem Deckel 65, der sich einige mm entlang der Seitenoberflä
che der elektrostatischen Pulverauftragungskanone 48 erstreckt
und dessen vorderes Ende geschlossen ist, einer Ringkammer 66,
die an der Basis des Deckels 65 gebildet ist und hermetisch mit
ihr verbunden ist, und einem Entladungsrohr 67, durch welches
eine starke Evakuierung durchgeführt werden kann, wie bei 68
angezeigt.
In der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Betriebsbe
dingung, wenn eine starke Luftausgabe, wie mit 68 angezeigt,
durchgeführt wird, wird eine große Menge von Luft 69 durch das
Rohrleitungsende 63 angesaugt, um in folgender Reihenfolge
durch die Bestandteile zu fließen: das Sensorrohr 1, das Ge
häuse 59, die Verengung 22 der Einblasvorrichtung, die Zufüh
rungsrohrleitung 47 mit großem Durchmesser, das innere der
elektrostatischen Pulverauftragungskanone 48, und den Außenbe
reich davon, wobei das an diesen Komponenten haftende Pulver
auf ein Maß entfernt wird, das für praktische Zwecke hinrei
chend ist, wodurch es möglich wird, einen Farbwechsel und eine
Reinigung durchzuführen.
Bei diesem Verfahren gelangt gewöhnlich eine hinrei
chende Luftmenge durch die Rohre 24, 25 und 27. In einigen Fäl
len kann, abgesehen von dem natürlichen Ansaugen der Luft 69
durch das Rohrleitungsende 63, wie in Fig. 3 gezeigt, Preßluft
in das System geblasen werden, wodurch zufriedenstellende Er
gebnisse erreicht werden.
Die abgegebene Luft, die mit 68 bezeichnet wird, wird
zu einem Staubsammler befördert, so daß in der Reini
gungs/Farbwechseleinrichtung der vorliegenden Erfindung, die
oben beschrieben wurde, kein Pulver aus dem System heraus dis
sipativ abgegeben wird, wodurch wesentliche sekundäre Effekte
erreicht werden können. Zum Beispiel ist die Reinigung der be
troffenen Ausrüstung, wie des Innenraums der Kammer für die
Pulverauftragung, erleichtert.
Weiterhin ist die Richtung des Luftstroms, der zum
Reinigen oder Farbwechseln verwendet wird, nicht auf die eine
der oben beschriebenen Beispiele beschränkt. Es ist auch mög
lich, Luft an dem Ausgaberohr 67 einzublasen und es aus dem
Rohrleitungsende 63 abzugeben. Weiterhin ist es auch möglich,
ein Ventil 61 irgendwo zwischen dem Ausgaberohr 67 und dem
Rohrleitungsende 63 vorzusehen, Luft durch dieses Ventil abzu
geben, wenn eine Reinigung oder ein Farbwechsel durchgeführt
wird.
In dem in den Fig. 1 und 11 gezeigten Aufbau ist
es in einigen Fällen wünschenswert, von Zeit zu Zeit in Abhän
gigkeit von den physikalischen Eigenschaften des Pulvers an den
Filtern 6 und 7 eine Rückführung durchzuführen. Während der
Rückführung werden Balge 162 und 164, welche jeweils mit der
Hochdruckleitung 8 und der Niederdruckleitung 9 in Verbindung
stehen, durch elektromagnetische Kolben 163 und 165 zusammenge
zogen, oder es wird bewirkt, daß ein unser Druck gesetztes Gas
rückwärts durch die Rohrleitungen 1 und 9 durch ein elektroma
gnetisches Ventil fließt. Während dieses Vorgangs wird das Aus
gangssignal, das eine Druckdifferenz anzeigt, unterbrochen,
oder der Betrieb des Steuerventils 20 wird unterbrochen. Die
Einrichtung zum Unterbrechen des Ausgangssignals, das eine
Druckdifferenz anzeigt, oder zum Unterbrechen des Betriebs des
Steuerventils 20 dient, kann auch effektiv verwendet werden, um
die Starteigenschaften des Intermittenten, eines sich wiederho
lenden Pulverzuführungsvorgangs des Systems zu verbessern.
Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 11 ist es, wenn nur
Pulverflußratenmeßgas 52 und kein Pulver fließt, üblicherweise
wünschenswert, daß die Druckdifferenz, die zwischen dem Einlaß
und dem Auslaß des Sensorrohres erzeugt wird, vom Gesichtspunkt
des Entwurfs, der Einstellung, etc. einer Signalverarbeitungs
vorrichtung 14 zum Verarbeiten des Ausgangs der Druckdifferenz
meßvorrichtung 12 aus so nahe wie möglich an Null ist. Mit Be
zug auf Fig. 11 kann diese Bedingung durch eine geeignete Kon
stellation des Innendurchmessers und der Länge, die mit 182 be
zeichnet wird, der Meßkapillare 180 und des mit 181 bezeichne
ten Innendurchmessers der Sensordüse 3 erreicht werden.
Theoretisch kann die Druckdifferenz bei dem obenge
nannten Betrieb im wesentlichen null gemacht werden, indem sich
die negativen und positiven Drücke gegeneinander ausgleichen.
Der negative Druck (Unterdruck) liegt aufgrund des Injektoref
fektes vor, der erzeugt wird, indem das Pulverflußratenmeßgas
52 von der Sensordüse 3 in das Sensorrohr 1 geblasen wird; und
der positive Druck wird erzeugt, indem das Pulverflußratenmeß
gas 52 durch das Sensorrohr 1 fließt. Eine solche Ausgleichung
kann innerhalb des Flußgeschwindigkeitsbereichs von 7 bis 20
m/s bewirkt werden, innerhalb dessen kein Pulver auf der Innen
fläche des Sensorrohres abgelegt wird. Die Bedingungen, um die
ses zu erreichen, können in Abhängigkeit von den Zielen experi
mentell ermittelt werden. Fig. 14 zeigt experimentelle Daten
zum Bestimmen der obigen Bedingungen. In der Zeichnung bezeich
net Bezugszeichen 183 einen Fall, in dem der Düsendurchmesser
181 in Relation zu dem Durchmesser der Meßkapillare 180 zu groß
ist; Bezugszeichen 184 bezeichnet einen Fall, in dem die Meßka
pillare 180 zu lang ist, obwohl der Düsendurchmesser relativ zu
dem Durchmesser der Meßkapillare angemessen ist; Bezugszeichen
187 bezeichnet einen Fall, in welchem der Düsendurchmesser zu
klein ist; Bezugszeichen 186 bezeichnet einen Fall, in welchem
die Kapillare zu groß ist; und Bezugszeichen 185 bezeichnet ei
nen Fall, in welchem die Beziehung des Düsendurchmessers zu der
Länge und des Durchmessers der Kapillare angemessen ist. Im
letzten Fall, der mit 185 bezeichnet wird, kann die Druckdiffe
renz im wesentlichen Null gemacht werden, wenn das Pulverfluß
ratenmeßgas durch das Sensorrohr mit einer Geschwindigkeit in
nerhalb des Bereiches von 7 bis 20 m/s fließt.
Die obige Bedingung ist nicht notwendigerweise essen
tiell für alle Fälle der vorliegenden Erfindung. Diese Bedin
gung ist jedoch wichtig, um die Zuverlässigkeit der Vorrichtung
zu verbessern, wenn das obere Ende des Pulvertanks zu der atmo
sphärischen Luft hin offen ist oder ein Pulver verwendet wird,
welches schwer zu fluidisieren ist.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung. Anders als in mit Bezug auf die Fig. 1, 2
und 3 beschriebenen Ausführungsform umfaßt diese Ausführungs
form nicht die Flußratensteuereinrichtung 28 zum Eingeben eines
Trägergases, die in Fig. 1 gezeigt ist. Statt dessen umfaßt sie
einen Flußratentransmitter 28′ zum Messen der Menge. Zusätzlich
zu diesem Flußratentransmitter wird im allgemeinen eine An
zeige- oder Aufnahmeeinrichtung 29 zur Betriebssteuerung ver
wendet. Abgesehen davon gibt es im allgemeinen keinen Unter
schied zwischen der in Fig. 7 und der in den Fig. 1, 2 und 3
gezeigten Ausführungsformen bezüglich des Aufbaus, der Funkti
on, des Betriebes, des Reinigens, des Farbwechsels, usw.
In der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist es
nicht notwendig, die Menge des Trägergases genau zu steuern.
Diese Ausführungsform sieht hingegen eine Pulverzuführungsvor
richtung oder eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung vor, welche geeignet ist, einen festen Betrag von Pul
verzuführung für eine lange Zeitdauer zuverlässig beizubehal
ten, und die leicht installiert, eingestellt, beibehalten und
betrieben werden kann, die eine exzellente Kosteneffektivität
vorsieht.
In der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung werden die Steuereinrichtung 16-2 und des
Steuerventils 20 derartig betrieben, daß das elektrische Druck
differenzausgangssignal 15, welches die eingegebene Pulvermenge
anzeigt, auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, wodurch
die Pulvereingabemenge konstant gehalten wird. Bei diesem Ver
fahren variiert die Flußrate des Gases, das durch das Rohr 25
fließt, entsprechend dem Betrieb der obigen Bestandteile.
Da die Flußrate des Pulverflußratenmeßgases, das
durch das Rohr 27 fließt, durch die Flußratensteuereinrichtung
2 immer konstant gehalten wird, wird die Gesamtmenge dieses
Flußratenmeßgases durch den Flußratentransmitter 28′ gemessen
und durch die Anzeigevorrichtung 29 angezeigt oder aufgenommen.
Während des Betriebes wird die Pulverzuführungsmenge durch die
Setzeinrichtung 16-1 mit Bezug auf den obigen Betrag bestimmt.
Falls notwendig, kann ein Gas (nicht gezeigt) zum Einstellen
der Pulverzuführungsrate in der Zuführungsrohrleitung mit gro
ßem Durchmesser oberhalb des Steuerventils 20 des Rohrs 25 ab
geleitet werden und in den Auslaß des Injektors 23 eingeführt
werden.
Die elektrostatische Pulverauftragungskanone 48 die
ser Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der in
Fig. 1 gezeigten Ausführungsform darin, daß sie das Entladungs
muster durch eine Kombination eines Diffusors und eines ring
förmigen geradlinigen Flusses steuert. In der in Fig. 7 gezeig
ten Ausführungsform wird für die Zuführungsrohrleitung 47 mit
großem Durchmesser ein nicht haftfähiges Kunstharz, das einen
geringen Reibungswiderstand aufweist und relativ frei von einer
Adhäsion von Pulver ist, so wie ein fluorhaltiges Kunstharz,
insbesondere ein leitfähiges fluorhaltiges Kunstharz, oder ein
hochdichtes Polyäthylen, vorzugsweise ein leitfähiges, verwen
det, wobei es in vielen Fällen möglich ist, die Amplitude der
Fluktuation in dem Trägergas, das für die automatische Steue
rung der Pulverzuführungsmenge benötigt wird, zu verringern,
wodurch vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden. Dies ist ein
wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, und erweist sich
besonders in der Fig. 7 gezeigten Ausführungsform als effektiv.
Mit der vorliegenden Erfindung können ähnliche Ef
fekte bezüglich des Sensorrohres 1 und der Verengung 22 der
Einblasvorrichtung erzielt werden. Es ist nicht mehr notwendig,
daß die Filter 6 und 7, die in Fig. 1 gezeigt sind, ringförmig
sind. Sie können auch, wie im Fall von Fig. 7, als Halbringe
geformt sein.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung. Die Zeichnung zeigt nur den Bereich der Aus
führungsform, welcher sich von der Ausführungsform von Fig. 7
unterscheidet. In der Zeichnung werden die gleichen Komponenten
und Funktionen wie diejenigen in den Fig. 1, 2, 3 und 7
durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
Von dem Standpunkt der Praktikabilität ist die Aus
führungsform der Fig. 8 die gleiche wie diejenige von Fig. 7.
Die erstere unterscheidet sich von der letzteren in der Weise,
wie die Einblasvorrichtung gesteuert wird. Das Gas zum Betrei
ben der Ausblasvorrichtung wird durch ein Konstantdruckventil
35 auf einen konstanten Druck eingestellt und durch einen Rohr
leitungswiderstand 93 auf eine feste Flußrate gesteuert, bevor
sie in die Düse 21 eingegeben wird; das Steuerventil 20, das an
einem Rohr 19 angebracht ist und durch eine Steuereinrichtung
91 gesteuert wird, stellt die Ansaugkraft der Einblasvorrich
tung 23 ein. In der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform bewirkt
die Öffnung des Steuerventils 20 anders als in den in den Figu
ren 1 und 7 gezeigten Ausführungsformen, daß der Grad des Vaku
ums an dem Auslaß 5 abnimmt, so daß die Ansaugkraft der Ein
blasvorrichtung 23 verringert ist, wodurch die Pulverzufüh
rungsmenge verringert wird. Auf der anderen Seite bewirkt ein
Schließen des Steuerventils 20, daß die Pulverzuführungsmenge
ansteigt. Abgesehen von diesen obigen Merkmalen ist diese Aus
führungsform die gleiche wie diejenige von Fig. 7.
Im Fall der Ausführungsform von Fig. 8 wird die Mes
sung der Pulverzuführungsmenge auf die gleiche Weise, wie in
Fig. 11 gezeigt, durchgeführt, wobei die Messung auf die glei
che Weise wie in den Fig. 1 und 7 gesteuert wird. In Fig. 8
werden diejenigen Teile, die die gleichen Funktionen wie dieje
nigen der Fig. 1 und 7 haben, durch die gleichen Bezugszei
chen bezeichnet.
Fig. 9 zeigt eine Pulverzuführungsvorrichtung ent
sprechend der vorliegenden Erfindung, in welcher eine Vibrati
onszuführungseinrichtung als Pulverzuführungseinrichtung ver
wendet wird. Eine solche Vibrationszuführungseinrichtung kann
auch auf die in den Fig. 1 und 7 gezeigte elektrostatische
Pulverauftragungsvorrichtung angewandt werden.
Gemäß Fig. 9 steht der Raum um den Einlaß 4 des Sen
sorrohres 1 nur mit der Vibrationszuführungseinrichtung in Ver
bindung und ist hermetisch von dem Äußeren durch einen Trichter
94 und ein darin enthaltenes Pulverschüttgut 73 getrennt, das
eine Materialdichtung darstellt. Von dem Standpunkt der prakti
schen Verwendbarkeit her, schafft diese Anordnung die folgenden
bemerkenswerten Vorteile: Wenn die Sensorausgangseigenschaft,
wenn kein Pulver fließt, derartig ist, daß im wesentlichen
keine Ansaugkraft oder Ausblaskraft ungeachtet der Flußrate des
Pulverflußratenmeßgases erzeugt wird, wie in dem Fall der mit
185 bezeichneten Eigenschaft von Fig. 14, kann der Tank mit ei
nem offenen Trichter 94 verwendet werden, auch wenn nur eine
kleine Menge von Schüttpulver 73 darin enthalten ist. In der
Ausführungsform von Fig. 9 steuert die Steuereinrichtung 16-2
einen Vibrator 95 sowie ein Steuerventil 20.
Obwohl es nicht in Fig. 9 gezeigt ist, ist es in der
vorliegenden Erfindung auch für den obigen Aufbau möglich, eine
Vibrationszuführeinrichtung als die Pulverzuführeinrichtung zu
verwenden, um eine Anordnung effektiv zu verwenden, in der, wie
in dem Fall von Fig. 1, eine automatische Steuerung auf die Ge
samtmenge des Trägergases angewandt wird, wobei das Pulverfluß
ratenmeßgas und der verbleibende Teil des die Einblasvorrich
tung steuernden Gases in den Auslaß der Einblasvorrichtung
durch ein anderes Rohr eingegeben wird, das mit einem Flußwi
derstand derartig versehen ist, daß die Zuführungsrate in der
Zuführungsrohrleitung 47 mit großem Durchmesser genau konstant
gehalten wird.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, in welcher Pulver mit einer kleinen Menge von Trä
gergas eingegeben wird, ohne irgendeine Einblasvorrichtung für
die Pulverbeförderung zu verwenden. In der in Fig. 10 gezeigten
Ausführungsform wird die Pulverzuführungsmenge in ein elektri
sches Signal als einen Steuerausgang umgewandelt, welcher für
die Betriebssteuerung durch die Anzeige/Aufnahmeeinrichtung
verwendet wird, wie in den Ausführungsformen der Fig. 1, 7 und
8.
In Fig. 10 bezeichnet Bezugszeichen 99 einen luft
dichten Tank, der an seinem Boden eine poröse Platte 40 auf
weist, durch ein Gas zum fluidisieren des Pulvers 39 eingegeben
wird. Das Gas gelangt durch einen Filter 97 und ein Steuerven
til 20 und wird an den Außenbereich des Systems als ein Abgas
bzw. Ausgabegas 98 abgegeben.
Die Steuereinrichtung 16-2 steuert den Druck an dem
Einlaß 4 des Sensorrohres 1 relativ zu dem Auslaß 5 durch Öff
nen oder Schließen des Steuerventils 20, und arbeitet derartig,
daß die Pulverzuführungsmenge mit dem eingegebenen Setzwert 18,
der von der Setzeinrichtung 16-1 eingegeben wird, angepaßt
wird.
Die Flußratensteuereinrichtung 28 bewirkt eine auto
matische Steuerung derartig, daß die verbleibende Menge von
Trägergas 62 in der Zuführungsrohrleitung 47 mit großem Durch
messer vorhanden ist. Ein Teil dieses Gases, welches in einer
festen Menge vorliegt, wird durch das Rohr 27 befördert und in
das Sensorrohr 1 von der Düse 3 als das Pulverflußratenmeßgas
52 eingeblasen. Der verbleibende Teil des Gases fließt durch
das Rohr 25 und wird mit dem obigen Teil des Gases zusammenge
führt, welcher an dem Auslaß des Sensorrohres 1 sich befindet,
wodurch eine vorbestimmte Zuführungsrate zu dem Pulver erreicht
wird.
In Abhängigkeit von den erforderlichen Bedingungen
muß das Rohr 25 nicht vorgesehen sein, wobei die Pulverzufüh
rung nur mittels des Pulverflußratenmeßgases durchgeführt wird.
Dies ist auch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Im Prinzip kann in der in Fig. 10 gezeigten Ausfüh
rungsform nur ein Sensorrohr für einen luftdichten Tank 99 ver
wendet werden. Angesichts dessen zeigt Fig. 19 eine Ausfüh
rungsform, welche gegenüber der Ausführungsform von Fig. 10 ei
ne Verbesserung dahingehend ist, daß eine Reihe von quantitativ
ausgelegten Pulverzuführungseinheiten an einen einzelnen luft
dichten Tank 99 angeschlossen sein kann. Die Ausführungsform
von Fig. 19 wird nur mit Bezug auf diese Punkte beschrieben,
die sie von der Ausführungsform von Fig. 10 unterscheiden.
In Fig. 19 fließt das für die Fluidisierung des Pul
vers verwendete Gas durch den Filter 97 und wird an den Außen
bereich des Systems als ein Abgas bzw. Ausgabegas dissipativ
abgegeben, während ein angemessener Druck innerhalb des luft
dichten Tanks 99 durch ein Drosselventil 96 aufrechterhalten
wird.
Die Steuereinrichtung 16-2 steuert den Druck an dem
Einlaß 4 des Sensorrohres 1 relativ zu dem Auslaß 5 durch Öff
nen oder Schließen des Steuerventils 20, wobei sie derartig ar
beitet, daß die Pulverzuführungsmenge mit dem Einstellwert 18,
der von der Setzeinrichtung 16-1 eingegeben wird, in Überein
stimmung gebracht wird. Aufgrund dieses Betriebes ist es mög
lich, eine Vielzahl von Pulverzuführungssystemen mit Berück
sichtigung des Innendruckes eines einzelnen Tanks zu betreiben,
indem in die Zuführungssysteme verschiedene Setzwerte eingege
ben werden.
Diese Ausführungsform ist für Fälle geeignet, in de
nen das Pulver parallel eingegeben wird, indem eine sehr einfa
che Vorrichtung mit einer kleinen Menge von Trägergas verwendet
wird. Wenn Pulver nur mit dem Pulverflußratenmeßgas 52 eingege
ben werden soll, braucht das Rohr 25 nicht verwendet werden.
Eine solche Anordnung ist auch eine Form der vorliegenden Er
findung.
Fig. 18 zeigt eine Pulverzuführungsmengenmeßvorrich
tung und eine Pulverzuführungsvorrichtung entsprechend einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser
Ausführungsform wird das Pulverflußratenmeßgas 52 auf eine vor
bestimmte Flußrate durch die Flußratensteuereinrichtung 2 ge
steuert bzw. geregelt, und gelangt durch eine ein wenig geneig
te poröse Platte 204, bevor es durch den Einlaß 4 des Sensor
rohres 1 gelangt. Dann gelangt das Gas durch das Sensorrohr 1
und fließt in die Zuführungsrohrleitung 47 mit großem Durchmes
ser über den Auslaß 5 des Sensorrohres 1.
Das Schüttgutpulver 73, welches in einem luftdichten
Trichter 200 enthalten ist, wird durch eine Schüttgutpulverent
nahme oder eine -abnahmeeinrichtung, so wie eine Schraubenzu
führeinrichtung 203, entnommen, die durch einen Steuermotor 202
mit variabler Geschwindigkeit angetrieben wird, und fällt auf
die poröse Platte 204, durch welche das Pulverflußratenmeßgas
52 in einen gleichmäßig verteilten Zustand gelangt. Das Schütt
gutpulver wird dann als ein gleichmäßiger Pulverfluß eingegeben
und nähert sich langsam dem Einlaß des Sensorrohres 1. Sobald
es in das Sensorrohr 1 eintritt, wird das Pulver beschleunigt,
und es erreicht die gleiche Geschwindigkeit wie diejenige des
Flußratenmeßgases innerhalb des Sensorrohres 1. Dann erzeugt es
entsprechend dem Prinzip der vorliegenden Erfindung eine Druck
differenz, die proportional zu der Pulverzuführungsmenge ist.
Diese Druckdifferenz wird an die Druckdifferenzmeßeinrichtung
12 über die Filter 6 und 7, die Hochdruckrohrleitung 8, und die
Niederdruckrohrleitung 9 weitergeleitet, und wird in die Si
gnalverarbeitungseinrichtung 14 eingegeben, um ein elektrisches
Ausgangssignal zu werden. Dieses elektrische Signal wird in die
Steuereinrichtung 16-2 eingegeben, in die ein Setzwert von der
Setzeinrichtung 16-1 eingegeben wird. Die Differenz zwischen
dem Ausgabesignal und diesem Einstellwert wird verstärkt, um zu
dem Steuerausgang 19 zu werden, welcher in den Steuermotor 202
als eine negative Rückkopplung eingegeben wird, mit dem Ergeb
nis, daß eine konstante Pulverzuführungsmenge aufrechterhalten
wird.
Weiterhin ist es auch möglich, ein Rohr zum Variieren
der Zuführungsrate an die Zuführungsrohrleitung mit großem
Durchmesser an einer Stelle an der stromabwärtigen Seite des
Sensorrohres anzuschließen.
Ein Verbindungsrohr 201 ist für den Zweck vorgesehen,
immer den genauen Druckausgleich zwischen dem Einlaß 4 und dem
Raum oberhalb der oberen Oberfläche des Schüttpulvers einzuhal
ten, wodurch die Steuereigenschaften verbessert werden.
In dieser Ausführungsform, wenn nur das Pulverflußra
tenmeßgas und kein Pulver fließt, ist die Druckdifferenz zwi
schen dem Einlaß und dem Auslaß des Sensorrohres 1 nicht null.
Dies beeinflußt jedoch nicht den Betrieb der Vorrichtung, da
die Ausführungsform einen Trichter 200 verwendet, der luftdicht
ist. Jede Einrichtung, die dazu dient, Pulver zu dem Einlaß des
Sensorrohres derartig zu bringen, daß es schnell an dem Einlaß
des Sensorrohres beschleunigt wird, wie es die poröse Platte
204 in dieser Ausführungsform tut, entspricht der Sensordüse
der vorliegenden Erfindung.
Die Pulverentnahme- oder -abnahmevorrichtung dieser
Ausführungsform kann entsprechend der Art des Pulvers und den
Verwendungsbedingungen angemessen ausgewählt werden. Zum Bei
spiel können eine Tischzuführeinrichtung, eine Schraubenzu
führeinrichtung, eine Nut- oder Rillenentnahmeeinrichtung, eine
Porenreihenentnahmevorrichtung oder dergleichen, je nachdem wie
es benötigt wird, in Kombination mit einer Einrichtung zum Sta
bilisieren des spezifischen Gewichtes des auftretenden Pulvers
an dem Einlaß und einer pulsationsflußeliminierenden/den Fluß
gleichförmig machenden Einrichtung an dem Auslaß verwendet wer
den.
Die obenbeschriebene Ausführungsform zeigt sich ins
besondere dann als effektiv, wenn es notwendig ist, ein homoge
nes Pulver mit einer sehr kleinen festen Menge von Trägergas
einzugeben.
Weiterhin ist auch eine Vorrichtung für die elektro
statische Pulverauftragung, die auf dieser Ausführungsform ba
siert, in dem Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
Die Fig. 4, 5, und 6 zeigen eine Pulverzuführungs
vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Pulverzu
führungsvorrichtung ist als ein vertikaler Pulverzuführungs
schaft 75 ausgebildet, welcher aufrecht in dem Schüttpulver 73
angeordnet ist, welches in einem Tank 70 enthalten ist; Pulver
wird üblicherweise nach oben gesaugt und von dem Teil aus ein
gegeben, welcher nahe dem Boden des Tanks ist. Dieses vertikale
Schaftsystem kann jedoch auf andere Gegenstände als einen
Schüttpulvertank angewandt werden; zum Beispiel kann es auch in
Kombination mit einem Fluidisierungstank angewandt werden.
Fig. 4 zeigt ein Pulverzuführungsschaftsystem ent
sprechend der vorliegenden Erfindung. Das System ist in der Be
triebsbedingung gezeigt. Der Teil des Pulvers, welcher in dem
unteren Endbereich des Schaftes ist, wird durch eine kleine
Menge von Fluidisierungsgas teilweise fluidisiert, welches
durch eine poröse Platte 74 an dem unteren Ende des Systems zu
geführt wird. Dieses Fluidisierungsgas wird durch ein Rohr 33
in den oberen Bereich des Pulverzuführungsschaftes eingegeben
und durch ein Rohr (nicht gezeigt) zu einer Endöffnung 76 davon
befördert.
Das Pulverflußratenmeßgas, dessen Flußrate auf einen
vorbestimmten Wert gesteuert wird, wird von einem Rohr 27 in
den oberen Bereich des Schaftes eingegeben und durch ein Rohr
(nicht gezeigt) zu einer Endöffnung davon befördert. Dann wird
es durch eine Düse 3 befördert und in das Sensorrohr 1 gebla
sen, wobei das Pulver, welches teilweise fluidisiert wurde und
sich langsam zu dem Bereich nahe dem Einlaß des Sensorrohres 1
bewegt hat, innerhalb des Sensorrohres 1 beschleunigt, wodurch
eine Druckdifferenz erzeugt wird, die gemäß der Zuführungsmenge
des Pulvers steht, das durch das Sensorrohr 1 gelangt, wie im
Detail mit Bezug auf Fig. 1 usw. beschrieben. Diese Druckdiffe
renz wird über die Filter 6 und 7, die Rohrendöffnungen 78 und
79, die Hochdruck- und Niederdruckrohrleitungen 8 und 9 und die
Druckdifferenzmeßeinrichtung 12 miteinander in Verbindung ge
setzt, bevor sie durch die Signalverarbeitungseinrichtung 14,
wie in Fig. 13 gezeigt, in ein elektrisches Signal umgewandelt
wird.
Ein Pinchgummiglied 43 ist am oberen Ende und angren
zend an den Auslaß des Sensorrohres 1 vorgesehen. Dieses Pinch
bzw. Verengungsgummiglied wird durch ein Rohr 32 geöffnet und
geschlossen, welches in dem oberen Bereich des Schaftes vorge
sehen ist, wobei das Rohr an eine Rohrendöffnung 80 angeschlos
sen ist. Während des Betriebes wird das Pinchgummiglied in ei
nem offenen Zustand gehalten, wie in der Zeichnung gezeigt.
Weiterhin ist eine Einblaseinrichtung (Injektor) 23,
die aus einer Düse 21 und einer Verengung 22 besteht, an dem
oberen Ende des Pinchgummigliedes 43 vorgesehen. Die Düse 21
dieses Injektors ist über eine Rohrendöffnung 81 an ein Rohr 24
angeschlossen, welches sich in dem oberen Bereich des Schaftes
befindet.
Diese funktionellen Teile, die oben im Detail be
schrieben sind, sind in dem Schaft 75, wie in Fig. 4 gezeigt,
enthalten. Obwohl nicht in Fig. 4 gezeigt, sind diese Teile,
die durch Bezugszeichen 15, 32, 27, 33, 24, 46 und 47 bezeich
net sind, miteinander auf genau die gleiche Weise wie in dem
Beispiel von Fig. 1 verbunden, und sie bilden einen Teil einer
Pulverzuführungsvorrichtung oder Vorrichtung zur elektrostati
schen Pulverzuführung, welche ähnlich zu der in Fig. 1 gezeigt
en ist.
Der Tank wird lose von einer Halteeinrichtung 71 ge
tragen und wird durch eine Oszillationseinrichtung 72 mit einem
angemessenen Zyklus und angemessener Stärke oszilliert, derar
tig, daß das Schüttpulver immer auf eine stabile Weise in den
Teilfluidisierungsbereich an dem unteren Ende des Schaftes ein
gegeben werden kann, wobei es eine Materialdichtung auf den In
nenflächen des Schaftes und des Tankes bildet, ohne zu undurch
lässig zu werden.
Während der Aufbau von Fig. 4 als eine Modifikation
des Systems von Fig. 1 beschrieben wurde, die erreicht wird,
indem sie als ein vertikales Schaftsystem ausgebildet wird,
sollte sie nicht restriktiv aufgefaßt bzw. ausgelegt werden.
Die vertikale Anordnung kann auch auf die Systeme angewandt
werden, die auf den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ba
sieren, eingeschlossen diejenigen, die in den Fig. 7, 8,
usw. gezeigt sind.
Der vertikale Systemaufbau ist insoweit vorteilhaft,
als daß er nur einen einfachen und kostengünstigen Tank erfor
dert und daß er es ermöglicht, daß ein Farbenwechsel leicht
ausgeführt wird. Eine Luftzuführung, die mit 86 bezeichnet ist,
und ein Lufteinlaß, der mit 87 bezeichnet ist und mengenmäßig
größer als die Luftzuführung ist, werden durch ringförmige Öff
nungen 83 und 85 und ringförmige Kammern 82 und 84 eingegeben,
welche um den Schaft 75 herum und in dem oberen Bereich davon
vorgesehen sind. Während die obengenannte Luftzuführung und der
Lufteinlaß durchgeführt werden, wird der Schaft 75 herausgezo
gen und in den in Fig. 6 gezeigten Zustand gebracht. Alleine
durch das Herausziehen des Schaftes auf diese Weise wird der
Außenbereich des Schaftes gereinigt. Diesel Reinigungssystem
kann leicht automatisiert werden.
Die Reinigung des Innenraums des Systems kann auf die
gleiche Weise durchgeführt werden, die im Detail mit Bezug auf
Fig. 1, usw. beschrieben wurde. Wenn der Schaft wiederum in dem
Schüttpulver in dem Tank, welcher in dem in Fig. 6 gezeigten
Zustand ist, plaziert wird, wird der Schaft in das Schüttpulver
eingetaucht, während Teilfluidisierungsluft durch das Konstant
druckventil 33 eingegeben wird, wobei das Pinchventil von Fig.
4 geschlossen ist, und das Pulverflußratenmeßgas wird durch das
Rohr 27 eingegeben.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel, in dem eine poröse Platte
für die Teilfluidisierung ebenfalls in dem Innenraum des Pul
vereinlasses des Schaftes vorgesehen ist.
Weiterhin ist es auch möglich, statt der porösen
Platte für die Teilfluidisierung, die in dem unteren Bereich
des Schaftes durchgeführt werden soll, einige oder einige Zehn
von nach unten hin gerichteten kleinen Löchern vorzusehen,
durch welche ein Gas ausgestoßen wird, wobei zufriedenstellende
Ergebnisse bezüglich der Teilfluidisierung an dem unteren Ende
des Schaftes erreicht werden können.
In der Pulverzuführungsvorrichtung mit vertikalem
Schaft ist der Injektor an einer Stelle, die nahe dem Boden des
Tanks und beträchtlich tief in dem Pulver ist. Der Druck, der
auf diesen Teil des Pulvers ausgeübt wird, der nahe dem Boden
des Tanks ist, ist beträchtlich groß. Das ersichtliche spezifi
sche Gewicht des Gas/Pulver-Zweiphasenflusses an der stromab
wärtigen Seite der Sensordüse ist näherungsweise 1/30 des auf
tretenden spezifischen Gewichtes des Schüttpulvers, und das
auftretende spezifische Gewicht des Gas/Pulver-Zweiphasenflus
ses an der stromabwärtigen Seite des Injektors ist 1/100 des
Schüttpulvers oder weniger, so daß im Vergleich zu den konven
tionellen Pulverzuführungssystemen, die derzeit im allgemeinen
verwendet werden, in welchen einfach fluidisiertes Pulver durch
einen auf dem Tank vorgesehenen Injektor angesaugt wird, das
Pulverzuführungssystem mit vertikalem Schaft gemäß der vorlie
genden Erfindung es ermöglicht, daß der Pulverdruck effektiver
für die Zuführung des Pulvers verwendet wird.
In der Pulverzuführungsvorrichtung mit vertikalem
Schaft, der Vorrichtung für elektrostatische Pulverauftragung
und der Meßvorrichtung für die Pulverzuführungsmenge gemäß der
vorliegenden Erfindung ist eine gleichmäßige Zuführung von Pul
ver zu dem Einlaß des Sensorrohres ein Erfordernis, das den
verschiedenen Formen der Erfindung gemeinsam ist. Eine Vorbe
dingung, um diese Erfordernis zu erfüllen, ist, daß die Fluidi
sierung des Pulvers im Pulvertank auf eine zufriedenstellende
Weise durchgeführt werden sollte.
Die Fig. 15, 16 und 17 zeigen Ausführungsformen
eines Pulvertanks zum Realisieren einer solchen gleichmäßigen
Zuführung von Pulver zu dem Einlaß des Sensorrohres. In der in
Fig. 15 gezeigten Ausführungsform wird eine kleine poröse Plat
te 193 zur Fluidisierung verwendet. Um diese poröse Platte ef
fektiv zu betreiben, ist eine Unterteilung 191 derartig vorge
sehen, daß das Fluidisierungsgas auf den Teil des Pulvers ober
halb der porösen Platte 193 in dem Tank effektiv wirken kann,
welcher sich nach unten hin verjüngt bzw. kegelförmig zuläuft,
um eine hinreichend ansteigende Innenfläche aufzuweisen. Die
Fluidisierung wird in einem Bereich 39′ durchgeführt, welcher
oberhalb der porösen Platte 193 ist. In diesem Bereich fließt
das Pulver ein wenig nach oben und bewegt sich in dem oberen
Bereich der Unterteilung zu der Seite des Schüttpulvers 39.
Dann fällt es ein wenig entlang der geneigten Wand ab. Daher
ist es für die kleine Größe der porösen Platte 193, die relativ
wenig Material und Ausrüstungskosten erfordert, möglich, das
Pulver effektiv in den Schaftendbereich einzufügen und es in
nerhalb des Tanks umzurühren.
Flußdurchlässe 192 sind an verschiedenen vertikal ge
trennten Stellen der Unterteilung für den Zweck vorgesehen, das
fluidisierte Pulver des Schüttpulvers umzudrehen, wenn der Pul
verpegel innerhalb des Tanks niedrig geworden ist.
Das Reinigen des Außenbereichs des Pulverzuführungs
schaftes 75 zu der Zeit des Farbenwechsels usw. wird durch eine
Außenbereichsreinigungseinrichtung 88 durchgeführt.
Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform, in der der Tank
als ein flexibler Tank 195 gebildet ist, der aus einem flexi
blen Material gebildet ist, wie z. B. ein Leinwandtuch, welches
einem Porenabdichtverfahren unterzogen wurde. In dem Fall ist
das Pulver 39 in dem Tank ein Schüttpulver, welches konstant zu
dem unteren Endbereich des Pulverzuführungsschaftes durch eine
Oszillationseinrichtung 196 eingegeben wird.
Der flexible Tank ist durch Befestigungsglieder 197
an einer oberen Platte 198 befestigt, welche eine feste Konfi
guration hat. Die Reinigungsverfahren zur Zeit des Farbwechsels
usw. sind die gleichen wie diejenigen des in Fig. 15 gezeigten
Beispiels.
Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform, welche zufrieden
stellende Ergebnisse zeigt, wenn sie zum Beispiel für ein fei
nes Pulver angewandt wird, welches schwer zu fluidisieren ist.
In dieser Ausführungsform ist die poröse Platte 193 zur Fluidi
sierung am Boden des flexiblen Tanks 195 vorgesehen, und ein
Gas 194 für die Fluidisierung wird zu dieser porösen Platte
eingegeben. Weiterhin wird eine Vibrationseinrichtung 199 di
rekt an die poröse Platte 193 angeschlossen.
In der obenbeschriebenen Anordnung, in welcher die
klein dimensionierte poröse Platte 193 von dem flexiblen Tank
195 getragen wird, funktioniert die Oszillationseinrichtung 199
zufriedenstellend, wodurch es möglich wird, auch ein Pulver
leicht zu fluidisieren, bei dem das schwierig zu realisieren
ist. Daher wird ein gleichmäßiger Betrieb realisiert. Neben den
obigen Merkmalen ist diese Ausführungsform die gleiche wie die
in Fig. 16 gezeigte.
Im Vergleich zu der konventionellen Vorrichtung ist
die Pulverzuführungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
kleiner und hat einen bei weitem einfacheren Aufbau. Weiterhin
kann sie leichter installiert werden. Daher ist im wesentlichen
keine Einstellungsarbeit notwendig, und die Vorrichtungseigen
schaften hängen nicht von den Installationsbedingungen usw. ab,
wodurch Eigenschaften geschaffen werden, die relativ frei von
Variationen sind. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn
eine Anzahl von Zuführungsvorrichtung parallel betrieben wer
den. Zusätzlich zu dem Vorteil des niedrigen Preises der Vor
richtung selbst können die Installations-, Einstellungs- und
Instandhaltungskosten wesentlich verringert werden.
Weiterhin ist es, wenn Pulver mit einem Trägergas
eingegeben wird, möglich, die Pulverzuführungsmenge auf einen
gewünschten Wert genau zu steuern und gleichzeitig können die
Fluktuationen in der Menge des Trägergases auf ein sehr viel
niedrigeres Maß als bei dem Stand der Technik reduziert werden.
Falls nötig ist es auch möglich, die Menge des Trägergases auf
einem vorbestimmten Wert genau beizubehalten.
Daher macht die Pulverzuführungsvorrichtung der vor
liegenden Erfindung, wenn sie für die Zuführungsvorrichtung des
Pulverauftragungsmaterials einer elektrostatischen Pulverauf
tragungsvorrichtung angewandt wird, es immer möglich, die Aus
gabemenge des Auftragungsmaterials der elektrostatischen Pul
verauftragungskanone genau konstant zu halten und gleichzeitig
immer die optimale Rate der Ausstoßung und die optimale Disper
sionsbedingung, d. h. das Ausgabemuster des ausgegebenen Auf
tragsmaterials immer beizubehalten, wobei es möglich ist, ein
hohes Maß von Auftragungseffizienz und eine Filmdickeverteilung
zu erreichen, die immer stabil ist, wodurch eine elektrostati
sche Pulverauftragungsvorrichtung mit hoher Effizienz geschaf
fen wird, welche eine wesentliche Verringerung bei den Auftra
gungsmaterialkosten und ein hohes Maß von Produktqualität rea
lisiert.
Die elektrostatische Pulverauftragungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung hat einen einfachen Aufbau und umfaßt
sehr wenige Bereiche, in denen es dem Auftragungsmaterial ge
stattet wird, sich abzusetzen, so daß es möglich ist, den In
nenraum der Vorrichtung in einer kurzen Zeit zu reinigen, ohne
die Vorrichtung zerlegen zu müssen. Da das Gas, welches für die
Reinigung verwendet wurde und das einiges Auftragungsmaterial
enthält, davon abgehalten wird, nach außen verstreut zu werden,
ist es möglich, eine Verschmutzung der Innenwände der Kabine zu
vermeiden. Da die Vorrichtung weiterhin mit einer Einrichtung
zum Reinigen der elektrostatischen Pulverauftragungskanone und
solcher Teile der Vorrichtung, welche mit dem Tank der Vorrich
tung zur Zuführung von Pulverauftragungsmaterial verbunden
sind, versehen ist, ist es für die Vorrichtung möglich, einen
Materialfarbenwechsel in einer sehr kurzen Zeit durchzuführen,
wodurch eine Verbesserung bei der Betriebseffizienz erreicht
wird.
Die Vorrichtung zum Messen der Pulverzuführungsmenge
der vorliegenden Erfindung hat einen sehr einfachen Aufbau und
ist kostengünstig. Weiterhin ermöglicht sie es, daß die Massen
flußrate eines Pulvermaterials gemessen wird, ohne irgendwelche
Instandhaltungs- oder Inspektionsmaßnahmen während des Betrie
bes zu erfordern, so daß die Vorrichtung, wenn sie als eine
Pulverzuführungsmengenüberprüfungseinrichtung für verschiedene
Pulverzuführungseinrichtungen verwendet wird, es ermöglicht,
bemerkenswerte Effekte zu erreichen, so wie eine Verbesserung
der Zuverlässigkeit einer solchen Zuführungseinrichtung und ei
ne Ersparnis in der Arbeit aufgrund der Einsparung von Überprü
fungsvorgängen.
Claims (57)
1. Eine Pulverzuführungsvorrichtung, in der Pulver
durch eine Pulverzuführungsrohrleitung (47) mit großem Durch
messer mittels einer Trägergaszuführungseinrichtung eingege
ben wird, wobei die Pulverzuführungsvorrichtung aufweist:
eine Einrichtung zum Einstellen eines Teils eines Trägergases (62) auf eine feste Flußrate und Eingeben dieses Teils als ein Pulverflußratenmeßgas (52); eine Sensordüse (3), welche auf einer stromabwärtigen Seite der Einrichtung vorgesehen ist und durch die das Pulverflußratenmeßgas (52) herausfließt;
eine Pulverflußratenmeßkapillare (1), die an einer stromabwärtigen Seite von und nahe bei der Sensordüse (3) angeordnet ist, einen Einlaß (4) und einen Auslaß (5) hat und die einen Durchmesser hat, der kleiner ist als derjenige der Zuführungsrohrleitung (47) mit großem Durchmesser;
Druck differenzmeßeinrichtungen (8, 9, 12, 13), welche an den Einlaß (4) und den Auslaß (5) durch Filtereinrichtungen (6, 7) für den Zweck des Messens einer Druckdifferenz zwischen Einlaß (4) und Auslaß (5) der Kapillare (1) angeschlossen sind und die einen blinden bzw. falschen Rohrweg bilden, der während des normalen Betriebes ein invariantes Innenvolumen hat; eine Einrichtung (42) zum Einführen von Pulver in den Einlaß (4) der Pulverflußratenmeßkapillare (1);
eine Pulverzuführungs rohrleitung (47) mit großem Durchmesser, die an die stromab wärtige, Seite der Kapillare angeschlossen ist; und
eine Ein richtung (2) zum Einstellen der Druckdifferenz zwischen dem Einlaß (4) und dem Auslaß (5) der Pulverflußratenmeßkapillare (1).
eine Einrichtung zum Einstellen eines Teils eines Trägergases (62) auf eine feste Flußrate und Eingeben dieses Teils als ein Pulverflußratenmeßgas (52); eine Sensordüse (3), welche auf einer stromabwärtigen Seite der Einrichtung vorgesehen ist und durch die das Pulverflußratenmeßgas (52) herausfließt;
eine Pulverflußratenmeßkapillare (1), die an einer stromabwärtigen Seite von und nahe bei der Sensordüse (3) angeordnet ist, einen Einlaß (4) und einen Auslaß (5) hat und die einen Durchmesser hat, der kleiner ist als derjenige der Zuführungsrohrleitung (47) mit großem Durchmesser;
Druck differenzmeßeinrichtungen (8, 9, 12, 13), welche an den Einlaß (4) und den Auslaß (5) durch Filtereinrichtungen (6, 7) für den Zweck des Messens einer Druckdifferenz zwischen Einlaß (4) und Auslaß (5) der Kapillare (1) angeschlossen sind und die einen blinden bzw. falschen Rohrweg bilden, der während des normalen Betriebes ein invariantes Innenvolumen hat; eine Einrichtung (42) zum Einführen von Pulver in den Einlaß (4) der Pulverflußratenmeßkapillare (1);
eine Pulverzuführungs rohrleitung (47) mit großem Durchmesser, die an die stromab wärtige, Seite der Kapillare angeschlossen ist; und
eine Ein richtung (2) zum Einstellen der Druckdifferenz zwischen dem Einlaß (4) und dem Auslaß (5) der Pulverflußratenmeßkapillare (1).
2. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 1,
wobei der Innenraum der Pulverflußratenmeßkapillare (1) aus
einem nicht haftfähigen Material (1a) gebildet ist, wie einem
fluorhaltigen Kunstharz, oder einem hochdichten Polyäthylen.
3. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 2,
wobei der Innenraum der Pulverflußratenmeßkapillare (1) leit
fähig ist.
4. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1, 2 oder 3, wobei die Pulverflußratenmeßkapillare
(1) austauschbar ist.
5. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die Filtereinrichtungen (6, 7) aus einem nicht haften
den, kontinuierlichen, porösen Filmmaterial, wie einem fluor
haltigen Kunstharz, gebildet sind.
6. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 1
oder 5, wobei die Filtereinrichtungen (6, 7) leitfähig sind.
7. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1, 5 oder 6, wobei die Filtereinrichtung (6, 7) eine
Pulverentfernungseinrichtung hat.
8. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 1
oder 2, wobei die Einrichtung (2) zum Einstellen der Druck
differenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Pulverfluß
ratenmeßkapillare (1) eine Einblasvorrichtung bzw. ein Injek
tor (23) ist, die bzw. der an die Pulverzuführungsrohrleitung
(47) mit großem Durchmesser angeschlossen ist.
9. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 1
oder 2, wobei die Einrichtung (2) zum Einstellen der Druck
differenz zwischen dem Einlaß (4) und dem Auslaß (5) der Pul
verflußratenmeßkapillare (1) ein Injektor mit einer Steuer
einrichtung für die Beförderungsgasflußrate ist.
10. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 1
oder 2, wobei die Einrichtung (2) zum Einstellen der Druck
differenz zwischen dem Einlaß (4) und dem Auslaß (5) der Pul
verflußratenmeßkapillare (1) ein Injektor (23) mit einer Ein
richtung zum Einführen eines den Grad des Vakuums einstellen
den Gases in eine Vakuumkammer ist.
11. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 10, wobei die Einrichtung (2) zum Einstellen
der Druckdifferenz zwischen dem Einlaß (5) und dem Auslaß (6)
der Pulverflußratenmeßkapillare (1) ein Injektor (23) ist,
dessen wesentliche Teile bzw. Hauptteile, die mit dem Pulver
in Kontakt kommen, wie z. B. ein Verengungsrohr, aus einem
nicht haftfähigen Material, wie einem fluorhaltigen Kunst
harz, oder einem hochdichten Polyäthylen gebildet sind.
12. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 11,
wobei die Einrichtung (2) zum Einstellen der Druckdifferenz
zwischen dem Einlaß (5) und dem Auslaß (6) der Pulverflußra
tenmeßkapillare (1) ein Injektor ist, dessen wesentlichen
Teile bzw. Hauptteile, die mit dem Pulver in Kontakt kommen,
wie z. B. ein Verengungsrohr, leitfähig sind.
13. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 1
oder 2, die weiterhin eine Einrichtung zum Einführen eines
Pulverzuführungsrateneinstellgases zu der Pulverzuführungs
rohrleitung (47) mit großem Durchmesser aufweist.
14. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 13, wobei die wesentlichen Teile der Pulverzu
führungsrohrleitung (47) mit großem Durchmesser, die mit dem
Pulver in Kontakt kommen, aus einem nicht haftfähigen Materi
al, wie einem fluorhaltigen Kunstharz, oder einem hochdichten
Polyäthylen gebildet sind.
15. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 14,
wobei die wesentlichen Teile der Pulverzuführungsrohrleitung
(47) mit großem Durchmesser, die mit dem Pulver in Kontakt
kommen, leitfähig sind.
16. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 13,
wobei die Einrichtung zum Einführen eines Pulverzuführungsra
teneinstellgases zu der Pulverzuführungsrohrleitung (47) mit
großem Durchmesser eine Einrichtung zum Anzeigen der Flußrate
des Gases umfaßt.
17. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1, 2 und 16, wobei die Einrichtung zum Einführen von
Pulver in den Einlaß der Pulverflußratenmeßkapillare (1) aus
einem Pulverfluidisierungsschichttank und einem Pulverein
führdurchgang besteht.
18. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1, 2 und 16, wobei die Einrichtung zum Einführen von
Pulver in den Einlaß der Pulverflußratenmeßkapillare (1) aus
einer Teilfluidisierungsschicht besteht, die in der Nähe des
Einlasses der Pulverflußratenmeßkapillare ausgebildet ist.
19. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1, 2 und 16, wobei die Einrichtung zum Einführen von
Pulver in den Einlaß (5) der Pulverflußratenmeßkapillare (1)
einen Pulverbehälter (38), der mit einem Rührwerk ausgestat
tet ist, und einen Pulvereinführdurchlaß aufweist.
20. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1, 2 und 16, wobei die Einrichtung zum Einführen von
Pulver in den Einlaß der Pulverflußratenmeßkapillare (1) eine
Vibrationspulverzuführungsvorrichtung aufweist, die lediglich
mit dem Pulverbehälter und dem Einlaß (5) der Pulverflußra
tenmeßkapillare (1) in Verbindung steht.
21. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1, 2 und 16, wobei die Einrichtung zum Einführen von
Pulver in den Einlaß (5) der Pulverflußratenmeßkapillare (1)
eine Einrichtung zum Mischen von Pulver mit einer bekannten
Menge von Fluid aufweist.
22. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1, 2 und 21, wobei die Einrichtung zum Messen der
Druckdifferenz zwischen dem Einlaß (5) und dem Auslaß (6) der
Kapillare (1) eine Einrichtung zum Einstellen der Steigungs
eigenschaften und Schnittpunkteigenschaften eines Ausgangssi
gnals von ihr aufweist.
23. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 22,
wobei die Einrichtung zum Messen der Druckdifferenz zwischen
dem Einlaß (5) und dem Auslaß (6) der Kapillare (1) eine Ein
richtung zum Anzeigen und Speichern ihres Ausgangssignals
aufweist.
24. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1, 2 und 23, wobei die Einrichtung zum Messen der
Druckdifferenz zwischen dem Einlaß (5) und dem Auslaß (6) der
Kapillare (1) eine automatische Steuereinrichtung aufweist,
in die ihr Ausgangssignal eingegeben wird und die die Diffe
renz zwischen dem Ausgangssignal und einem Einstell- bzw.
Setzwert verstärkt, der von einer Einstell- bzw. Setzeinrich
tung (16-1) eingegeben wird, und diese Differenz ausgibt,
welche dann durch eine automatische Rückkoppelungssteuerung
in der Einrichtung zum Messen der Druckdifferenz zwischen dem
Einlaß (5) und dem Auslaß (6) der Kapillare (1) eingegeben
wird.
25. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1, 2 und 24, wobei die Trägergaszuführungseinrichtung
eine automatische Flußratensteuereinrichtung aufweist, die
eine Trägergasflußratensetzeinrichtung aufweist.
26. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 25,
wobei die Trägergaszuführungseinrichtung eine automatische
Flußratensteuereinrichtung mit einer Trägergasflußratenein
stelleinrichtung aufweist und wobei eine Drossel (96) in ei
ner Zuführungseinrichtung (140) für das Zuführungsratenein
stellgas vorgesehen ist, die an einer stromabwärtigen Seite
davon angeschlossen ist.
27. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 17 bis 21, wobei die Pulverzuführungsrohrleitung (47)
mit großem Durchmesser, die Pulverflußratenmeßkapillare (1)
und die Einrichtung zum Einführen von Pulver in den Einlaß
der Pulverflußratenmeßkapillare (1) bezüglich des Pulverein
führungsdurchlasses und des Pulvertanks (38) abnehmbar sind.
28. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 13, 14, 15 und 17, wobei die Pulverzuführungsrohrlei
tung mit großem Durchmesser an ihren Enden oder dazwischen
eine Gasansaugeinrichtung zum Entfernen von Pulver aufweist,
das innerhalb dieser Rohrleitung mit großem Durchmesser zu
rückgeblieben ist.
29. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung unter Verwendung einer Pulverzuführungsvorrichtung
nach einem der Ansprüche 1 bis 28, in die Pulver durch eine
Pulverzuführungsrohrleitung (47) mit großem Durchmesser mit
tels einer Trägergaszuführungseinrichtung eingegeben wird,
wobei die Pulverzuführungsvorrichtung aufweist:
eine Einrich tung zum Einstellen eines Teils eines Trägergases auf eine feste Flußrate und Eingeben dieses Teils als ein Pulverfluß ratenmeßgas;
eine Sensordüse (3), die an der stromabwärtigen Seite der Einrichtung vorgesehen ist und durch die das Pul verflußratenmeßgas ausfließt;
eine Pulverflußratenmeßkapil lare (1), die an der stromabwärtigen Seite und in der Nähe der Sensordüse (3) vorgesehen ist und die einen Einlaß (5) und einen Auslaß (6) hat und die einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser der Pulverzuführungsrohrleitung (47) mit großem Durchmesser ist;
eine Druckdifferenzmeßein richtung, die über eine Filtereinrichtung (6, 7) an den Einlaß (5) und den Auslaß (6) angeschlossen ist zum Zweck des Mes sens einer Druckdifferenz zwischen dem Einlaß (5) und dem Auslaß (6) der Kapillare (1) und die einen blinden bzw. fal schen Rohrweg bildet, der während des normalen Betriebs un veränderliche Innenvolumen hat;
eine Einrichtung zum Einfüh ren von Pulver in den Einlaß der Pulverflußratenmeßkapillare;
eine Pulverzuführungsrohrleitung (47) mit großem Durchmesser, die an die Kapillare (1) angeschlossen ist;
eine Zuführungs einrichtung für das Zuführungsrateneinstellgas, die an die Pulverzuführungsrohrleitung mit großem Durchmesser ange schlossen ist; und
eine Einrichtung zum Einstellen der Druck differenz zwischen dem Einlaß (5) und dem Auslaß (6) der Pul verflußratenmeßkapillare (1), wobei ein Kanonensystem für elektrostatische Pulverauftragung, das mit einer Einrichtung zum Aufladen von Pulver versehen ist, eine Einrichtung zum elektrischen Befördern von Pulver auf ein Objekt, auf das aufgetragen werden soll, und eine Einrichtung zum Versprühen von Pulver an die Pulverzuführungsrohrleitung mit großem Durchmesser der Pulverzuführungsvorrichtung angeschlossen ist.
eine Einrich tung zum Einstellen eines Teils eines Trägergases auf eine feste Flußrate und Eingeben dieses Teils als ein Pulverfluß ratenmeßgas;
eine Sensordüse (3), die an der stromabwärtigen Seite der Einrichtung vorgesehen ist und durch die das Pul verflußratenmeßgas ausfließt;
eine Pulverflußratenmeßkapil lare (1), die an der stromabwärtigen Seite und in der Nähe der Sensordüse (3) vorgesehen ist und die einen Einlaß (5) und einen Auslaß (6) hat und die einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser der Pulverzuführungsrohrleitung (47) mit großem Durchmesser ist;
eine Druckdifferenzmeßein richtung, die über eine Filtereinrichtung (6, 7) an den Einlaß (5) und den Auslaß (6) angeschlossen ist zum Zweck des Mes sens einer Druckdifferenz zwischen dem Einlaß (5) und dem Auslaß (6) der Kapillare (1) und die einen blinden bzw. fal schen Rohrweg bildet, der während des normalen Betriebs un veränderliche Innenvolumen hat;
eine Einrichtung zum Einfüh ren von Pulver in den Einlaß der Pulverflußratenmeßkapillare;
eine Pulverzuführungsrohrleitung (47) mit großem Durchmesser, die an die Kapillare (1) angeschlossen ist;
eine Zuführungs einrichtung für das Zuführungsrateneinstellgas, die an die Pulverzuführungsrohrleitung mit großem Durchmesser ange schlossen ist; und
eine Einrichtung zum Einstellen der Druck differenz zwischen dem Einlaß (5) und dem Auslaß (6) der Pul verflußratenmeßkapillare (1), wobei ein Kanonensystem für elektrostatische Pulverauftragung, das mit einer Einrichtung zum Aufladen von Pulver versehen ist, eine Einrichtung zum elektrischen Befördern von Pulver auf ein Objekt, auf das aufgetragen werden soll, und eine Einrichtung zum Versprühen von Pulver an die Pulverzuführungsrohrleitung mit großem Durchmesser der Pulverzuführungsvorrichtung angeschlossen ist.
30. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung nach Anspruch 29, wobei die Einrichtung zum Aufladen
von Pulver auf der elektrischen Kontaktaufladung beruht.
31. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung nach Anspruch 29, wobei die Einrichtung zum Aufladen
von Pulver auf der elektrischen Berührungsaufladung beruht
und wobei die Einrichtung zum elektrischen Befördern von Pul
ver auf das Objekt, auf das aufgetragen werden soll, aus ei
nem elektrischen Raumladungsfeld besteht, das zwischen dem
geladenen Pulver und dem Objekt ausgebildet wird, auf das
aufgetragen werden soll.
32. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung nach Anspruch 29, wobei die Einrichtung zum Aufladen
von Pulver auf der elektrischen Kontaktaufladung beruht und
wobei die Einrichtung zum elektrischen Befördern von Pulver
auf das Objekt, auf das aufgetragen werden soll, überwiegend
aus einer Elektrode besteht, die an der Spitze der Kanone
vorgesehen ist und an welche eine hohe Spannung angelegt
wird, und einer Leistungsquelle für die Elektrode.
33. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung nach Anspruch 29, wobei die Einrichtung zum Aufladen
von Pulver ein Paar von Koronaentladungselektroden aufweist,
die in der Kanone enthalten sind, und wobei die Einrichtung
zum elektrischen Befördern von Pulver zu dem Objekt, auf das
aufgetragen werden soll, aus einem elektrischen Raumladungs
feld besteht, das zwischen dem geladenen Pulver und dem Ob
jekt, auf das aufgetragen werden soll, ausgebildet ist.
34. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung nach Anspruch 29, wobei die Einrichtung zum Aufladen
von Pulver ein Paar von Koronaentladungselektroden, die in
der Kanone enthalten sind, und eine Leistungsquelle für diese
Elektroden aufweist, und wobei die Einrichtung zum elektri
schen Befördern von Pulver auf den Gegenstand, auf den aufge
tragen werden soll, überwiegend aus einer Elektrode, die an
der Kanonenspitze vorgesehen ist, und einer Leistungsquelle
zum Anlegen einer Hochspannung an die Elektrode besteht.
35. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung nach Anspruch 29, wobei die Einrichtung zum Aufladen
von Pulver eine Koronaentladungselektrode, die nahe der Kano
nenspitze vorgesehen ist, und eine Leistungsquelle für die
Elektrode aufweist, und wobei die Einrichtung zum elektrosta
tischen Befördern von Pulver auf den Gegenstand, auf den auf
getragen werden soll, aus einem elektrischen Raumladungsfeld
besteht, das zwischen dem geladenen Pulver und dem Objekt,
auf das aufgetragen werden soll, ausgebildet ist.
36. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung nach Anspruch 29, wobei die Einrichtung zum Aufladen
von Pulver eine Koronaentladungselektrode, die nahe der Kano
nenspitze vorgesehen ist, und eine Leistungsquelle für die
Elektrode aufweist, und wobei die Einrichtung zum elektri
schen Befördern von Pulver auf den Gegenstand, auf den aufge
tragen werden soll, überwiegend aus einem elektrischen Feld
besteht, das zwischen der Koronaentladungselektrode und dem
Objekt, auf das aufgetragen werden soll, ausgebildet ist.
37. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung nach Anspruch 29, wobei die Einrichtung zum Aufladen
von Pulver eine Koronaentladungselektrode, die nahe der Kano
nenspitze vorgesehen ist, eine entgegengesetzte Elektrode,
die an der anderen Seite der Kanone vorgesehen ist, und eine
Leistungsquelle zum Halten dieser Elektroden auf einem vorbe
stimmten Potential aufweist, und wobei die Einrichtung zum
elektrischen Befördern von Pulver auf den Gegenstand, auf den
aufgetragen werden soll, überwiegend aus einem elektrischen
Raumladungsfeld besteht, das zwischen dem geladenen Pulver
und dem Objekt, auf das aufgetragen werden soll, ausgebildet
ist, oder einem elektrischen Feld, das zwischen der Koro
naentladungselektrode und dem Objekt, auf das aufgetragen
werden soll, gebildet ist, oder aus beiden dieser elektri
schen Felder.
38. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung nach einem der Ansprüche 29, 30 und 37, wobei die
Einrichtung zum Versprühen von Pulver eine hydrodynamische
Einrichtung aufweist, die nahe der Kanonenspitze angeordnet
ist, wie einen Diffuser, einen Umlauf- bzw. Drehfluß, einen
Schlitz, eine Ablenkung oder Kollision, oder eine zusammenge
setzte Einrichtung, die auf diesen Einrichtungen und einer
Einstelleinrichtung, die damit kombiniert ist, basiert.
39. Eine Vorrichtung zur Pulverflußratenmessung, die
aufweist:
eine Pulverflußratenmeßkapillare mit einem Einlaß und einem Auslaß;
eine Düse, durch welche nur ein Pulverfluß ratenmeßgas in den Einlaß der Kapillare eingeblasen wird;
ei ne Einrichtung zum Steuern der Flußrate des Pulverflußraten meßgases, das in die Düse eingegeben wird;
eine Einrichtung zum Einführen von Pulver in den Einlaß der Kapillare; und
ei ne Druckdifferenzmeßeinrichtung, die aus einem blinden bzw. falschen Rohrweg besteht, der an dem Einlaß und dem Auslaß über eine Filtereinrichtung angeschlossen ist für den Zweck, eine Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Kapillare zu messen.
eine Pulverflußratenmeßkapillare mit einem Einlaß und einem Auslaß;
eine Düse, durch welche nur ein Pulverfluß ratenmeßgas in den Einlaß der Kapillare eingeblasen wird;
ei ne Einrichtung zum Steuern der Flußrate des Pulverflußraten meßgases, das in die Düse eingegeben wird;
eine Einrichtung zum Einführen von Pulver in den Einlaß der Kapillare; und
ei ne Druckdifferenzmeßeinrichtung, die aus einem blinden bzw. falschen Rohrweg besteht, der an dem Einlaß und dem Auslaß über eine Filtereinrichtung angeschlossen ist für den Zweck, eine Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Kapillare zu messen.
40. Eine Vorrichtung zur Pulverflußratenmessung nach
Anspruch 39, wobei das Innere der Pulverflußratenmeßkapillare
aus einem nicht haftfähigen Material gebildet ist, wie einem
fluorhaltigen Kunstharz, oder einem hochdichten Polyäthylen.
41. Eine Vorrichtung zur Pulverflußratenmessung nach
Anspruch 40, wobei der Innenraum der Pulverflußratenmeßkapil
lare leitfähig ist.
42. Eine Vorrichtung zur Pulverflußratenmessung nach
einem der Ansprüche 39, 40 und 41, wobei die Pulverflußraten
meßkapillare austauschbar ist.
43. Eine Vorrichtung zur Pulverflußratenmessung nach
Anspruch 39, wobei die Filtereinrichtung aus einem nicht
haftfähigen kontinuierlichen porösen Filmmaterial, wie einem
fluorhaltigen Kunstharz, gebildet ist.
44. Eine Vorrichtung zur Pulverflußratenmessung nach
Anspruch 39 oder 43, wobei die Filtereinrichtung leitfähig
ist.
45. Eine Vorrichtung zur Pulverflußratenmessung nach
den Ansprüchen 43 und 44, wobei die Filtereinrichtung eine
Einrichtung zum Entfernen von Pulver aufweist.
46. Eine Vorrichtung zur Pulverflußratenmessung nach
einem der Ansprüche 39, 40 und 45, wobei die Einrichtung zum
Einführen von Pulver in den Einlaß der Pulverflußratenmeßka
pillare (1) nur mit dem Einlaß der Pulverflußratenmeßkapil
lare (1) in Verbindung ist.
47. Eine Vorrichtung zur Pulverflußratenmessung nach
einem der Ansprüche 39, 40 und 46, wobei die Einrichtung zum
Einführen von Pulver in den Einlaß der Pulverflußratenmeßka
pillare (1) eine Einrichtung zum Einstellen der eingeführten
Pulvermenge aufweist.
48. Eine Pulverzuführungsvorrichtung, wobei eine Sen
sordüse (3), die mit einer Flußratensteuereinrichtung (2)
ausgestattet ist, und die jeweiligen Basisenden eines Pulver
einführungsdurchlasses (41) und einer Hochdruckrohrleitung
(8) mit einem Einlaß (4) einer Meßkapillare (1) in Verbindung
sind; wobei eine Pulverzuführungsrohrleitung (46) mit großem
Durchmesser, deren Durchmesser größer als derjenige der Meß
kapillare (1) ist, und ein Basisende einer Niederdruckrohr
leitung (9) mit einem Auslaß (5) einer Meßrohrleitung (1) in
Verbindung sind; wobei eine Spitze der Hochdruckrohrleitung
(8) und eine Spitze der Niederdruckrohrleitung (9) jeweils
mit einer Hochdruckkammer (169) und einer Niederdruckkammer
(170) in Verbindung sind, die jeweils auf beiden Seiten einer
Druckmeßmembran (13) in einer Druckdifferenzmeßeinrichtung
(12) vorgesehen sind; und wobei ein Druckdifferenzausgabebe
reich der Druckdifferenzmeßeinrichtung (12) mit der Flußra
tensteuereinrichtung (2), der Hochdruckrohrleitung (8), der
Niederdruckrohrleitung (9) und der Hochdruckkammer (169) und
der Niederdruckkammer (170) an jeder Seite der druckmessenden
Membran (13) in der Druckdifferenzmeßeinrichtung (12) zusam
mengeschaltet ist, die ein Druckdifferenzmeßmodul bildet.
49. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach einem der An
sprüche 1 bis 28 und 39 bis 48, wobei ein Pulverzuführungs
schaft die Sensordüse (3), die Pulverflußratenmeßkapillare
(1), die Filtereinrichtung (6, 7) zum Messen der Druckdiffe
renz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Kapillare (1),
den Injektor (23) und die Pulverzuführungsrohrleitung (46)
mit großem Durchmesser aufweist und vertikal in die Pulver
schicht eingesetzt ist.
50. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach Anspruch 49,
wobei der Pulverzuführungsschaft und die Pulverschicht verti
kal voneinander getrennt werden können.
51. Eine Pulverzuführungsvorrichtung nach den Ansprü
chen 49 und 50, die weiterhin eine Einrichtung zum Reinigen
des Außenbereichs des Pulverzuführungsschaftes aufweist.
52. Eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverauf
tragung nach einem der Ansprüche 29 bis 38, in der Pulver
mittels einer Trägergaszuführungseinrichtung durch eine Pul
verzuführungsrohrleitung (46) mit großem Durchmesser eingege
ben wird, wobei ein Pulverzuführungsschaft, der die Sensor
düse (3), die Pulverflußratenmeßkapillare (1), die Filterein
richtung (6, 7) zum Messen der Druckdifferenz zwischen dem
Einlaß (5) und dem Auslaß (6) der Kapillare (1), den Injektor
(23) und die Pulverzuführungsrohrleitung (46) mit großem
Durchmesser umfaßt, senkrecht in die Pulverschicht eingesetzt
ist.
53. Ein Pulverzuführungssystem, in welches Pulver mit
tels einer Trägerzuführungseinrichtung durch eine Pulverzu
führungsrohrleitung (46) eingegeben wird, wobei ein Injektor,
der mit dem stromaufwärtigen Ende der Pulverzuführungsrohr
leitung verbunden ist, an dem Boden der Pulverschicht vorge
sehen ist.
54. Ein Pulverzuführungssystem, das aufweist: einen
Pulverzuführungstank, eine Fluidisierungseinrichtung wie z. B.
eine poröse Platte (40), die in einem Bereich an dem Boden
des Pulverzuführungstanks (38) vorgesehen ist, eine Untertei
lung, die oberhalb der Fluidisierungseinrichtung vorgesehen
ist und von ihr durch einen Flußdurchlaßbereich getrennt ist,
und eine Pulveransaugeinrichtung, die innerhalb der Untertei
lung vorgesehen ist.
55. Ein Pulverzuführungssystem, das aufweist: einen
Pulverzuführungstank (38) mit einer Seitenwand, welche zumin
dest teilweise aus einem flexiblen Material gebildet ist, ei
ne Einrichtung zum Vibrieren/Oszillieren des Bodenbereichs
des Pulverzuführungstanks und einer Pulveransaugeinrichtung
zum Ansaugen von Pulver von dem Bodenbereich des Tanks, wobei
das Pulver durch ein Trägergas eingeführt wird.
56. Ein Pulverzuführungssystem, das aufweist: einen
Pulverzuführungstank mit einer Seitenwand, die wenigstens
teilweise aus einem flexiblen Material gebildet ist, eine
Teilfluidisierungseinrichtung, die in einem Bereich an dem
Boden des Pulverzuführungstanks vorgesehen ist und eine porö
se Platte oder dergleichen und eine Gaszuführungseinrichtung
aufweist, und eine Pulveransaugeinrichtung zum Ansaugen von
Pulver direkt oberhalb der Teilfluidisierungseinrichtung, wo
bei das Pulver von einem Trägergas eingegeben wird.
57. Ein Pulverzuführungssystem nach einem der Ansprüche
54, 55 oder 56, das einen Pulverzuführungstank und eine Pul
veransaugeinrichtung zum Ansaugen von Pulver von dem Bodenbe
reich des Tanks, wobei der Tank und die Pulveransaugeinrich
tung voneinander getrennt werden können, und das weiterhin
eine Einrichtung zum Reinigen des Außenbereichs der Pulveran
saugeinrichtung aufweist.
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