DE9400668U1

DE9400668U1 - Vorrichtung zum Spritzlackieren mit Wasserlack

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Publication number: DE9400668U1
Application number: DE9400668U
Authority: DE
Original assignee: Grundfos GmbH
Current assignee: Grundfos GmbH
Priority date: 1993-06-16
Filing date: 1994-01-17
Publication date: 1994-03-24
Anticipated expiration: 2004-01-18

Description

Anmelder: Grundfos GmbH
Industriestr. 15-19
23812 Wahlstedt

Vorrichtung zum Spritzlackieren mit Wasserlack
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Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zum Spritzlackieren von Objekten mit Wasserlack aus, bei welcher der Wasserlack von mindestens einem auf das Objekt richtbaren Spritzgerät abgegeben wird und die das Objekt passierenden Lackpartikel als Overspray mittels eines Sauggebläses in Richtung auf eine Fangvorrichtung gesaugt, getrocknet und als Farbpartikel einem Abscheider zugeführt werden, dem das Sauggebläse nachgeschaltet ist.

Mit Ausnahme der Pulverlackierung fallen bei sonstigen Lackierungsarten unabhängig vom Auftragsystem mit Lösungsmittel versetzte Abluft und beim Spritzlackieren in wasserberieselten Naßkabinen Abwasser und Abfall in Form von Lackschlamm an. Hierdurch ergeben sich für die Industrie die allgemein bekannten Entsorgungsprobleme. Dies gilt auch für die Entsorgung von nicht recycling fähigen Filtermatten, mit denen das Overspray üblicherweise in Trockenkabinen aufgefangen wird.

Das Abluftproblem kann durch den Einsatz von Wasserlacken, also mit Wasser mischbaren bzw. verdünnbaren Lacken, weitgehend gelöst werden, da solche derzeit auf dem Markt befindlichen Lacke nur

noch einen Lösungsmittelanteil bis etwa 10% und teilweise sogar keine organischen Lösungsmittel mehr enthalten. Bei Verwendung von Wasserlack lassen sich somit in fast allen Fällen etwaige behördlich und als maximal zulässig vorgeschriebene Emissionswerte einhalten bzw. unterschreiten.

Jedoch läßt sich trotz optimierter Austragsysteme für Lackschlamm ein Wechsel des in Naßkabinen anfallenden Wassers nicht vermeiden. Außerdem müssen die auf Grund von Verdunstung und Austrag des Lackschlammes auftretenden Wasserverluste kontinuierlich ausgeglichen werden, was zu einem relativ hohen Wasserverbrauch führt.

Um das in Naßkabinen anfallenden Overspray wiedergewinnen und erneut nach entsprechender Aufbereitung als Lack verwerten zu können, wird zur Zeit der Einsatz von Ultrafiltrationsanlagen vorgesehen. Dabei muß jedoch berücksichtigt werden, daß die Durchführbarkeit dieser Technik an die Erfüllung bestimmter Bedingungen gebunden ist. So muß der Lack grundsätzlich ultrafiltrierbar sein, was nicht zuletzt stark von den Lösungs- und Bindemitteln im Lack abhängig ist. Speziell bei lufttrocknenden Wasserlacken gibt es insofern noch ungelöste Schwierigkeiten.

Außerdem müssen die Filtermodule exakt auf den verwendeten Lack abgestimmt sein, da nicht mit jedem Filtermodul jeder Lack aufkonzentriert werden kann. Weiterhin müssen dem Kabinenwasser bestimmte Chemikalien und vollentsalztes Wasser zugegeben werden, damit die Filtermodule nicht verblocken. Hierdurch ergibt sich zwangsläufig eine aufwendige, speziell für den Einzelfall zu entwikkelnde und dementsprechend auch kostenintensive Anlagentechnik, die zudem noch mit einer gewissen Abhängigkeit des Anwenders vom Lacklieferanten verbunden ist.

Diese mit der Entsorgung von Lackschlamm, mit dem Wasserverbrauch und mit der Aufbereitung des Wassers für Naßkabinen im Zusammenhang stehenden Nachteile hat man nicht, wenn Wasserlack in Trockenkabinen verarbeitet, das dabei anfallende Overspray gegen als Auffangvorrichtung dienende Filtermatten gerichtet und von diesen aufgefangen wird.

Jedoch gehen die an den Filtermatten zu Farbpartikeln abtrocknenden Lackpartikel eine derart starke Haftverbindung mit den Filtermatten ein, daß die Farbpartikel überwiegend nicht ablösbar sind und somit auch nicht für eine erneute Verwendung wiedergewonnen werden können. Die Filtermatten müssen also nach gewisser Betriebszeit ausgewechselt und mit hohem Kostenaufwand entsorgt werden.

Bekannt sind auch Lackiervorrichtungen, bei denen das Overspray mit einem Sauggebläse in Richtung auf eine Fangvorrichtung gesaugt wird und nach Passieren der Fangvorrichtung in eine Abscheidekabine gelangt, in der die Lackpartikel im Schwebezustand gehalten und getrocknet werden sollen, bevor sie anschließend als Farbpartikel einem dem Sauggebläse vorgeschalteten Abscheider zugeführt werden.

Die Fangvorrichtung besteht bei solchen Lackiervorrichtungen aus einer vertikalen Wand mit Düsen, über welche die Lackpartikel in die Abscheidekabine gesaugt werden. Das aus Luft- und Lackpartikein bestehende Zweistoffgemisch erfährt dabei im Bereich der Düsen eine relativ hohe Beschleunigung und Änderung der Strömungsbahnen mit dem Nachteil, daß die Lackpartikel aufgrund der auf sie einwirkenden Zentrifugalkräfte den Bahnen des Luftstromes nicht mehr folgen können und zum großen Teil auf die Vorderseite der Trennwand bzw. auf die Einlaßbereiche der Düsen treffen, wo sie anbakken oder ablaufen werden, also nicht wie vorgesehen in die Abscheidekabine gelangen können.

Außerdem ist es praktisch kaum realisierbar, die noch mit hoher Geschwindigkeit in die Absaugkabine gelangenden Lackpartikel durchweg im Schwebezustand zu halten, da schwere Lackpartikel entweder auf eine Kabinenwand treffen oder zu Boden sinken werden und somit nicht abgeschieden werden können. Im übrigen werden besonders leichte Lackpartikel gleich und ohne zum Trocknen ausreichende Verweilzeit mit dem Luftstrom zum Abscheider gerissen, wo sie erst am Filtermaterial abtrocknen und dessen Durchlässigkeit und Filterwirkung reduzieren.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Spritzlackieren mit Wasserlack anzugeben, mit der die durch das Overspray anfallenden Farbpartikel auf einfache und kostengünstige Weise im wesentlichen insgesamt und in reiner Form wiedergewonnen werden können, und zwar bei etwaigen Wechseln der Lackfarbe auch nach Farben sortiert. Weiterhin soll die Vorrichtung bei kleiner Baugröße sowie unkomplizierter Technik und geringen Investitionskosten wenig störanfällig und wartungsarm sein sowie universell für alle Wasserlacke eingesetzt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangs erwähnte Vorrichtung erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Fangvorrichtung als ein sich in Richtung auf das Spritzgerät erweiternder offener Trichter ausgebildet ist, dessen die kleinere Öffnung aufweisendes Ende mit dem Abscheider in Verbindung steht, und daß der Abstand zwischen dem Objekt und der Fangvorrichtung als Trocknungswegstrecke für das Overspray ausgelegt und derart bemessen ist, daß die die Fangvorrichtung verlassenden Partikel zumindest oberflächentrocken sind.

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Durch die Ausbildung der Fangvorrichtung als Trichter erfährt das Overspray auf der Trocknungswegstrecke keine großen Richtungsänderungen, so daß weitestgehend ausgeschlossen ist, daß noch nicht trockene oder nicht ausreichend oberflächentrockene Partikel an der Fangvorrichtung haften bleiben. Außerdem ist bei entsprechender Auslegung der Trocknungswegstrecke gewährleistet, daß die Partikel am Ende dieser Strecke, das im Bereich der kleineren Trichteröffnung liegt, ausreichend abgetrocknet sind, so daß sie problemlos abgeschieden werden können und keine Neigung mehr haben, mit Filterelementen des Abscheiders zu verkleben oder an den sich an den Trichter anschließenden, zum Abscheider führenden Vorrichtungsteilen haften zu bleiben.

Die Lackpartikel des Oversprays sind nach zumindest weitgehender Trocknung am Ende der Trockungswegstrecke als schwebefähige Färb- bzw. Pulverpartikel pneumatisch leicht förderbar und können dann einfach mit dem Abscheider von der Abluft getrennt sowie anschließend in Form eines trockenen Farbpartikelpulvers der Aufbereitung zu Lack und der erneuten Verwendung zugeführt werden.

Diese Verfahrensweise macht auch problemlos die Rückgewinnung von nach Farben sortierten Farbpartikeln bei etwaigen Lackwechseln möglich, zumal wenn an kritischen Stellen befindliche, dem Farbpartikelstrom ausgesetzte Vorrichtungsteile mit PTFE beschichtet sind und der Abscheider abgereinigt werden kann. Hierdurch wird erreicht, daß sich bei der Umstellung auf einen Lack mit anderer Farbe kaum noch Farbpartikel in der Vorrichtung befinden, die sonst durch den vorher verwendeten Lack angefallen sein und sich mit den Farbpartikeln des andersfarbigen Lackes vermischen könnten.

Zweckmäßigerweise ist der Abscheider ein filternder Abscheider mit in einem Gehäuse befindlichen Filterelementen, die man durch Spü-

lung mit Luft im Gegenstromprinzip abreinigen kann, wobei am Boden des Gehäuses eine verschließbare Austrittsöffnung für die jeweils abgeschiedenen Farbpartikel vorgesehen ist. Im übrigen ist es vorteilhaft, die Filterelemente zumindest außen auf den dem ankommenden Farbpartikelstrom zugewandten Flächen mit PTFE so zu beschichten, daß die Filterwirkung nicht eingeschränkt wird, im übrigen aber die auf die Filterelemente treffenden Farbpartikel nicht an den Filterelementen haften bleiben oder sonst leicht beim Abreinigungsvorgang von den Filterelementen abgelöst werden.

Die erwähnte Trocknungswegstrecke soll so bemessen sein, daß die bei der Fangvorrichtung bzw. im Bereich der kleineren Trichteröffnung ankommenden Partikel beim Verlassen des Trichters wenigstens oberflächentrocken und zumindest einen Trocknungsgrad von etwa 50 % bis 80 % haben. Hierbei kommt es auch darauf an zu erreichen, daß die Geschwindigkeit der Luft im Bereich der Fangvorrichtung jeweils größer sein wird als die vom Gewicht und dementsprechend auch vom Trocknungsgrad abhängige Schwebegeschwindigkeit der dort befindlichen Farbpartikel.

Zwischen dem Objekt und dem Abscheider kann eine Wärmestrahlungsquelle zum Trocknen bzw. Nachtrocknen der Lack- bzw. Farbpartikel angeordnet sein, um deren Trocknungsgrad weiter zu erhöhen. Dabei kann die Wärmestrahlungsquelle zwischen dem Objekt und der Fangvorrichtung wirksam sein, damit es erforderlichenfalls gewährleistet ist, daß die Farbpartikel ohne weiteres pneumatisch abgesaugt werden können und nicht an Teilen der Vorrichtung haften bleiben.

In der anliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch und vereinfacht dargestellt, das nachfolgend näher beschrieben wird.

Das lenkbare Spritzgerät hat eine übliche Spritzpistole 1, die auf das Objekt 2 ausgerichtet werden kann und den Wasserlack unter Druck als Lackspray 3 abgibt. Ein Teil des Lacksprays passiert das Objekt und fällt als ungenutztes Overspray 4 an, das von einer Fangvorrichtung 5 aufgenommen wird.

Der mittlere Abstand zwischen dem Objekt 2 und der Fangvorrichtung 5 ist als Trocknungswegstrecke für das Overspray so bemessen, daß die bei der Fangvorrichtung ankommenden und das Ende der Trocknungswegstrecke erreichenden Partikel im wesentlichen trocken sind und als Farbpartikel pneumatisch abgefördert werden können. Dies ist gewährleistet, wenn die Farbpartikel wenigstens oberflächentrocken sind, wenn sie die Fangvorrichtung verlassen.

Die Fangvorrichtung 5 ist ein sich in Richtung auf das Objekt 2 erweiternder Trichter, an dessen nach der Zeichnung rechtem Ende, wo die kleinere Trichteröffnung vorgesehen ist und wo sich das Ende der Trocknungswegstrecke befindet, ein Rohr 6 angeschlossen ist, das zu einem Abscheider 7 verläuft und in dessen Gehäuse 8 mündet. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel kommt ein filternder Abscheider mit Filterelementen 9, wie etwa Patronen-, Schlauch- oder Taschenfilterelementen, zur Anwendung, an deren äußeren Flächen die über das Rohr 6 von der Fangvorrichtung 5 kommenden und in das Gehäuse 8 gelangenden Farbpartikel abgeschieden und von der Abluft getrennt werden.

Der hierzu erforderliche Förderluftstrom wird von einem Sauggebläse 10 erzeugt, das dem Abscheider 7 in Strömungsrichtung nachgeschaltet ist und dessen Saugstutzen 11 mit den Innenräumen der Filterelemente Verbindung hat, so daß im Betrieb der Vorrichtung ein bis zum Einzugsbereich der Fangvorrichtung 5 reichender Unterdruck im

Verhältnis zur Umgebung aufgebaut werden kann und die Farbpartikel pneumatisch von der Fangvorrichtung 5 über das Rohr 6 in das Abscheidergehäuse 8 gefördert werden, um dort an den Filterelementen 9 abgeschieden zu werden. Das druckseitige Ende des Gebläses 10 steht über den Stutzen 12 mit der Umgebung in Verbindung.

Durch entsprechende Auslegung der Trocknungswegstrecke zwischen dem Objekt 2 und der Fangvorrichtung 5 bzw. dem Bereich der kleineren Trichteröffnung läßt es sich zumindest in den meisten praktischen Anwendungsfällen erreichen, daß die Farbpartikel ausreichend trocken sind, also nicht an Vorrichtungsteilen haften bleiben und einwandfrei abgeschieden werden können. Ungeachtet dessen kann es zweckmäßig sein, dem Farbpartikelstrom ausgesetzte Vorrichtungsteile mit PTFE zu beschichten, um sicher zu verhindern, daß sich Farbpartikel an solchen Vorrichtungsteilen festsetzen. Insofern wird vor allem eine Beschichtung der Filterelemente mit PTFE in Betracht kommen.

Außerdem besteht die Möglichkeit, zur Erhöhung des Trocknungsgrades der Farbpartikel zwischen dem Objekt und dem Abscheider eine Wärmestrahlungsquelle vorzusehen. Diese wird zweckmäßigerweise so angeordnet, daß sie zwischen dem Objekt und der Fangvorrichtung wirksam ist.

Die sich zunächst an den Filterelementen 9 absetzenden Farbpartikel fallen schließlich nach unten auf den trichterförmigen Boden 8a des Gehäuses 8. Dieser Boden hat eine zum Beispiel mit einem Schieber 13 verschließbare Öffnung, die zum Ablassen der Farbpartikel durch Öffnen des Schiebers freigegeben werden kann.

Das Ablösen von gegebenfalls noch an den Filterelementen 9 haften bleibenden Farbpartikeln kann so erfolgen, daß die Filterelemente in

an sich bekannter Weise durch Spülung mit Luft im Gegenstrom abgereinigt werden. Zu diesem Zweck stehen die Innenräume der Filterelemente über jeweils ein Rohr 14 mit einer Luftquelle in Verbindung, die Druckluftimpulse erzeugt, wobei beispielsweise jeweils ein Filterelement mit Druckluftimpulsen beschickt und von Farbpartikel durch Rütteln des Filtertuches befreit werden kann, während die anderen Filterelemente weiter in Betrieb bleiben.

Die Trocknungswegstrecke, zu der im Prinzip auch der Abstand zwischen der Spritzpistole und dem Objekt gehört, kann bei Bedarf auch variiert werden, indem beispielsweise die Position der Fangvorrichtung relativ zum Objekt oder zur Spritzpistole verändert wird. Anstelle eines filternden Abscheiders können verständlicherweise auch mehrere und andere Abscheider, wie etwa Zentrifugalabscheider, zum Einsatz kommen. Außerdem könnte das Gebläse auch an anderer Stelle vorgesehen werden, obwohl die dargestellte Lösung besonders günstig sein wird, da ein dem Abscheider nachgeschaltetes Gebläse nur Abluft ohne Farbpartikel zu fördern hat. Schließlich kann die Vorrichtung auch mit mehreren Spritzgeräten bzw. Spritzpistolen oder mit einem Spritzgerät ausgestattet werden, welches den Wasserlack über mehrere gegebenenfalls steuerbare Düsen abgibt.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Spritzlackieren von Objekten (2) mit Wasserlack, bei welcher der Wasserlack von mindestens einem auf das Objekt richtbaren Spritzgerät (1) abgegeben wird und die das Objekt passierenden Wasserlackpartikel als Overspray (4) mittels eines Sauggebläses (10) in Richtung auf eine Fangvorrichtung (5) gesaugt, getrocknet und als Farbpartikel einem Abscheider (7) zugeführt werden, dem das Sauggebläse (10) nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangvorrichtung (5) als ein sich in Richtung auf das Spritzgerät (1) erweiternder offener Trichter ausgebildet ist, dessen die kleinere Öffnung aufweisendes Ende mit dem Abscheider (7) in Verbindung steht, und daß der Abstand zwischen dem Objekt (2) und der Fangvorrichtung (5) als Trocknungswegstrecke für das Overspray ausgelegt und derart bemessen ist, daß die die Fangvorrichtung verlassenden Partikel zumindest oberflächentrocken sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Trocknungswegstrecke im Bereich der kleineren Trichteröffnung liegt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die kleinere Trichteröffnung ein zum Abscheider (7) führendes Rohr (6) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider (7) ein filternder Abscheider mit in einem Gehäuse (8) befindlichen Filterelementen (9) ist, die durch Spülung mit Luft im Gegenstromprinzip abreinigbar sind, und daß am Boden (8a) des Gehäuses (8) eine Austrittsöffnung für die abgeschiedenen Farbpartikel vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Farbpartikelstrom ausgesetzte Vorrichtungsteile (5, 6, 8, 9) mit PTFE beschichtet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Objekt (2) und dem Abscheider (7) eine Wärmestrahlungsquelle zum Trocknen der Lack- bzw. Farbpartikel vorgesehen sind.