DE19736331A1 - Meßvorrichtung zum Ermitteln der Füllstandshöhe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten An­ spruchs angegebenen Art.

Bei der Verwendung von Pulverlackbeschichtungsanlagen in der Pulverbeschich­ tungsindustrie ist es üblich, jeder Spritzkabine mindestens einen Vorratsbehälter (einen sogenannten Hopper) zuzuordnen, der als Zwischenlager dient und dem­ entsprechend eine Menge Pulver bevorratet. Das Pulver ist hierbei in fluidisierter Form vorhanden, das heißt, es wird durch ständige Luftzufuhr, üblicherweise Druckluft, in Schwebe gehalten. Die Luft durch strömt hierzu den Vorratsbehälter von unten nach oben.

Da in dem Vorratsbehälter immer konstante Druckverhältnisses herrschen sollen, schon alleine um eine definierte Pulverfördermenge zu erzielen, wird immer die zugeführte Luftmenge abgeführt und zwar über einen Schlauch in die Spritzkabine oder in die Rückgewinnungsanlage.

Neben dem Konstanthalten des Druckes in dem Vorratsbehälter ist es genauso wichtig, dessen Füllstandshöhe konstant zu halten, da Schwankungen in der Füll­ standshöhe ebenfalls den Pulverausstoß zur Auftragsstation beeinflussen.

Es ist allgemein bekannt, Füllstandsmessungen in Flüssigkeiten oder grobkörnigen Schüttgütern berührungslos mit Hilfe von Ultraschallgeräten vorzunehmen.

Der Einsatz von Ultraschallgeräten zur Füllstandsmessung von fluidisiertem Pulver mit einer sehr kleinen Dichte, < 0,6 kg pro Kubikdezimeter, ist mit Ultraschallmeß­ geräten nicht möglich, da aufgrund des fluidisierten Pulvers ständig eine Staubentwicklung vorhanden ist, die den Ultraschallsensor verschmutzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Maßnahmen aufzuzeigen, die die Ver­ wendung eines Ultraschallgerätes zur Füllstandsmessung auch bei fluidisierten Pulvern mit sehr geringer Dichte erlauben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den ersten Anspruch gelöst.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß durch die Ausbildung einer kegelstumpfförmigen Haube anstelle des bekannten Rohrstutzens zum Anschluß des Ultraschallsensors der Sensor selbst ablagerungsfrei bleibt. Die Ablagerungen bilden sich auf der Innenseite des Mantels der Haube. Damit ist es möglich, das Pulverniveau in dem Vorratsbehälter sehr genau zu messen und dementsprechend auch konstant halten zu können über eine geeignete Steuereinrichtung. Ein weite­ rer Vorteil besteht darin, daß somit gerade für Vorratsbehälter in Pulverlackieranla­ gen ein wartungsfrei arbeitendes System geschaffen wird, das auch von den Ei­ genschaften des eingesetzten Pulvers unabhängig ist.

Die Höhe der kegelstumpfförmigen Haube ist abhängig von dem verwendeten Sensor.

Bedingt durch das Dämpfungsverhalten des Sensors gibt es unmittelbar unterhalb des Sensors einen Bereich, in welchem keine Impulse empfangen werden können. Diese sogenannte Blockdistanz bestimmt den minimalen Abstand zwischen Sensor und maximalen Füllstand im Pulverbehälter und somit die ideale Höhe der kegel­ stumpfförmigen Haube.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beschreiben die Ansprüche 3 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Schematisiert ist in der einzigen Abbildung ein Vorratsbehälter 1 gezeigt, der Pul­ verlackpartikel in fluidisierter Form enthält.

Um diese Pulverlackpartikel in der Schwebe zu halten, ist im unteren Bereich des Vorratsbehälters 1 ein Anschluß 2 für das Zuführen eines Fluids unter geringem Überdruck, üblicherweise Druckluft, vorgesehen. Dementsprechend bildet sich in dem Vorratsbehälter 1 eine Schichtung, die wie folgt aussieht. Im unteren Bereich 3 befindet sich locker verteiltes fluidisiertes Pulver und darüber im oberen Bereich 4 sind die Pulverpartikel dichter beieinander.

Im oberen Bereich des Vorratsbehälters 1 ist ein Injektor 5 angeordnet, der als Ausgang eine Pulverleitung 6 aufweist, die mit einer Auftragspistole in der Spritz­ kammer verbunden ist. Über den Injektor 5 wird die zum Lackieren notwendige Pulvermenge entnommen und der Auftragspistole zugeführt.

Um einen konstanten Pulverausstoß zu gewährleisten, ist es notwendig, das Pul­ verniveau genau zu messen und konstant zu halten. Hierzu wird ein Ultraschall­ sensor 7 verwendet, der über eine kegelstumpfförmige Haube 8 luftdicht mit dem Inneren des Vorratsbehälters 1 im oberen Bereich verbunden ist.

Hierbei ist die Haube 8 mit ihrer durchmessergrößeren Gesamtfläche mit dem Vor­ ratsbehälter 1 verbunden. Ihre durchmesserkleinere Gesamtfläche trägt den Ultra­ schallsensor 7 und entspricht bevorzugt in ihrem Durchmesser dem Durchmesser des Sensorkopfes.

Es hat sich herausgestellt, daß sich an dem inneren Mantel der kegelstumpfförmi­ gen. Haube keine störenden Pulverpartikel 9 ablagern, wenn bei üblichen Ultra­ schallsensoren die Höhe der kegelstumpfförmigen Haube 8 mindestens 300 mm, bevorzugt 380 mm und der Durchmesser der größeren Grundfläche D = 140 mm beträgt und der Durchmesser der kleineren Grundfläche dem Durchmesser des Sensorkopfes des Ultraschallsensors 7 von beispielsweise D = 40 mm entspricht. Wichtig ist, daß der eingesetzte Ultraschallsensor von der maximalen Füllstands­ höhe im Vorratsbehälter einen Abstand hat, der mindestens seiner Blockdistanz entspricht und daß er luftdicht mit der Haube 8 verbunden ist. Durch letzteres bildet sich am oberen Bereich der Haube ein Luftkissen, das verhindert, daß Pulverparti­ kel an den Ultraschallsensor gelangen und sich dort festsetzen.

Der Ultraschallsensor 7 ist an sich bekannter Art mit einer geeigneten Auswertung und Steuereinrichtung 10 verbunden, um über an sich bekannte Maßnahmen das Pulverniveau im Vorratsbehälter 1 auf konstante Höhe zu steuern.

Claims (5)

1. Meßvorrichtung zum Ermitteln der Füllstandshöhe in einem Behälter, der ein Gaspulvergemisch enthält, insbesondere in Hoppern für Pulverbeschich­ tungsanlagen für Automobilkarosserien, wobei sich in dem Behälter ein fluidisiertes Pulver befindet, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung ein Ultraschallmeßgerät verwendet ist, dessen Ultraschallsensor (7) über eine kegelstumpfförmige Haube (8) mit dem Inneren des Behälters verbunden ist.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der kegelstumpfförmigen Haube (8) abhängig ist von dem verwendeten Ultraschallsensor (7).

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durchmessergrößere Grundfläche (D) der kegelstumpfförmigen Haube (8) dem Behälter (1) zugewandt ist.

4. Meßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durchmesserkleinere Grundfläche (d) dem Ultraschallsensor (7) angepaßt ist und ihm als Halterung dient.

5. Meßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallsensor (7) luftdicht mit der kegel­ stumpfförmigen Haube (8) verbunden ist.