DE19805514A1 - Pulverbeschichtungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pulverbeschichtungsanlage mit einer Beschichtungskabine gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Pulverbeschichtungsanlagen dieser Art sind bekannt und seit langem im Einsatz. In der Beschichtungskabine werden Werk­ stücke mit Beschichtungsgeräten, wie Sprühpistolen, elek­ trostatisch beschichtet. Die Werkstücke können dabei durch einen Fördermechanismus durch die Kabine gefördert werden, wobei der Fördermechanismus durch einen Förderspalt im Dach der Kabine greift. Nicht auf dem Werkstück deponiertes Pul­ ver wird aus dem Kabineninnenraum über einen Absaugkanal abgesaugt und in der Pulverrückgewinnungseinheit zurückge­ wonnen. Der Sog wird dabei durch eine Ventilatoreinheit er­ zeugt, die mit dem Kabineninnenraum über den Absaugkanal, die Pulverrückgewinnungseinheit und einen Reinluftkanal in Strömungsverbindung steht. In den Reinluftkanal ist gewöhn­ lich ein Nachfilter eingeschaltet, so daß die in den Venti­ lator gelangende Reinluft weitestgehend von Pulver befreit ist, so daß die Reinluft anschließend ohne Gesundheitsge­ fahren über den Auslaß der Ventilatoreinheit in die Halle ausgeblasen werden kann, in welcher sich die Pulverbe­ schichtungsanlage befindet.

Üblicherweise verwendete Ventilatoreinheiten erzeugen Luft­ mengenströme in der Größenordnung von 3000 bis 30000 m³/h. Dabei wird die in der Zeiteinheit strömende Luftmenge so eingestellt, daß an jeder Kabinenöffnung, z. B. seitlichen Öffnungen in der Kabine zum Einführen von Sprühgeräten oder dem Förderspalt im Dach der Kabine, Lufteinströmgeschwin­ digkeiten von etwa 0,5 m/s herrschen. Hierdurch wird er­ reicht, daß aufgrund des in der Kabine erzeugten Unter­ druckes im Kabineninnenraum kein Pulver-/Luftgemisch durch die Öffnungen aus der Kabine in die Umgebung austreten kann. Die von der Ventilatoreinheit angesaugte, gereinigte Luft wird wie gesagt in die Halle ausgeblasen. Zum Erzeugen der erwähnten starken Luftströmung ist ein hoher Energie­ einsatz zum Antrieb des Ventilators erforderlich. Außerdem sind beim Ausblasen der Reinluft in die Halle strömungs­ technische Maßnahmen, wie der Einsatz von Diffusoren und Zugluft verhindernden Umlenkmitteln erforderlich, damit die Luft ausschließlich in Bereiche geleitet wird, in denen sie nicht stört.

Hinter der Beschichtungskabine einer oben beschriebenen Pulverbeschichtungsanlage ist häufig ein Einbrennofen zum Einbrennen des Pulvers in die Werkstückoberfläche angeord­ net. So wird oft heiße, aus diesem Einbrennofen stammende Luft in die Kabine eingesaugt. Dies kann zu vorzeitiger Pulvergelierung und außerdem zu unnötigen Energieverlusten im Ofen führen. Um dies zu vermeiden, hat man bisher als einzige Abhilfe aufwendige Schleusensysteme zwischen der Beschichtungskabine und dem Einbrennofen vorgesehen.

Mit den großen, über die Kabinenöffnung eingesaugten Luft­ mengen werden stets auch Staubpartikel aus der Halle in die Kabine gesaugt, welche die Qualität der Lackschicht auf dem Werkstück beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pulverbe­ schichtungsanlage der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die frei von den oben beschriebenen Problemen ist und ins­ besondere mit erheblich verringertem Energieaufwand zur Erzeugung des erforderlichen Luftdurchsatzes durch eine Beschichtungskabine betrieben werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Pulverbeschich­ tungsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An­ spruchs 1 vorgesehen, daß die gereinigte Abluft zumindest teilweise wieder in die Beschichtungskabine zurückgeführt wird.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Rückführung der gereinigten Abluft kann mit kleineren Ventilatorleistungen gefahren werden als bisher. Es muß nämlich nicht mehr auch an der ungünstigsten Stelle eine Einströmgeschwindigkeit von min­ destens 0,5 m/s garantiert werden, was zu unnötig hohen Strömungsgeschwindigkeiten an anderen Stellen führte. Da die Luft bei der Erfindung exakt dorthin geleitet werden kann, wo sie gebraucht wird, können die bisher unnötig stark durchströmten Öffnungen der Beschichtungskabine nun ebenfalls nur noch mit der erforderlichen minimalen Ge­ schwindigkeit durchströmt werden. Dies führt zu drastischen Einsparungen an Ventilator-Antriebsleistung.

Maßnahmen zur Zugluftvermeidung, wie sie bei Ausblasen der Reinluft in die Halle unvermeidlich waren, erübrigen sich bei einer Pulverbeschichtungsanlage nach der Erfindung. Die über den Rückführkanal eingeführte Luft ist praktisch staubfrei, so daß durch Staub bedingte Qualitätsprobleme bei der Beschichtung vermieden sind. Auch kann es wegen Einspeisens der rückgeführten, gereinigten Luft in den Ka­ bineninnenraum nicht zum Einsaugen heißer Ofenluft kommen, so daß das Pulver nicht vorzeitig auf den Werkstücken ge­ lieren kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Eine vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Rückfüh­ rung der gereinigten Abluft zur Reinigung der Beschich­ tungskabine ist in Anspruch 9 unter Schutz gestellt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeich­ nungen an zwei Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzel­ heiten näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstel­ lung einer Pulverbeschichtungsanlage nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Einzelheit einer abgewandelten Pulver­ beschichtungsanlage nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Pulverbeschichtungsanlage gemäß der Er­ findung mit einer Beschichtungskabine 1, einer Rückgewin­ nungseinheit 2, die beispielsweise als Zyklon ausgebildet sein kann, eine Nachfiltereinheit 3 und eine Ventilatorein­ heit 4.

Die Beschichtungskabine 1 ist über einen Absaugkanal 5 mit der Rückgewinnungseinheit 2 verbunden, in welcher der größ­ te Teil des im Pulver-Luftgemisch enthaltenen, nicht ge­ nutzten Pulvers abgeschieden und in einem Behälter 7 aufge­ fangen wird. Von diesem Behälter 7 aus ist das Pulver er­ neut Pulver-Applikationsgeräten (nicht gezeigt) zuführbar.

Die weitgehend von Pulver befreite, gereinigte Luft wird dann durch einen Reingaskanal 8 in eine Nachfiltereinheit 3 gesaugt. In dieser Nachfiltereinheit 3 angeordnete Patro­ nen- oder Plattenfilter reinigen die Luft vollständig. Die Ventilatoreinheit 4 erzeugt den Sog, der zum Absaugen des Pulver-Luftgemisches aus dem Innenraum 19 der Beschich­ tungskabine 1 über den Absaugkanal 5 und über den Reinluft­ kanal 8 erforderlich ist. Ein bei 20 angedeuteter Auslaß der Ventilatoreinheit 4 steht über einen Rückführkanal 9 mit der Beschichtungskabine 1 in Strömungsverbindung, und zwar wie folgt: die in Fig. 1 gezeigte Beschichtungskabine hat als Hohlkörper 10 ausgebildete Wände. Der Absaugkanal 9 ist mit den Hohlräumen in den Hohlkörpern 10 auf nichtge­ zeigte Weise strömungsverbunden, so daß die über den Rück­ führkanal 9 gespeiste Reinluft in die Hohlräume der Hohl­ körper 10 eingespeist wird. In Randflächen der Hohlkörper 10, welche einen Förderspalt 13 und eine seitliche Öffnung 12 begrenzen, befinden sich in den Innenraum 19 der Be­ schichtungskabine 1 hineinweisende Ausströmöffnungen 11. Über diese Ausströmöffnungen 11 wird die in die Hohlkörper 10 eingeleitete Reinluft gezielt in den Innenraum 19 der Beschichtungskabine 1 mit definierter Einströmgeschwindig­ keit in der Größenordnung von mindestens 0,5 m/s eingelei­ tet. Der dadurch erzeugte Unterdruck verhindert, daß das Pulverluftgemisch während des Beschichtungsvorganges aus der Beschichtungskabine 1 austritt.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführung, bei welcher statt einer doppelwandigen Konstruktion mit den Hohlkörpern 10 eine einwandige Kabinenkonstruktion 16 gewählt ist. In diesem Fall ist ein Rückführkanal 14 vorgesehen, der mit seinem kabinenseitigen Abschnitt eine geschlossene Schleife 18 bildet. Diese Schleife 18 umgibt eine Öffnung 15 in der Kabinenwand 16. Im gezeigten Fall sind die Schleife 18 und die Öffnung 15 rechteckig ausgebildet. Die Öffnung 15 ist durch senkrecht auf der Kabinenwand 16 ste­ hende Wandabschnitte 22, 23 des Rückführkanals 14 begrenzt. In diesen insgesamt vier Wandabschnitten, von denen nur zwei in Fig. 2 sichtbar sind, befinden sich Aus­ strömöffnungen 17, welche in die Öffnung 15 hinein in den Innenraum 19 (Fig. 2 nicht gezeigt) der Beschichtungskabine 1 gerichtet sind. Über diese Ausströmöffnungen des Rück­ führkanals 17 kann also die Reinluft gezielt und mit vor­ bestimmter Strömungsgeschwindigkeit durch die Öffnung 15 in die Beschichtungskabine 1 einströmen. Der Pfeil F bezeich­ net die Reinluftströmungsrichtung der aus einer Ventilato­ reinheit 4 wie bei Fig. 1 gelieferten Reinluft, die im übrigen auf gleiche Weise und über gleiche Baugruppen 2, 3, 5, 8 gefördert wird wie bei der Ausführung nach Fig. 1. Diese Baugruppen sind deshalb hier nicht nochmals gezeich­ net.

Mit einer Pulverbeschichtungsanlage nach den Fig. 1 oder 2 wird ein Abblasen in die Halle der für die Pulverbe­ schichtung verbrauchten Saugluft vermieden. Vielmehr wird die abgesaugte Luft nach der Befreiung von nicht verwende­ tem Pulver und Nachreinigung in der Nachfiltereinheit 3 ganz oder teilweise wieder in die Pulverbeschichtungskabine 1 gezielt mit vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeiten ein­ geblasen. Dadurch wird der Leistungsbedarf der Ventilato­ reinheit 4 wesentlich reduziert. Ferner wird vermieden, daß staubbeladene und/oder unerwünscht heiße Luft aus der Umgebung in die Pulverbeschichtungskabine 1 eingesaugt wird.

Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprü­ chen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl ein­ zeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirkli­ chung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsfor­ men wesentlich sein.

Claims (10)

1. Pulverbeschichtungsanlage mit einer Beschichtungs­ kabine (1), in der Werkstücke durch Besprühen mit einem Pulver-/Luftgemisch beschichtet werden und die Abluft aus der Beschichtungskabine abgesaugt und ge­ reinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gereinigte Abluft zumindest teilweise wieder in die Beschichtungskabine (1) zurückgeführt wird.

2. Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungs­ kabine (1) über einen Absaugkanal (5) mit einer Pul­ verrückgewinnungseinheit (2) verbunden ist, die ih­ rerseits über einen Reinluftkanal (8) mit einer Ven­ tilatoreinheit (4) verbunden ist, und daß der Auslaß (20) der Ventilatoreinheit (4) über einen Rückführ­ kanal (9) mit dem Kabineninnenraum (19) in Strö­ mungsverbindung steht.

3. Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von Öffnungen (12, 13; 15) der Beschichtungskabine (1) in den Kabineninnenraum (19) hinein gerichtete Aus­ strömöffnungen (11; 17) vorgesehen sind, welche von dem Rückführkanal (9) mit rückgeführter, gereinigter Luft gespeist sind.

4. Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen einen Förderspalt (13) im Dach der Beschichtungskabine (1) umfassen, an dem zumindest einseitig eine Reihe von Ausströmöffnungen (11) vorgesehen ist.

5. Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnun­ gen seitliche und/oder stirnseitige Öffnungen (12; 15) in den Kabinenwänden (10; 16) umfassen.

6. Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabinenwände (10) als Hohlkörper ausgebildet sind, und daß der Rückführkanal (9) mit den Hohlräumen in diesen Hohlkörpern kommuniziert, die ihrerseits über die in Umrandungen der Öffnungen (12, 13) vorgesehe­ nen Ausströmöffnungen (11) mit dem Kabineninnenraum (19) in Strömungsverbindung stehen.

7. Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kabinenaußenwand (16) ein an die entsprechende Öffnung (15) angrenzender Luftkanal (14) aufgesetzt ist, der von dem Rückführkanal (9) mit rückgeführter Luft gespeist ist und in an die Öffnung (15) angren­ zenden Abschnitten (18) die in den Kabineninnenraum hinein gerichteten Ausströmöffnungen (17) aufweist.

8. Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Reinluftkanal (8) ein Nachfilter (3) eingeschal­ tet ist.

9. Verwendung einer Pulverbeschichtungsanlage nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 8 zum Innenreinigen der Be­ schichtungskabine (1), dadurch gekenn­ ,zeichnet, daß bei geschlossener Beschich­ tungskabine (1) die dem Kabineninnenraum (19) über einen Rückführkanal (9) zugeführte Reinluft zur Rei­ nigung der Innenwände der Beschichtungskabine einge­ setzt wird.

10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die rückgeführte Reinluft in ein zur Reinigung durch die Beschichtungskabine zu förderndes Rohrreinigungssystem mit auf die Innen­ wände gerichteten Ausströmdüsen für die Reinluft eingespeist wird.