CH650169A5

CH650169A5 - Vorrichtung zum aufbringen eines spruehpulvers auf einen koerper.

Info

Publication number: CH650169A5
Application number: CH5576/80A
Authority: CH
Inventors: Gary Kane
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Priority date: 1979-07-21
Filing date: 1980-07-21
Publication date: 1985-07-15
Also published as: FR2462202B1; JPS5656421A; JPS6352950B2; FR2462202A1; SE8004968L; US4334494A; ES8105586A1; BE884299A; DE3027163A1; ES493561A0; DD152071A1; IT8049275A0; CA1143144A; NL8004154A; IT1128146B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Sprühpulvers auf einen Körper mit einer Wirbelungseinrichtung zur Aufwirbelung des Sprühpulvers um eine pulverbeladene Atmosphäre zu entwickeln und einer Überführungseinrichtung zur Überführung pulverbeladener Luft von der pulverbeladenen Atmosphäre zu dem Körper.

Es ist eine Vorrichtung bekannt zur Besprühung von Gegenständen mit einem Pulver, um diese Gegenstände davor zu bewahren, miteinander oder mit anderen Körpern zu verkleben. Eine Verwendung einer solchen Vorrichtung besteht in der Besprühung von elektrischen Drähten und Kabeln, entweder um die Abisolierung einer anschliessend aufgebrachten Isolationsschicht vom Leiter zu erleichtern, oder um das Zusammenkleben mehrerer isolierter Leiter in einer Ummantelung eines mehraderigen Kabels zu verhindern. Das Pulver kann z.B. Talk sein.

In der US-PS Nr. 3 886 897 ist eine Sprühvorrichtung beschrieben, welche ein mechanisches Rührwerk aufweist, das drehbar im Sprühpulver eines Stäubers angeordnet ist, um eine pulverbeladene Atmosphäre um das Rührwerk herum zu bilden. Ein Luftauslass führt vom Stäuber über ein Ventil zu einem Gebläserad, welches dazu dient, pulverbeladene Luft vom Stäuber zu Sprühdüsen zu treiben, welche einem in einer Sprühkammer befindlichen, zu besprühenden Gegenstand benachbart sind. Das Ventil ist einstellbar, um die Pulverdichte in der Luft zu steuern, die den Düsen zugeführt wird, wobei das Ventil die Menge der sauberen Luft verändert, die vom Stäuber angesogen in die pulverbeladene Luft eingeführt wird.

In der GB-PS Nr. 1 383 109 ist eine Sprühvorrichtung beschrieben, die einen Stäuber aufweist, der in Schwingung versetzt Sprühpulver im Stäuber in einen freiströmenden Zustand bringt. Die Vorrichtung enthält eine peristaltische Pumpe, um das freiströmende Pulver vom Stäuber zu einer Sprühdüse zu befördern, zur Besprühung eines elektrischen Kabels, welches durch die Düse gelangt.

Es kann eingesehen werden, dass es im allgemeinen unerwünscht ist, Lager und andere Mechanismen in mit Pulver versehenen Zuständen zu betreiben, und ein mechanisches Rührwerk für Sprühpulver muss sorgfältig angeordnet werden, um sicherzustellen, dass das Pulver den Mechanismus nicht verschmutzt.

Bei der Verwendung einer Pumpe zur Überführung pulverbeladener Luft aus dem Stäuber zu einer Sprühdüse können Schwierigkeiten in der Sicherstellung einer stetigen Strömung durch die Pumpe auftreten. Ohne stetige Strömung mit einer im wesentlichen gleichmässigen Pulverdichte in der Luft, kann eine ungleiche und unzuverlässige Besprühung eines Gegenstandes auftreten, besonders wenn ein Gegenstand, wie z.B. ein elektrisches Kabel, mit einer hohen Geschwindigkeit durch die Einrichtung hindurchtritt, um besprüht zu werden. Eine weitere Schwierigkeit kann durch die Bildung von «Löchern» im gerührten Pulver im Stäuber entstehen, welche eine grosse Variation der Pulverdichte in der pulverbeladenen Luft bewirken, die vom Stäuber angesaugt wird.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Sprüheinrichtung anzugeben, welche die Verwendung sowohl eines mechanischen Rührwerks und einer mechanischen Pumpe vermeidet, um pulverbeladene Luft zu überführen, und welche eine stetige und gleichmässige Strömung pulverbeladener Luft zu einem zu besprühenden Körper erzeugt.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass die Wirbelungseinrichtung einen Luftstrom führende Mittel zum Aufrechterhalten einer Wirbelschicht aus Sprühpulver aufweist und dass die Überführungseinrichtung die sprühpulverbeladene Luft von der Wirbelschicht zu dem ausserhalb der Schicht zu besprühenden Körper überführende Überführdüse mit einem in5

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nerhalb der Wirbelschicht sich befindenden Eingangsabschnitt (34) zum Aufnehmen eines Teils des wirbelnden Luftstroms, einem ausserhalb der Wirbelschicht angeordneten an den zu besprühenden Körper angrenzenden Austrittsabschnitt und einem zwischen Eingangsabschnitt und Austrittsabschnitt vorgesehenen, sich verjüngenden Abschnitt zum Beschleunigen des in den Eingangsabschnitt gelangenden Luftstroms gegen den Austrittsabschnitt, aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Überführungsdüse einen stumpfkegeligen Abschnitt auf, welcher ohne Unterbrechung sowohl den Eingangsabschnitt wie den sich verjüngenden Abschnitt bildet. Ein gerader röhrenförmiger Abschnitt kann von dem stumpfkegeligen Abschnitt aufwärts zu einem Austrittsabschnitt führen, welcher im allgemeinen einen T-förmigen Austrittsbereich bildet, so dass die Luft, die aus dem röhrenförmigen Abschnitt strömt, durch den Austrittsabschnitt in zwei in gegenseitiger Richtung entlang des Kopfes des «T» verlaufende Strömungen gespalten wird. Die Vorrichtung kann zur Besprühung eines länglichen Körpers verwendet werden (z.B. ein elektrischer Draht oder Kabel), welcher entlang des Kopfes des «T» mit konstanter Geschwindigkeit durch den Austrittsbereich gelangt. Der Austrittsabschnitt ist vorzugsweise in einem Bereich über der oberen Grenze der Wirbelschicht angeordnet.

Zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht weist die Vorrichtung vorzugsweise ein luftdurchlässiges Sieb und Ver-dichtungsmittel (z.B. einen Ventilator enthaltend) auf, um eine Luftströmung aufwärts durch das Sieb zu treiben. Das Sieb kann zwischen einer ersten Kammer, in welcher die Wirbelschicht aufrechterhalten wird, und einer Expansionskammer angeordnet sein, wobei die Verdichtungsmittel die Expansionskammer unter Druck setzen, so dass eine Luftströmung durch das Sieb gelangt, um die Wirbelschicht über dem Sieb aufrechtzuerhalten. Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine Filtereinrichtung auf, so dass Pulver, welches nach dem Austritt aus der Überführungsdüse zurückbleibt, abgesondert wird. Die saubere Luft kann dann zurückgeführt werden oder aus der Vorrichtung nach aussen abflies-sen. Die Filtereinrichtung kann einen elektrostatischen Filter aufweisen, von welchem das abgeschiedene Pulver zurück in die Sprühwolke fallt. Alternativ kann ein rotierender Trom-melfilter verwendet werden, mit einem Extraktor, um Luft durch den Filter zu saugen, wobei der Extraktor auch den Druck in der Einrichtung verringern kann, um das Herausdringen von Sprühpulver aus der Vorrichtung zu verhindern.

Die Vorrichtung kann eine Einrichtung aufweisen, um einen zu besprühenden Körper mit konstanter Geschwindigkeit durch den Austrittsabschnitt der Überführungsdüse zu führen. Um die Menge des aufgebrachten Sprühpulvers auf den Körper zu steuern, und um den aufgebrachten Belag zu glätten, kann der Körper nach der Besprühung gesteuerten Luftstrahlen und/oder Bürsteneinrichtungen ausgesetzt werden. Die Luftstrahlen können von einem Blasring, durch welchen der Körper gelangt, im wesentlichen radial nach innen gerichtet sein, um auf den besprühten Körper aufzutreten.

Eine besondere Ausführungsform der Vorrichtung, die in der US-PS Nr. 3 886 897 beschrieben wird, weist einen rotierenden Trommelfilter konventioneller Art auf, um Luft, welche aus der Sprühkammer gesogen wird, zu filtern. Der Filter weist eine axial gelagerte hohlzylindrische Trommel auf mit einer perforierten, gekrümmten Oberfläche, welche ein austauschbares Papierelement, durch welches die Luft gezogen wird, trägt. Der gekrümmten Oberfläche benachbart ist ein Abstreichmesser angeordnet, welches die Dicke des Sprühpulvers, welches sich auf dem Papier ansammeln kann, beschränkt.

Es wurde gefunden, dass zur Filtrierung von mit sehr feinem Sprühpulver beladener Luft, die konventionelle Art von Rotationstrommelfiltern keine voll zufriedenstellende Wirkung haben. Insbesondere wurde gefunden, dass die Verwendung eines Abstreichmessers bei der Verhinderung des Verstopfens des Filters nicht voll befriedigt, und dass die Verwendung einer Bürste anstelle des Abstreifmessers zu einer unannehmbar hohen Abnutzung des Filterelementes führt. Die übliche Drehgeschwindigkeit eines konventionellen Filters ist in der Grössenordnung von 30 Umdrehungen/ Min.

Dementsprechend weist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen verbesserten Trommelfilter auf.

Erfindungsgemäss wird bei einem rotierenden Trommelfilter mit einer hohlzylindrischen, perforierten Trommel zur Aufnahme eines Blattfilterelementes auf seiner äusseren zylindrischen Oberfläche ein Extraktor zur Luftdruckverringerung innerhalb der Trommel, um Luft kontinuierlich radial nach innen durch das Filterelement und die Trommel zu saugen, und einer Antriebseinrichtung zur kontinuierlichen Drehung der Trommel die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Antriebseinrichtung die Trommel mit ausreichender Geschwindigkeit dreht, um Pulver, das sich auf dem Filterelement ansammelt, durch die Zentrifugalkraft wegzuschleu-dern, damit das Element vor Verstopfung bewahrt wird.

Für eine Trommel von 20,32 cm Durchmesser wurde eine geeignete Drehgeschwindigkeit gefunden, die ungefähr 800 Umdrehungen/Min. beträgt, um den Filter wirkungsvoll vor Verstopfung zu bewahren.

Im folgenden sind anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht der Sprühvorrichtung, bei welcher die Filtereinrichtung entfernt ist, und

Fig. 2 eine Schnittansicht der Filtereinrichtung, von der bezüglich der Fig. 1 entgegengesetzten Seite der Vorrichtung aus betrachtet.

Die Sprühvorrichtung enthält ein äusseres Gehäuse 10, in welchem ein inneres Gehäuse 12 eine Expansionskammer 14 und eine Sprühkammer 16 umgibt. Eine Luftumwälzeinrichtung 20 ist in einem unteren Teil 18 des Gehäuses untergebracht. Zwischen der Expansionskammer 14 und der Sprühkammer 16 befindet sich ein flaches, horizontales, luftdurchlässiges Sieb 21 aus keramischem Material mit ungefähr 35% Porosität. Die Luftumwälzeinrichtung 20 enthält eine Gebläseeinrichtung, die einen Luftstrom aufwärts durch das Sieb 21 erzeugt, einen Blasventilator 22, welcher zur Erzeugung eines Luftdrucks in der Expansionskammer 14 vorgesehen ist, und einen Extraktorventilator 23, welcher vorgesehen ist, gefilterte Luft aus dem Oberteil der Vorrichtung zu saugen für die Rezirkulation der Luft.

In der Sprühkammer 16 ist eine Überführungsdüse 24 angebracht. Die Düse enthält einen senkrechten stumpfkegeligen Abschnitt 26, welcher an seinem scheinbaren Scheitel einen Winkel von 60° einschliesst. Ein gerader röhrenförmiger Abschnitt 28 führt senkrecht aufwärts vom stumpfkegeligen Abschnitt zu einem Austrittsabschnitt 30, welcher einen im allgemeinen T-förmigen Austrittsbereich 32 bildet. Der stumpfkegelige Abschnitt 26 bildet einen Eingangsabschnitt 34, der sich in kleinem Abstand benachbart zum Sieb 21 befindet, und einen sich verjüngenden Abschnitt 36, wobei der Eingangsabschnitt selbst verjüngend ist. In der dargestellten Vorrichtung befindet sich der Eingangsabschnitt 34 0,95 cm über dem Sieb 21, der röhrenförmige Abschnitt 28 weist einen inneren Durchmesser von 1,27 cm auf und der Austrittsabschnitt 30 bildet eine Querbohrung von 3,81 cm Durchmesser, welche sich quer zur Bohrung des Rohrabschnitts erstreckt.

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Die Vorrichtung enthält eine Einrichtung, welche Ein-lass- bzw. Auslassführungen 37 und 39 umfasst, um ein Kabel (als strichpunktierte Linie 38 dargestellt) mit stetiger Geschwindigkeit durch die Sprühkammer 16 zu ziehen, wobei das Kabel durch die Querbohrung des Austrittabschnittes 30 der Überführungsdüse 24 hindurchläuft. An der Kabeleintrittsstelle, wo das Kabel in die Sprühkammer eintritt, ist ein erster Luftförderer 40 befestigt, durch welchen das Kabel hindurchtritt. An der Kabelaustrittsstelle, wo das Kabel die Sprühkammer verlässt, sind eine Bürsteneinrichtung 42, ein Blasring 44 und ein zweiter Luftförderer 46 angeordnet, durch welche das Kabel fortlaufend hindurchtritt. Der erste und zweite Luftförderer bewirkt, dass ein kleiner Luftstrom in die Sprühkammer eindringt, um ein Heraustreten von Sprühpulver an den Ein- und Austrittsstellen des Kabels aus der Kammer zu verhindern. Beim Betrieb der Sprühvorrichtung wird in die Sprühkammer 16 Sprühpulver in Form von mikrofeinem Talk gebracht. Nachdem die Blas- und Extrak-torventilatoren 22 und 23 in Gang gesetzt sind, wird in der Expansionskammer 14 ein Überdruck von ungefähr 2250 Pa entwickelt, so dass ein Luftstrom durch das Sieb 21 und die Sprühkammer 16 aufwärtsströmt, um das Sprühpulver aufzuwirbeln, um eine Wirbelschicht des Pulvers über dem Sieb 21 zu entwickeln und aufrechtzuerhalten. Die gewünschte obere Grenze des Fliessbettes ist durch die strichlierte Linie 48 angezeigt. Der Austrittsabschnitt 30 des Abzugs und die beiden Luftförderer 40 und 46 sind oberhalb des Fliessbettes angeordnet.

Die Überführungsdüse 24 ist angeordnet, um die pulverbeladene Luft von der Wirbelschicht aufwärts zu einem Kabel, das durch den Austrittsbereich 32 mit einer stetigen Geschwindigkeit durchtritt, zu befördern. Der Eingangsabschnitt 34 ist nahe dem Sieb 21 innerhalb der Wirbelschicht angeordnet und erhält einen Teil der Luft, die durch das Sieb fliesst. Der stumpfkegelige Abschnitt 26, der den sich verjüngenden Abschnitt 36 zwischen dem Eingangsabschnitt 34 und dem Austrittsabschnitt 30 bildet, wirkt als Druckverstärker, um die Luftströmung zu beschleunigen, welche durch den Eingangsabschnitt in den Abzug eintritt. Demge-mäss fliesst vom Fliessbett pulverbeladene Luft in den Eingangsabschnitt 34 und wird durch den stumpfkegeligen Abschnitt 26 beschleunigt, um durch den röhrenförmigen Abschnitt 28 hinaufzuströmen und durch den Austrittsabschnitt 30 auszuströmen, um einen anliegenden Teil des Kabels in der Querbohrung zu besprühen. Die Luftströmung aus dem röhrenförmigen Abschnitt 28 wird durch den Austrittsabschnitt 30 in zwei Strömungen aufgespalten, die in entgegengesetzten Richtungen entlang des Kopfes des «T» des Austrittsbereichs 32 fliessen.

Um die Menge des Sprühpulvers, das dem Kabel zugeführt wird, zu steuern, wird das Kabel nach der Besprühung einem Bürstvorgang durch die Bürsteinrichtung 42 unterworfen. Die Bürsteinrichtung wirkt auch zur Einpressung der Beschichtung des Sprühpulvers auf dem Kabel. Danach tritt das Kabel axial durch den Blasring 44, wo es einem gesteuerten Luftstrom ausgesetzt wird, welcher vom Innern des Ringes im wesentlichen radial gerichtet ist, um auf dem Kabel aufzutreffen.

Eine Filtereinrichtung (Fig. 2), die oberhalb der Sprühkammer 16 angeordnet ist, dient zum Abtrennen des Pulvers, welches in der Luft zurückbleibt, nachdem es aus dem Förderabzug ausgetreten ist, bevor die Luft zurückfliesst. Das abgetrennte Sprühpulver fällt in die Wirbelschicht zurück. Die Filtereinrichtung enthält eine hohlzylindrische perforierte Trommel 50, welche auf ihrer äusseren zylindrischen Oberfläche ein Blattfilterelement 52 trägt. Ein bevorzugtes Material für das Element 52 ist ein handelsübliches Material, das in dem Vereinigten Königreich unter dem Handelsnamen «GORE-TEX» erhältlich ist. Die Trommel 50 ist auf einer horizontalen Achse 54 zur Rotation in Lagern 56 und 58 angeordnet und Antriebsmittel 60 (die einen Motor, der nicht dargestellt ist) enthalten, sind angeordnet, um die Achse 54 und die Trommel 50 dauernd mit einer stetigen Geschwindigkeit zu drehen. Die Achse 54 ist hohl und durchlöchert mit Öffnungen, die mit 62 bezeichnet sind, um Luft vom Innern der Trommel abzuziehen. Ein Ende der Achse ist in einer Saugkammer 64 untergebracht, welche durch einen Schlauch 66 mit dem Extraktorventilator 23 der Luftumwälzeinrichtung 20 verbunden ist.

Die Anordnung ist derart, dass durch den Extraktorventilator 23 innerhalb der Trommel 50 ein reduzierter Luftdruck aufrechterhalten wird, um verunreinigte Luft dauernd radial nach innen durch das Filterelement 52 und die Trommel 50 zu ziehen. Die Antriebsmittel sind so ausgelegt, um die Trommel 50 kontinuierlich mit einer ausreichenden Geschwindigkeit zu drehen, damit das Pulver, das sich auf dem Filterelement 52 absetzt, durch die Zentrifugalkraft weggeschleudert wird, so dass das Element von Verstopfungen bewahrt wird. Die Trommel weist einen Durchmesser von 20,32 cm auf und wird mit 800 Umdrehungen/Min. angetrieben. Der Extraktorventilator 23 zielt darauf ab, den Druck in der Sprühkammer 16 in einem solchen Ausmass zu reduzieren, dass die Verwendung der Luftförderer 40 und 46 zur Abdichtung der Kabeleintritts- und -austrittsstellen nicht unbedingt erforderlich ist, da der Extraktor dazu neigt, an diesen Stellen einen kleinen Luftstrom in die Sprühkammer hinein zu bewirken. Obwohl bestimmte Ausmasse für die Überführungsdüse oben erwähnt wurden, kann zur Ausführung der Erfindung eine weite Varietät von Ausmassen verwendet werden. Zum effizienten Betrieb der Vorrichtung ist es nötig, eine richtige Abstimmung der verschiedenen Ausmasse zu erreichen, aber diese Abstimmung kann durch einfache Experimente ausfindig gemacht werden.

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2 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Aufbringen eines Sprühpulvers auf einen Körper mit einer Wirbelungseinrichtung zur Aufwir-belung des Sprühpulvers, um eine pulverbeladene Atmosphäre zu entwickeln, und einer Überführungseinrichtung zur Überführung pulverbeladener Luft von der pulverbela-denen Atmosphäre zu dem Körper, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelungseinrichtung einen Luftstrom führende Mittel zum Aufrechterhalten einer Wirbelschicht aus Sprühpulver aufweist und dass die Überführungseinrichtung die sprühpulverbeladene Luft von der Wirbelschicht zu dem ausserhalb der Schicht zu besprühenden Körper überführende Überführdüse (24) mit einem innerhalb der Wirbelschicht sich befindenden Eingangsabschnitt (34) zum Aufnehmen eines Teils des wirbelnden Luftstroms, einem ausserhalb der Wirbelschicht angeordneten, an den zu besprühenden Körper angrenzenden Austrittsabschnitt (30) und einem zwischen Eingangsabschnitt (34) und Austrittsabschnitt (30) vorgesehenen, sich verjüngenden Abschnitt (36) zum Beschleunigen des in den Eingangsabschnitt (34) gelangenden Luftstroms gegen den Austrittsabschnitt (30) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein luftdurchlässiges Sieb (21) und als Mittel eine Verdichtereinrichtung (22) aufweist, um einen Luftstrom aufwärts durch das Sieb zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht zu bewirken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (21) zwischen einer ersten Kammer (16), in welcher die Wirbelschicht aufrechterhalten wird, und einer Expansionskammer (14) angeordnet ist, wobei die Verdichtereinrichtung (22) dazu bestimmt ist, die Expansionskammer unter Druck zu setzen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsabschnitt (30) der Düse im wesentlichen einen T-förmigen Austrittsbereich bildet, wobei der Luftstrom durch den Austrittsabschnitt in zwei Ströme entgegengesetzter Richtung entlang des Kopfes des «T» aufgespalten wird, um einen länglichen Körper zu besprühen.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Bürste (42) aufweist, um das auf den Körper aufgebrachte Pulver zu glätten.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Blasring (44) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er einen radial nach innen gerichteten Luftstrahl abgibt, um auf einen durch den Ring gezogenen besprühten Körper aufzutreffen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche weiter Filtermittel zum Rezirkulieren von Sprühpulver aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtermittel einen rotierenden Trommelfilter mit einer hohlzylindrischen, perforierten Trommel zur Aufnahme eines Blattfilterelements auf seiner äusseren zylindrischen Oberfläche, einen Extraktor zur Luftdruckverringerung innerhalb der Trommel, um Luft kontinuierlich radial nach innen durch das Filterelement und die Trommel zu saugen, und eine Antriebseinrichtung zur kontinuierlichen Drehung der Trommel aufweisen.
8. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Antriebseinrichtung die Trommel (50) mit ausreichender Geschwindigkeit gedreht wird, um Pulver, das sich auf dem Filterelement ansammelt, durch Zentrifugalkraft wegzuschleudern, damit das Element vor Verstopfung bewahrt wird.