EP3302819B1 - Verfahren zum betreiben einer pulverdichtstrompumpe sowie pulverdichtstrompumpe - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer pulverdichtstrompumpe sowie pulverdichtstrompumpe Download PDF

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EP3302819B1
EP3302819B1 EP16723962.3A EP16723962A EP3302819B1 EP 3302819 B1 EP3302819 B1 EP 3302819B1 EP 16723962 A EP16723962 A EP 16723962A EP 3302819 B1 EP3302819 B1 EP 3302819B1
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EP
European Patent Office
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powder
phase
valve
pump
dense
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EP16723962.3A
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EP3302819A1 (de
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Felix Mauchle
Hanspeter Vieli
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Gema Switzerland GmbH
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Gema Switzerland GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/14—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
    • B05B7/1404—Arrangements for supplying particulate material
    • B05B7/1459—Arrangements for supplying particulate material comprising a chamber, inlet and outlet valves upstream and downstream the chamber and means for alternately sucking particulate material into and removing particulate material from the chamber through the valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/14—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
    • B05B7/1404—Arrangements for supplying particulate material
    • B05B7/1472—Powder extracted from a powder container in a direction substantially opposite to gravity by a suction device dipped into the powder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/06—Valve parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/06—Valve parameters
    • F04B2201/0601—Opening times
    • F04B2201/06011—Opening times of the inlet valve only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/06—Valve parameters
    • F04B2201/0601—Opening times
    • F04B2201/06012—Opening times of the outlet valve only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a powder dense flow pump in the powder delivery mode and a corresponding powder dense flow pump.
  • the powder dense flow pump is in particular designed to convey powder, in particular coating powder, from a first powder reservoir to a second powder reservoir arranged downstream of the powder dense flow pump or to a powder spray coating gun or similar device for spraying coating powder arranged downstream of the powder dense flow pump.
  • the powder dense phase pump has at least one and preferably exactly one powder feed chamber with a powder inlet and a powder outlet, the powder inlet being assigned a powder inlet valve and the powder outlet being assigned a powder outlet valve, and the powder feed chamber having at least one air exchange opening for alternately pressurizing the powder feed chamber (for supply) of transport compressed air) or negative pressure (for sucking in powder).
  • powder in particular coating powder
  • powder is sucked in alternately from a first powder reservoir into the powder delivery chamber during a suction phase, and the powder previously sucked into the powder delivery chamber to a second, downstream of the during a subsequent ejection phase
  • Powder dense flow pump arranged powder reservoir or a device arranged downstream of the powder dense flow pump for spraying powder is ejected.
  • the powder inlet valve is at least temporarily open and the powder outlet valve is at least temporarily closed, while the powder feed chamber is at least temporarily subjected to a vacuum.
  • the powder inlet valve is at least temporarily closed and the powder outlet valve is at least temporarily opened, while the powder conveying chamber is at least temporarily pressurized in order to feed at least part of the transport compressed air required for conveying the powder into the powder path via the powder conveying chamber.
  • Dense phase powder pumps with this mode of operation are known at least in principle from the prior art.
  • the publication relates DE102013211536 or the EP 1 551 558 A1 a powder dense flow pump which has a first powder delivery chamber and a second powder delivery chamber arranged parallel to the first powder delivery chamber.
  • the two powder feed chambers of the powder dense flow pump known from this prior art are each delimited on the outside as well as on the delivery side by a mechanically operated pinch valve arrangement.
  • the powder hoses connected to the powder delivery chambers of the powder dense phase pump in the suction-side or delivery-side area of the powder dense flow pump can be deformed with a mechanically operated stamp in order to squeeze or open the hose section if necessary.
  • Each powder feed chamber, the powder dense flow pump known from this prior art is assigned a filter tube which limits the scope of the corresponding powder feed chamber.
  • the filter tube is permeable to air, but not to coating powder, and is surrounded by an annular chamber to which alternately negative pressure or compressed air can be connected.
  • coating powder can alternately be sucked into each powder conveying chamber or ejected from the corresponding powder conveying chamber by means of compressed air.
  • the two powder feed chambers arranged parallel to one another are operated in alternating phases, which means that one of the two powder feed chambers sucks coating powder through the powder inlet of the powder dense phase pump, while the other of the two powder feed chambers dispenses a coating powder portion previously sucked into the powder delivery chamber via the powder outlet of the powder dense phase pump.
  • Powder dense phase pumps with several, in particular two, powder feed chambers connected in parallel to one another are also known from the document WO 2005/005060 A2 , the publication DE 199 59 473 A1 and the publication EP 1 752 399 A1 known.
  • powder pumps designed as injectors were used, which are still used today for conveying coating powder.
  • powder pumps designed as injectors have the disadvantage that the powder pumps designed as injectors can usually only deliver a relatively small amount of coating powder per unit of time.
  • powder dense flow pumps of the type mentioned at the outset have become established in practice, in particular for those applications in which a relatively large amount of coating powder has to be conveyed per unit of time.
  • the quantity of powder conveyed by a powder dense flow pump per unit of time depends in particular on the size (volume) of the conveying chamber, on the frequency with which coating powder is sucked into the conveying chamber and then released again, on the strength of the vacuum which is applied to the powder conveying chamber, to suck powder from a powder reservoir into the powder feed chamber in a suction phase, from the opening period of the powder inlet valve during the suction phase (suction sub-cycle) and from the flow resistances in the powder lines upstream and in particular downstream of the powder dense flow pump.
  • the flow resistances are particularly dependent on the length and internal cross-section of the powder lines, mostly powder hoses.
  • the transport compressed air introduced into the powder conveying path in particular during the ejection phase via the powder conveying chamber of the powder dense flow pump, mixes only slightly with the powder to be conveyed, in particular coating powder, and pushes the powder forward of it from the powder conveying chamber through the powder outlet valve.
  • the object of the invention is to achieve, in the powder delivery mode of a powder dense flow pump of the type mentioned at the outset, a simple way to avoid or at least reduce powder accumulations and powder blockages, in particular on the powder inlet side of the powder delivery chamber of the powder dense flow pump, and here in the area of the powder inlet valve. This should apply in particular to those types of powder which tend to clump and / or adhere during the conveyance.
  • the powder dense flow pump having at least one and preferably exactly one powder delivery chamber with a powder inlet and a powder outlet, with a powder inlet valve being assigned to the powder inlet and a powder outlet valve being associated with the powder outlet.
  • the powder feed chamber has at least one air exchange opening for alternately pressurizing the powder feed chamber with overpressure (during an ejection phase) or underpressure (during a suction phase).
  • powder in particular coating powder
  • a first powder reservoir arranged downstream of the powder dense flow pump or to a device for spraying powder arranged downstream of the powder dense flow pump.
  • the powder inlet valve at the powder inlet of the powder feed chamber is at least temporarily open and the powder outlet valve at the powder outlet of the powder feed chamber is at least temporarily closed, while the powder feed chamber is at least temporarily pressurized in order to be able to suck the powder from the first powder reservoir.
  • the powder inlet valve at the powder inlet of the powder feed chamber is at least temporarily closed and the powder outlet valve at the powder outlet of the powder feed chamber is at least temporarily opened, while the powder feed chamber is at least temporarily pressurized in order to expel the amount of powder previously sucked into the powder feed chamber through the powder outlet of the powder feed chamber .
  • condition i If only the powder inlet valve is open during the predetermined or definable period of time of the ejection phase, which is preferably at the end of the ejection phase (condition i), "gentle" backwashing takes place due to the system back pressure.
  • the valve actuation also effectively prevents accumulation and aggregation of powder particles.
  • the powder outlet valve is preferably closed at least temporarily during the predetermined or definable period of time, the transport compressed air introduced during the ejection phase into the powder conveying chamber is redirected due to the pressurization. This increases the backwashing and thus leads to an improved cleaning effect.
  • the time period during which at least one of the conditions i) to iii) is present can preferably be set, in particular individually and independently for all conditions i) to iii).
  • the intensity of the influence of the corresponding conditions can be increased by correspondingly varying the time periods assigned to conditions i) to iii). This enables the powder feed process to be individually adapted to different types of powder.
  • the invention further relates to a powder dense flow pump for conveying coating powder from a first powder reservoir to a second powder reservoir arranged downstream or to a powder spray coating gun arranged downstream or the like device for spraying coating powder.
  • the powder dense flow pump has at least one and preferably exactly one single powder delivery chamber with a powder inlet and a powder outlet, a powder inlet valve being assigned to the powder inlet and a powder outlet valve being assigned to the powder outlet.
  • the powder feed chamber of the powder dense flow pump according to the invention has at least one air exchange opening, through which the powder feed chamber can be alternately pressurized or depressurized.
  • a control device is provided which is designed to control the powder inlet valve, the powder outlet valve and / or a device for applying a negative pressure or positive pressure to the powder feed chamber in such a way that the powder feed method according to the invention is realized or can be implemented.
  • the powder outlet and the powder outlet valve or the powder inlet and the powder inlet valve of the single powder delivery chamber or of each powder delivery chamber are arranged such that their powder passage extends in the longitudinal direction of the chamber, preferably axially to the chamber center line.
  • the powder inlet valve and the powder outlet valve used according to the invention are preferably pinch valves.
  • the valve channel is formed by a flexible, elastic hose, which can be compressed radially to close the valve, either by a mechanical element or by the pressure of compressed air in a pneumatic chamber which surrounds the hose on its outside.
  • the method provides that additional compressed air is fed in as additional transport compressed air at at least one point in the powder path after the powder outlet valve during cycle step a) or when changing from cycle step d) to cycle step a).
  • the invention also relates to a powder spray coating device having a powder dense flow pump of the invention.
  • At least one flow resistance is arranged in the powder flow path upstream or downstream of the powder dense flow pump, preferably a flow restrictor that can be changed with respect to the flow resistance.
  • This inventive idea has the advantage that even small powder flow quantities per unit of time can be delivered by the powder dense phase pump with relatively good compliance with a setpoint. The reason for this is that the flow resistance reduces the powder flow rate per unit of time, even if this keeps the transport compressed air flow rate per unit of time at such a high value that powder delivery in the powder dense flow pump and downstream of it is ensured without disadvantageous powder deposits in the Powder path arise.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment of a powder spray coating device 100, in which an embodiment of the powder dense stream pump 1 according to the invention for conveying powder (here: coating powder) from a first powder reservoir 101 to a powder spray coating gun 102 arranged downstream of the powder dense stream pump 1 is used.
  • the powder spray coating gun 102 instead of the powder spray coating gun 102, another device for spraying coating powder onto an object to be coated or a second powder reservoir can also be used.
  • the exemplary embodiment of the powder dense flow pump 1 according to the invention used there has a powder inlet 2 which is connected or connectable in terms of flow to a first powder reservoir 101 with the aid of a powder line 103, in particular with the aid of an intake pipe or the like.
  • a powder outlet 3 is provided at the opposite end region of the powder dense flow pump 1, which is connected or connectable with the aid of a powder line 104, in particular with the aid of a powder hose, to a coating powder inlet 105 of a powder spray coating gun 102.
  • both the powder inlet 2 and the powder outlet 3 of the powder dense flow pump 1 are each designed as a hose connector, to which the corresponding powder line 103 or 104 can be plugged and fixed with a hose clamp.
  • the powder inlet 2 or the powder outlet 3 are also possible.
  • the schematically shown powder dense flow pump 1 is designed as a single-chamber powder dense flow pump, with only a single powder feed chamber 4 being provided for conveying coating powder from the first powder reservoir 101 to the powder spray coating gun 102 or to another device for spray coating objects or to a further powder reservoir.
  • the invention is not restricted to such a powder dense phase pump designed as a single-chamber powder dense phase pump. Rather, the teachings according to the invention can also be used in a multi-chamber powder dense-flow pump, such as, for example, in a powder dense-flow pump, as described, for example, in the document EP 1 551 558 A1 is known
  • the (only) powder feed chamber 4 has a powder inlet 5 at a first end region, which points in the direction of the powder inlet 2 of the powder dense phase pump 1. Furthermore, the powder delivery chamber 4 has a powder outlet 6 pointing in the direction of the powder outlet 3 of the powder dense phase pump 1.
  • a powder inlet valve 7 is arranged directly adjacent to the powder inlet 5 of the powder feed chamber 4, specifically in such a way that this powder inlet valve 7 lies between the powder inlet 5 of the powder feed chamber 4 and the powder inlet 2 of the powder dense phase pump 1.
  • a powder outlet valve 8 is arranged directly adjacent to the powder outlet 6 of the powder delivery chamber 4.
  • the powder outlet valve 8 is not arranged at the powder outlet area of the powder dense flow pump 1, however, directly between the powder outlet 6 of the powder delivery chamber and the powder outlet 3 of the powder dense flow pump 1; rather is An additional compressed air inlet device 9 is arranged between the powder outlet valve 8 and the powder outlet 3 of the powder dense phase pump 1.
  • this additional compressed air inlet device 9 is used to feed additional transport compressed air as required into the powder path between the powder outlet valve 8 and the powder outlet 3 of the powder dense phase pump 1.
  • a further valve in particular a pinch valve, is provided between the additional compressed air inlet device 9 and the powder outlet 3 of the powder dense flow pump 1, which then takes over the function of the powder outlet valve, since it is located directly at the powder outlet 3 of the powder dense flow pump 1 is arranged.
  • the powder inlet 2 of the powder dense flow pump 1, the powder inlet valve 7, the powder inlet 5 of the powder feed chamber 4, the powder feed chamber 4, the powder outlet 6 of the powder feed chamber 4, the auxiliary compressed air inlet device 9 (provided in this exemplary embodiment) and the powder outlet 3 are located the powder dense flow pump 1 along a common longitudinal axis.
  • the powder inlet is the schematically shown exemplary embodiment of the powder dense flow pump 1 according to the invention 2 of the powder dense flow pump 1 is provided at the opposite end of the powder outlet 3 of the powder dense flow pump 1.
  • the structure and the mode of operation, in particular of the single powder conveying chamber 4 of FIG. 1 illustrated exemplary embodiment of the powder dense phase pump 1 described in more detail.
  • the powder conveying chamber 4 is formed between its powder inlet 5 and its powder outlet 6 by the cylindrical wall of a tubular filter 10, which is permeable to air, but not to coating powder, and can for example consist of sintered material.
  • the filter 10 designed as a filter tube is surrounded by an intermediate chamber 11, which is delimited on its outside by a housing 12 of the powder conveying chamber 4.
  • An air exchange opening 13 opens through the housing 12 and is connected in terms of flow to a control valve V1.
  • the powder conveying chamber 4 can alternately be supplied with transport compressed air from a compressed air supply line 50 or can be supplied with vacuum or vacuum from a vacuum source 52.
  • the schematically illustrated embodiment of the powder spray coating device 100 has the vacuum source 52 an injector 55, to which injector compressed air is fed from a compressed air supply line 54 or a compressed air source 58, for example via a pressure regulator 53 and a further control valve V2.
  • the powder outlet valve 8 arranged at the powder outlet 6 of the powder conveying chamber 4 is closed and that between the powder inlet 2 the powder inlet valve 1 and the powder inlet 5 of the powder feed chamber 4 arranged powder inlet valve 7 opened.
  • control valve V1 and The associated air exchange opening 13 connects the powder conveying chamber 4 to the vacuum source 52, so that a negative pressure is present in the powder conveying chamber 4 and coating powder can be sucked in from the first powder reservoir 101.
  • the powder inlet valve 7 is closed and the powder outlet valve 8 is opened, while the control valve V1 makes a flow connection of the air exchange opening 13 with the compressed air supply line 50, so that the powder portion previously sucked into the powder conveying chamber 4 during the suction phase is expelled through the open powder outlet valve 8 by means of the transport compressed air supplied via the air exchange opening 13.
  • a control device 90 is provided, which is designed, for example, in FIG FIG. 1 schematically shown powder dense flow pump 1, the valve V3 associated with the powder inlet valve 7, the valve V4 associated with the powder outlet valve 8, the valves V1 and V6 associated with the powder feed chamber 4, the valve V5 associated with the pressurized air inlet device 9 and / or the valve V2 associated with the injector 55 according to to control a predetermined or definable program sequence.
  • control device 90 is designed in such a way that the pulse frequency of the additional compressed air supplied to the additional compressed air inlet device 9 can be adjusted in accordance with at least one of the following types depending on the powder delivery frequency of the powder conveying chamber 4: for example manually adjustable and / or is preferably automatically controllable or preferably regulatable.
  • the additional compressed air pulse frequency can advantageously be increased with increasing powder delivery frequency and reduced with decreasing powder delivery frequency.
  • control device 90 can advantageously be designed such that by means of the additional compressed air quantity flowing through the additional compressed air inlet device 9 per unit of time can be adjusted in accordance with at least one of the following types depending on the amount of powder conveyed: for example manually adjustable and / or preferably automatically controllable or preferably regulatable.
  • the control device 90 of the powder dense flow pump 1 or of the powder spray coating device 100 can be designed for the aforementioned setting of the additional compressed air pulse frequency or for the aforementioned setting of the additional compressed air quantity, or for both settings.
  • the control device 90 can contain all control elements or two or more control devices can be provided. If it is desired to manually set the additional compressed air pulse frequency or the additional compressed air flow rate, a manual setting element can be provided for this.
  • the powder inlet valve 7 and the powder outlet valve 8 of the powder dense flow pump 1 according to the invention are each preferably designed as a pinch valve, since less coating powder can be deposited in pinch valves than in other valve types, and because powder deposits are caused by the air flow let them clean easily.
  • Pinch valves are valves that can be controlled by means of compressed air or by means of negative pressure. In principle, however, other controllable valves can also be used. Furthermore, it is also possible to use automatic valves instead of controllable valves, for example ball valves or flap valves, which are controlled by the differential pressure between the valve inlet side and the valve outlet side and thus automatically by the overpressure and underpressure which prevail in the powder feed chamber 4.
  • controllable valves for example ball valves or flap valves
  • control device 90 To control the operation of the powder dense flow pump 1, the already mentioned control device 90 is used, which is shown in FIG. 1 is indicated schematically.
  • the control device 90 is in particular designed to suitably control the individual controllable components of the powder dense flow pump 1, in particular the control valves V1, V2, V3, V4 and V5, and to coordinate their actuation.
  • a schematically illustrated embodiment of the powder dense flow pump 1 or powder spray coating device 100 according to the invention provides a further control valve V6, via which high pressure can be applied to the powder delivery chamber 4 in a cleaning cycle of the powder dense flow pump 1.
  • the control device 90 is preferably designed such that it opens the control valve V4 in preparation for the suction phase of the powder delivery chamber 4, so that the compressed air provided in the pressure accumulator 57 or from the compressed air source 58 via the compressed air supply line 56 and the air exchange opening 16 into the pressure chamber of the as Pinch valve trained powder outlet valve 8 is passed.
  • the flexible elastic hose of the powder outlet valve 8 designed as a pinch valve is squeezed together, as a result of which the powder path provided by the flexible elastic hose is closed by the powder outlet valve 8.
  • the control device 90 fluidically connects the air exchange opening 13 provided in the housing 12 of the powder conveying chamber 4 to the vacuum source 52 in order to generate a negative pressure inside the powder conveying chamber 4, so that coating powder is passed through the powder inlet 2 of the powder dense phase pump 1 and the (opened) powder inlet valve 7 and the powder inlet 5 of the powder feed chamber 4 can be sucked into the powder feed chamber 4.
  • the control device 90 to initiate the suction phase of the powder dense flow pump 1, the control device 90 generates a control signal for generating the negative pressure in the powder delivery chamber 4 at the same time as, or preferably by a predetermined delay time later than a control signal for opening the powder inlet valve 7, so that the build-up of the negative pressure in the powder feed chamber 4 begins at the earliest at the same time as the powder inlet valve 7 opens, preferably by the said predetermined delay time later than the opening of the powder inlet valve 7.
  • the predetermined delay time is preferably in the range between 0 ms and 50 ms for a feed cycle of the powder feed chamber 4 of approximately 200 ms.
  • the negative pressure in the powder conveying chamber 4 counteracts an opening movement of the powder inlet valve 7, in particular if this is a pinch valve, at least at the time when the opening movement of the powder inlet valve 7 begins, than in the prior art, where as a rule already exists opening of the powder inlet valve in the corresponding powder feed chamber, a pressure drop takes place.
  • the control valve V3 is then connected in terms of flow to the compressed air supply line 56, as a result of which an overpressure is applied in the pressure chamber 15.1 of the powder inlet valve 7 designed as a pinch valve, which causes the flexible elastic hose of the powder inlet valve 7 designed as a pinch valve to be squeezed together. In this way, the powder inlet valve 7 is closed.
  • the control valve V4 switches the air exchange opening 17 of the pressure chamber of the powder outlet valve 8, which is designed as a pinch valve, depressurized or vented the pressure chamber. Because of the elasticity of the hose of the powder outlet valve 8, which is designed as a pinch valve, the latter then immediately goes into its open state.
  • control valve V1 is switched with the aid of the control device 90 such that the air exchange opening 13 formed in the housing 12 of the powder conveying chamber 4 is connected in terms of flow to the compressed air source 58.
  • the compressed air then flows via the compressed air supply line 50, the control valve V1, the intermediate chamber 11 and the filter element 10 into the powder feed chamber 4 and drives the previously sucked powder portion out of the powder outlet 6 of the powder feed chamber 4.
  • the powder portion With the aid of the transport compressed air fed into the powder conveying chamber 4 via the compressed air supply line 50, the powder portion is transported further through the opened powder outlet valve 8, the filter tube channel 18 of the additional compressed air inlet device 9 and the powder outlet 3 of the powder dense phase pump 1.
  • the control device 90 is in particular also designed to pulse additional transport compressed air into the powder path between the powder outlet valve 8 and the powder outlet 3 of the powder dense phase pump via the additional compressed air inlet device 9 1 feed. It has proven to be an advantage here if the additional transport compressed air, which is fed into the powder path in pulses via the additional compressed air inlet device 9, is always fed in during the entire or during a predetermined or predeterminable partial period of the suction phase of the powder conveying chamber 4, in order in this way to effectively effect pulsations in to avoid or minimize the powder flow emitted by the powder dense flow pump 1.
  • control device 90 is designed to connect the air exchange opening 21 of the compressed air chamber 19 of the additional compressed air inlet device 9 to the compressed air source 58 in terms of flow whenever the powder outlet valve 8 is closed.
  • condition i If only the powder inlet valve is open during the predetermined or definable period of time of the ejection phase, which is preferably at the end of the ejection phase (condition i), "gentle" backwashing takes place due to the system back pressure.
  • the valve actuation also effectively prevents accumulation and aggregation of powder particles.
  • the powder outlet valve is preferably closed at least temporarily during the predetermined or definable period of time, the transport compressed air introduced during the ejection phase into the powder conveying chamber is redirected due to the pressurization. This increases the backwashing and thus leads to an improved cleaning effect.
  • This backwashing preferably takes place at the end of each ejection phase of coating powder from the powder conveying chamber 4. In this context, however, it is also conceivable that the backwashing does not take place during each discharge phase, but only as required or cyclically, in particular manually.
  • FIG. 2nd an exemplary embodiment of the funding method according to the invention described in more detail, which, for example, with the help of the control device 90 in the in FIG. 1 schematically illustrated embodiment of the powder dense phase pump 1 according to the invention can be realized.
  • FIG. 2nd shown schematically, as in an exemplary embodiment of the solution according to the invention with the aid of a control device 90, for example in FIG. 1 schematically shown powder dense flow pump 1, the valve V3 associated with the powder inlet valve 7, the valve V4 associated with the powder outlet valve 8, the valves V1 and V6 associated with the powder feed chamber 4, the valve V5 associated with the pressurized air inlet device 9, and the valve V2 associated with the injector 55.
  • the flow diagram shows a pump cycle consisting of a suction phase (suction half cycle) and a subsequent discharge phase (discharge half cycle).
  • the duration of the suction phase and the duration of the exhaust phase are the same or substantially the same.
  • the suction phase and the ejection phase should preferably each be no longer than 250 ms.
  • the intake phase or the exhaust phase is a total of 100 to 250 ms, preferably a total of 120 to 200 ms, and more preferably a total of 160 to 180 ms.
  • pump cycle of the powder dense phase pump pump cycle of the powder dense phase pump
  • This delayed application of a negative pressure in the powder feed chamber is shown in the time flow diagram in accordance with FIG. 2nd indicated in the first intake half cycle (left side).
  • the right side of the timing diagram according to FIG. 2nd shows the ejection half cycle in an exemplary embodiment of the solution according to the invention.
  • the powder inlet valve 7 is closed until time t1 and the powder outlet valve 8 is opened, while the powder feed chamber 4 is pressurized and transport compressed air is fed into the powder feed chamber 4.
  • the schematically illustrated embodiment of the powder dense flow pump 1 opens the powder inlet valve 7, closes the powder outlet valve 8 and interrupts the pressurization of the powder feed chamber 4 with excess pressure (the supply of transport compressed air). In this way it is achieved that at the end of the discharge phase the suction area of the powder dense flow pump is cleaned.
  • the powder inlet valve 7 and the powder outlet valve 8 no or only a very small amount of powder settles in the suction area of the powder dense phase pump 1 can, since the valve actuation also emits a pulse to the powder, thus effectively preventing the accumulation and aggregation of powder particles.
  • the powder inlet valve 7 is opened at the same time, the powder outlet valve 8 is closed and the application of excess pressure to the powder conveying chamber 4 is not to be understood as a restriction.
  • At least one of the conditions mentioned is initiated with a maximum of 50 ms and preferably a maximum of 30 ms before the (temporal) end of the output half cycle.

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Air Transport Of Granular Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Pulverdichtstrompumpe im Pulver-Fördermodus sowie eine entsprechende Pulverdichtstrompumpe.
  • Im Pulver-Fördermodus ist die Pulverdichtstrompumpe insbesondere ausgebildet, Pulver, insbesondere Beschichtungspulver, von einem ersten Pulverreservoir zu einem stromabwärts der Pulverdichtstrompumpe angeordneten zweiten Pulverreservoir oder einer stromabwärts der Pulverdichtstrompumpe angeordneten Pulversprühbeschichtungspistole oder dergleichen Einrichtung zum Versprühen von Beschichtungspulver zu fördern.
  • Hierzu weist die Pulverdichtstrompumpe mindestens eine und vorzugsweise genau eine Pulverförderkammer mit einem Pulvereinlass und einem Pulverauslass auf, wobei dem Pulvereinlass ein Pulvereinlassventil und dem Pulverauslass ein Pulverauslassventil zugeordnet ist, und wobei die Pulverförderkammer mindestens eine Luftaustauschöffnung aufweist zum wechselweisigen Beaufschlagen der Pulverförderkammer mit Überdruck (zum Zuführen von Transportdruckluft) oder Unterdruck (zum Ansaugen von Pulver). Im Pulver-Fördermodus der Pulverdichtstrompumpe wird abwechselnd während einer Ansaugphase Pulver, insbesondere Beschichtungspulver, von einem ersten Pulverreservoir in die Pulverförderkammer eingesaugt, und während einer anschließenden Ausstoßphase das zuvor in die Pulverförderkammer eingesaugte Pulver zu einem zweiten, stromabwärts der Pulverdichtstrompumpe angeordneten Pulverreservoir oder einer stromabwärts der Pulverdichtstrompumpe angeordneten Einrichtung zum Versprühen von Pulver ausgestoßen wird. Während der Ansaugphase ist das Pulvereinlassventil zumindest zeitweilig geöffnet und das Pulverauslassventil zumindest zeitweilig geschlossen, während die Pulverförderkammer zumindest zeitweilig mit Unterdruck beaufschlagt wird. Während der Ausstoßphase ist das Pulvereinlassventil zumindest zeitweilig geschlossen und das Pulverauslassventil zumindest zeitweilig geöffnet, während die Pulverförderkammer zumindest zeitweilig mit Überdruck beaufschlagt wird, um zumindest einen Teil der zum Fördern des Pulvers benötigten Transportdruckluft über die Pulverförderkammer in den Pulverweg einzuspeisen.
  • Pulverdichtstrompumpen (engl.: dense phase powder pumps) mit dieser Betriebsweise sind zumindest dem Prinzip nach aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Beispielsweise betrifft die Druckschrift DE102013211536 bzw. die EP 1 551 558 A1 eine Pulverdichtstrompumpe, welche eine erste Pulverförderkammer und eine parallel zur ersten Pulverförderkammer angeordnete zweite Pulverförderkammer aufweist. Die beiden Pulverförderkammern der aus diesem Stand der Technik bekannten Pulverdichtstrompumpe sind sowohl ansausseitig als auch förderseitig jeweils durch eine mechanisch betätigte Quetschventilanordnung begrenzt.
  • Im Einzelnen ist dabei vorgesehen, dass im ansaugseitigen bzw. förderseitigen Bereich der Pulverdichtstrompumpe die mit den Pulverförderkammern der Pulverdichtstrompumpe verbundenen Pulverschläuche mit einem mechanisch betätigten Stempel deformierbar sind, um den Schlauchabschnitt bei Bedarf abzuquetschen bzw. zu öffnen. Jeder Pulverförderkammer, der aus diesem Stand der Technik bekannten Pulverdichtstrompumpe ist ein Filterrohr zugeordnet, welches den Umfang der entsprechenden Pulverförderkammer begrenzt. Das Filterrohr ist für Luft, jedoch nicht für Beschichtungspulver durchlässig und von einer Ringkammer umgeben, an die wechselweise Unterdruck oder Druckluft anschließbar ist.
  • Dadurch kann in jede Pulverförderkammer wechselweise Beschichtungspulver eingesaugt oder mittels Druckluft aus der entsprechenden Pulverförderkammer ausgestoßen werden. Die beiden zueinander parallel angeordneten Pulverförderammern werden wechselphasig betrieben, was bedeutet, dass eine der beiden Pulverförderkammern Beschichtungspulver durch den Pulvereinlass der Pulverdichtstrompumpe ansaugt, während die andere der beiden Pulverförderkammern eine zuvor in die Pulverförderkammer angesaugt Beschichtungspulverportion über den Pulverauslass der Pulverdichtstrompumpe abgibt.
  • Pulverdichtstrompumpen mit mehreren, insbesondere zwei parallel zueinander geschalteten Pulverförderkammern sind auch aus der Druckschrift WO 2005/005060 A2 , der Druckschrift DE 199 59 473 A1 und der Druckschrift EP 1 752 399 A1 bekannt.
  • Die Verwendung von Pulverdichtstrompumpen zum Fördern von Beschichtungspulver zu entsprechenden Einrichtungen zum Versprühen von Beschichtungspulver, wie insbesondere Sprühbeschichtungspistolen, ist aus der Druckschrift DE 196 11 533 B4 , der Druckschrift WO 2004/087331 A1 und der Druckschrift EP 1 566 352 A2 bekannt.
  • Bevor die Verwendung von Pulverdichtstrompumpen zur Förderung von Beschichtungspulver bekannt wurde, wurden als Injektoren ausgebildete Pulverpumpen verwendet, welche auch heute noch zur Förderung von Beschichtungspulver eingesetzt werden. Im Unterschied zur Pulverdichtstrompumpe der eingangs genannten Art weisen als Injektoren ausgebildete Pulverpumpen jedoch den Nachteil auf, dass die mit als Injektoren ausgebildeten Pulverpumpen üblicherweise nur eine relativ geringe Menge an Beschichtungspulver pro Zeiteinheit fördern können.
  • Insofern haben sich Pulverdichtstrompumpen der eingangs genannten Art in der Praxis insbesondere für solche Anwendungen durchgesetzt, bei denen eine relativ große Menge an Beschichtungspulver pro Zeiteinheit zu fördern ist.
  • Die von einer Pulverdichtstrompumpe pro Zeiteinheit geförderte Pulvermenge ist insbesondere abhängig von der Größe (Volumen) der Förderkammer, von der Frequenz, mit welcher Beschichtungspulver in der Förderkammer eingesaugt und dann wieder abgegeben wird, von der Stärke des Vakuums, welches an die Pulverförderkammer angelegt wird, um in einer Ansaugphase Pulver aus einem Pulverreservoir in die Pulverförderkammer einzusaugen, von der Öffnungszeitdauer des Pulvereinlassventils während der Saugphase (Ansaug-Teilzyklus) und von den Strömungswiderständen in den Pulverleitungen stromaufwärts und insbesondere stromabwärts der Pulverdichtstrompumpe. Die Strömungswiderstände sind insbesondere von der Länge und dem Innenquerschnitt der Pulverleitungen, meistens Pulverschläuche, abhängig.
  • Die insbesondere während der Ausstoßphase über die Pulverförderkammer der Pulverdichtstrompumpe in den Pulverförderweg eingebrachte Transportdruckluft vermischt sich nur wenig mit dem zu fördernden Pulver, insbesondere Beschichtungspulver, und schiebt das Pulver vor sich her aus der Pulverförderkammer durch das Pulverauslassventil.
  • Im praktischen Gebrauch hat sich gezeigt, dass eine Pulverdichtstrompumpe, wie sie beispielsweise aus der Druckschrift EP 1 551 558 A1 bekannt ist, im Pulver-Fördermodus zu Verstopfungen neigt. Dies betrifft insbesondere die Pulvereinlassseite der Pulverdichtstrompumpe und hier das dort vorgesehene Pulvereinlassventil.
  • Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, im Pulver-Fördermodus einer Pulverdichtstrompumpe der eingangs genannten Art auf einfache Weise Pulveransammlungen und Pulververstopfungen insbesondere an der Pulvereinlassseite der Pulverförderkammer der Pulverdichtstrompumpe, und hier im Bereich des Pulvereinlassventils zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Dies soll insbesondere für solche Pulverarten gelten, die bei der Förderung zu Verklumpungen und/oder Anhaftungen neigen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben einer Pulverdichtstrompumpe gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 bzw. durch eine Pulverdichtstrompumpe gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 13 gelöst.
  • Demnach wird insbesondere ein Verfahren zum Betreiben einer Pulverdichtstrompumpe im Pulver-Fördermodus vorgeschlagen, wobei die Pulverdichtstrompumpe mindestens eine und vorzugsweise genau eine Pulverförderkammer mit einem Pulvereinlass und einem Pulverauslass aufweist, wobei dem Pulvereinlass ein Pulvereinlassventil und dem Pulverauslass ein Pulverauslassventil zugeordnet ist. Die Pulverförderkammer weist mindestens eine Luftaustauschöffnung auf zum wechselweisigen Beaufschlagen der Pulverförderkammer mit Überdruck (während einer Ausstoßphase) oder Unterdruck (während einer Ansaugphase). Im Pulver-Fördermodus wird während der Ansaugphase Pulver, insbesondere Beschichtungspulver, von einem ersten Pulverreservoir in die Pulverförderkammer eingesaugt und während einer an die Ansaugphase vorzugsweise unmittelbar anschließenden Ausstoßphase das zuvor eingesaugte Pulver zu einem zweiten, stromabwärts der Pulverdichtstrompumpe angeordneten Pulverreservoir oder einer stromabwärts der Pulverdichtstrompumpe angeordneten Einrichtung zum Versprühen von Pulver ausgestoßen.
  • Während der Ansaugphase ist das Pulvereinlassventil am Pulvereinlass der Pulverförderkammer zumindest zeitweilig geöffnet und das Pulverauslassventil am Pulverauslass der Pulverförderkammer zumindest zeitweilig geschlossen, während die Pulverförderkammer zumindest zeitweilig mit Unterdruck beaufschlagt wird, um so das Pulver aus dem ersten Pulverreservoir einsaugen zu können. Während des Ausstoßphase hingegen ist das Pulvereinlassventil am Pulvereinlass der Pulverförderkammer zumindest zeitweilig geschlossen und das Pulverauslassventil am Pulverauslass der Pulverförderkammer zumindest zeitweilig geöffnet, während die Pulverförderkammer zumindest zeitweilig mit Überdruck beaufschlagt wird, um so die zuvor in die Pulverförderkammer eingesaugte Pulvermenge über den Pulverauslass der Pulverförderkammer auszustoßen.
  • Um eine störende und somit unerwünschte Pulveransammlung (Pulveraggregation) und eine potentiell damit einhergehende Pulververstopfungen im Pulver-Fördermodus der Pulverdichtstrompumpe insbesondere beim Pulvereinlassventil der Pulverförderkammer wirksam verhindern zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass während einer vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitperiode mindestens einer Ausstoßphase einer Vielzahl von Pumpenzyklen, und vorzugsweise am zeitlichen Ende einer jeden Ausstoßphase mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
    1. i) das Pulvereinlassventil ist geöffnet;
    2. ii) das Pulverauslassventil ist geschlossen; und/oder
    3. iii) die Beaufschlagung der Pulverförderkammer mit Überdruck ist unterbrochen.
  • Auf diese Weise wird erreicht, dass während der Ausstoßphase, und insbesondere am Ende der Ausstoßphase eine Reinigung und/oder Rückspülung des Ansaugbereiches der Pulverdichtstrompumpe erfolgt. Insbesondere wird durch das Betätigen des Pulvereinlassventils und/oder des Pulverauslassventil bewirkt, dass sich kein oder nur eine sehr geringe Menge an Pulver im Ansaugbereiches der Pulverdichtstrompumpe absetzen kann, da durch die Ventilbetätigung auch ein Impuls an das Pulver abgegeben und so eine Akkumulation von Pulverpartikeln verhindert wird.
  • Wenn beispielsweise zusätzlich zu einer Ventilbetätigung auch noch Transportdruckluft in die Pulverförderkammer eingeleitet wird (durch Anlegen eines entsprechenden Überdruckes an der Pulverförderkammer), kann erreicht werden, dass auf der Pulvereingangsseite des Pulvereinlassventils ggf. vorhandene Pulverpartikel in die Pulverzufuhrleitung (Pulveransaugleitung) zurückgespült werden. Damit wird eine Pulveraggregation und damit einhergehende Verstopfung insbesondere des Pulvereinlassventils noch besser vermieden oder zumindest reduziert.
  • Wenn während der vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitperiode der Ausstoßphase, welche vorzugsweise am zeitlichen Ende des Ausstoßphase liegt, nur das Pulvereinlassventil geöffnet ist (Bedingung i) findet eine "sanfte" Rückspülung aufgrund des Systemgegendruckes statt. Insbesondere verhindert auch die Ventilbetätigung wirksam eine Akkumulation und Aggregation von Pulverpartikeln.
  • Wenn vorzugsweise zusätzlich hierzu das Pulverauslassventil zumindest zeitweilig während der vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitperiode geschlossen ist, erfolgt eine Umleitung der während der Ausstoßphase in die Pulverförderkammer aufgrund der Beaufschlagung mit Überdruck eingeleiteten Transportdruckluft. Dies verstärkt die Rückspülung und führt somit zu einem verbesserten Reinigungseffekt.
  • Vorzugsweise ist die Zeitperiode, während welcher mindestens eine der genannten Bedingungen i) bis iii) vorliegt, einstellbar und zwar insbesondere individuell und unabhängig für alle Bedingungen i) bis iii). Dadurch kann durch entsprechende Variation der den Bedingungen i) bis iii) zugeordneten Zeitperioden die Intensität des Einflusses der entsprechenden Bedingungen erhöht werden. Dies ermöglicht eine individuelle Anpassung des Pulverförderverfahrens an unterschiedliche Pulverarten.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Pulverdichtstrompumpe im Pulver-Fördermodus sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Pulverdichtstrompumpe zum Fördern von Beschichtungspulver von einem ersten Pulverreservoir zu einem zweiten stromabwärts angeordneten Pulverreservoir oder einer stromabwärts angeordneten Pulversprühbeschichtungspistole oder dergleichen Einrichtung zum Versprühen von Beschichtungspulver. Die Pulverdichtstrompumpe weist mindestens eine und vorzugsweise genau eine einzige Pulverförderkammer mit einem Pulvereinlass und einem Pulverauslass auf, wobei dem Pulvereinlass ein Pulvereinlassventil und dem Pulverauslass ein Pulverauslassventil zugeordnet ist. Die Pulverförderkammer der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe weist mindestens eine Luftaustauschöffnung auf, über welche die Pulverförderkammer wechselseitig mit Überdruck oder Unterdruck beaufschlagt werden kann. Darüber hinaus ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche ausgelegt ist, das Pulvereinlassventil, das Pulverauslassventil und/oder eine Einrichtung zum Anlegen eines Unterdruckes bzw. Überdruckes an der Pulverförderkammer derart anzusteuern, dass das erfindungsgemäße Pulverförderverfahren realisiert wird bzw. realisierbar ist..
  • Vorzugsweise sind bei der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe der Pulverauslass und das Pulverauslassventil bzw. der Pulvereinlass und das Pulvereinlassventil von der einzigen Pulverförderkammer oder von jeder Pulverförderkammer derart angeordnet, dass sich ihr Pulverdurchgangskanal in Kammerlängsrichtung erstreckt, vorzugsweise axial zur Kammermittellinie.
  • Das Pulvereinlassventil und das Pulverauslassventil, welches gemäß der Erfindung verwendet wird, sind vorzugsweise Quetschventile. Bei ihnen wird der Ventilkanal durch einen flexiblen, elastischen Schlauch gebildet, welcher zum Schließen des Ventils radial zusammendrückbar ist, entweder durch ein mechanisches Element oder durch den Druck von Druckluft in einer Pneumatikkammer, welche den Schlauch auf seiner Außenseite umgibt.
  • Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren den Verfahrensschritt des Bereitstellens einer Pulverdichtstrompumpe der zuvor genannten Art, und den Verfahrensschritt des Durchführens eines bestimmten Betriebszyklus aufweist, wobei dieser bestimmte Betriebszyklus folgende Zyklusschritte umfasst:
    1. a) Erzeugen eines Unterdruckes in der vorzugsweise einzigen Pulverförderkammer der Pulverdichtstrompumpe zum Einsaugen von Beschichtungspulver in die Pulverförderkammer durch ein geöffnetes Pulvereinlassventil der Pulverdichtstrompumpe, während das Pulverauslassventil der Pulverdichtstrompumpe geschlossen ist;
    2. b) Verschließen des Pulvereinlassventils und Öffnen des Pulverauslassventils;
    3. c) Einleiten von Druckgas in die Pulverförderkammer zum Abgeben des Beschichtungspulvers aus der Pulverförderkammer durch das offene Pulverauslassventil, während das Pulvereinlassventil geschlossen ist; und
    4. d) Verschließen des Pulverauslassventils und Öffnen des Pulvereinlassventils.
  • Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass beim Zyklusschritt a) oder beim Wechsel vom Zyklusschritt d) zum Zyklusschritt a) an mindestens einer Stelle in den Pulverweg nach dem Pulverauslassventil Zusatzdruckluft als zusätzliche Transportdruckluft eingespeist wird.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Pulversprühbeschichtungsvorrichtung, welche eine Pulverdichtstrompumpe der Erfindung aufweist.
  • Gemäß einem weiteren erfinderischen Gedanken ist in dem Pulverströmungsweg stromaufwärts oder stromabwärts der Pulverdichtstrompumpe mindestens ein Strömungswiderstand angeordnet, vorzugsweise eine bzgl. des Strömungswiderstandes veränderbare Strömungsdrossel. Dieser erfinderische Gedanke hat den Vorteil, dass auch kleine Pulverströmungsmengen pro Zeiteinheit mit relativ guter Einhaltung eines Sollwertes von der Pulverdichtstrompumpe gefördert werden können. Der Grund liegt darin, dass der Strömungswiderstand die Pulverströmungsmenge pro Zeiteinheit reduziert, auch wenn dadurch die Transportdruckluftströmungsmenge pro Zeiteinheit auf einem so hohen Wert gehalten wird, dass eine Pulverförderung in der Pulverdichtstrompumpe und stromabwärts von ihr sichergestellt ist, ohne dass in größeren Umfang nachteilige Pulverablagerungen im Pulverweg entstehen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten exemplarischen Ausführungsform beschrieben.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • FIG. 1
    eine Längsschnittdarstellung entlang des Pulverweges durch eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe; und
    FIG. 2
    ein zeitliches Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung einer exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pulverförderverfahrens.
  • Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den Figuren 1 und 2 exemplarische Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe bzw. des erfindungsgemäßen Pulverförderverfahrens beschrieben.
  • Im Einzelnen ist in FIG. 1 schematisch eine exemplarische Ausführungsform einer Pulversprühbeschichtungsvorrichtungen 100 dargestellt, in welcher eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 zum Fördern von Pulver (hier: Beschichtungspulver) von einem ersten Pulverreservoir 101 zu einer stromabwärts von der Pulverdichtstrompumpe 1 angeordneten Pulversprühbeschichtungspistole 102 zum Einsatz kommt. Anstelle der Pulversprühbeschichtungspistole 102 kann auch eine andere Einrichtung zum Versprühen von Beschichtungspulver auf ein zu beschichtendes Objekt oder ein zweites Pulverreservoir zum Einsatz kommen.
  • Wie in FIG. 1 schematisch dargestellt, weist die dort zum Einsatz kommende exemplarische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 einen Pulvereinlass 2 auf, der mit Hilfe einer Pulverleitung 103, insbesondere mit Hilfe eines Ansaugrohres oder dergleichen, strömungsmäßig mit einem ersten Pulverreservoir 101 verbunden oder verbindbar ist. Am entgegengesetzten Endbereich der Pulverdichtstrompumpe 1 ist ein Pulverauslass 3 vorgesehen, welcher mit Hilfe einer Pulverleitung 104, insbesondere mit Hilfe eines Pulverschlauches, mit einem Beschichtungspulvereinlass 105 einer Pulversprühbeschichtungspistole 102 verbunden bzw. verbindbar ist.
  • Im Einzelnen sind bei der in FIG. 1 schematisch dargestellten, exemplarischen Ausführungsform sowohl der Pulvereinlass 2 als auch der Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 jeweils als Schlauchanschlussstutzen ausgebildet, an den die entsprechende Pulverleitung 103 bzw. 104 aufsteckbar und mit einer Schlauchklemme fixierbar ist. Selbstverständlich kommen aber auch andere Ausführungsformen für den Pulvereinlass 2 bzw. den Pulverauslass 3 in Frage.
  • Die in FIG. 1 schematisch gezeigte Pulverdichtstrompumpe 1 ist als Ein-Kammer-Pulverdichtstrompumpe ausgebildet, wobei zur Förderung von Beschichtungspulver von dem ersten Pulverreservoir 101 zu der Pulversprühbeschichtungspistole 102 bzw. zu einer anderen Einrichtung zur Sprühbeschichtung von Gegenständen oder zu einem weiteren Pulverreservoir nur eine einzige Pulverförderkammer 4 vorgesehen ist.
  • Allerdings ist die Erfindung nicht auf eine solche als Ein-Kammer-Pulverdichtstrompumpe ausgebildete Pulverdichtstrompumpe beschränkt. Vielmehr sind die erfindungsgemäßen Lehren auch bei einer Mehr-Kammer-Pulverdichtstrompumpe anwendbar, wie etwa bei einer Pulverdichtstrompumpe, wie sie beispielsweise aus der Druckschrift EP 1 551 558 A1 bekannt ist
  • Bei der exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 gemäß FIG. 1 weist die (einzige) Pulverförderkammer 4 an einem ersten Endbereich einen Pulvereinlass 5 auf, welcher in Richtung des Pulvereinlasses 2 der Pulverdichtstrompumpe 1 zeigt. Ferner weist die Pulverförderkammer 4 einen in Richtung des Pulverauslasses 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 zeigenden Pulverauslass 6 auf. Am Pulvereinlass 5 der Pulverförderkammer 4 ist unmittelbar angrenzend ein Pulvereinlassventil 7 angeordnet, und zwar derart, dass dieses Pulvereinlassventil 7 zwischen dem Pulvereinlass 5 der Pulverförderkammer 4 und dem Pulvereinlass 2 der Pulverdichtstrompumpe 1 liegt. In gleicher Weise ist unmittelbar angrenzend an den Pulverauslass 6 der Pulverförderkammer 4 ein Pulverauslassventil 8 angeordnet.
  • Im Unterschied zu dem Pulvereinlassbereich der Pulverdichtstrompumpe 1 ist am Pulverauslassbereich der Pulverdichtstrompumpe 1 das Pulverauslassventil 8 jedoch nicht unmittelbar zwischen dem Pulverauslass 6 der Pulverförderkammer und dem Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 angeordnet; vielmehr ist zwischen dem Pulverauslassventil 8 und dem Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 noch eine Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 angeordnet.
  • Wie es anschließend näher beschrieben wird, dient diese Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 zum bedarfsweisen Einspeisen von zusätzlicher Transportdruckluft in den Pulverweg zwischen dem Pulverauslassventil 8 und dem Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1.
  • An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass es nicht zwingend erforderlich ist, überhaupt eine Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 vorzusehen bzw. die ggf. vorgesehene Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 zwischen dem Pulverauslassventil 8 und dem Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 anzuordnen.
  • Sollte jedoch eine Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 vorgesehen sein, so ist anzumerken, dass die mit dieser Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 erzielbaren Effekte, die nachfolgend näher beschrieben werden, sich auch dann realisieren, lassen wenn die Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 hinter dem Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 angeordnet ist.
  • Obwohl in FIG. 1 nicht dargestellt, ist bei vorteilhaften Realisierungen der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 zwischen der Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 und dem Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 noch ein weiteres Ventil, insbesondere Quetschventil vorgesehen, welches dann die Funktion des Pulverauslassventils übernimmt, da es unmittelbar am Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 angeordnet ist.
  • Wie es insbesondere aber der Darstellung in FIG. 1 entnommen werden kann, liegen der Pulvereinlass 2 der Pulverdichtstrompumpe 1, das Pulvereinlassventil 7, der Pulvereinlass 5 der Pulverförderkammer 4, die Pulverförderkammer 4, der Pulverauslass 6 der Pulverförderkammer 4, die (bei dieser exemplarischen Ausführungsform vorgesehene) Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 sowie der Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 entlang einer gemeinsamen Längsachse.
  • Mit anderen Worten, bei der in FIG. 1 schematisch gezeigten, exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 ist der Pulvereinlass 2 der Pulverdichtstrompumpe 1 am entgegengesetzten Ende des Pulverauslasses 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 vorgesehen.
  • Nachfolgend werden der Aufbau und die Funktionsweise insbesondere der einzigen Pulverförderkammer 4 der in FIG. 1 dargestellten exemplarischen Ausführungsform der Pulverdichtstrompumpe 1 näher beschrieben.
  • Wie es der Längsschnittdarstellung in FIG. 1 entnommen werden kann, ist die Pulverförderkammer 4 zwischen ihrem Pulvereinlass 5 und ihren Pulverauslass 6 durch die zylindrische Wand eines rohrartigen Filters 10 gebildet, welche für Luft, jedoch nicht für Beschichtungspulver durchlässig ist und beispielsweise aus Sintermaterial bestehen kann. Der als Filterrohr ausgebildete Filter 10 ist von einer Zwischenkammer 11 umgeben, die auf ihren Außenseite von einem Gehäuse 12 der Pulverförderkammer 4 begrenzt ist.
  • Durch das Gehäuse 12 mündet eine Luftaustauschöffnung 13, welche strömungsmäßig an ein Steuerventil V1 angeschlossen ist. Über das Steuerventil V1 ist die Pulverförderkammer 4 wechselweise mit Transportdruckluft aus einer Druckluftversorgungsleitung 50 versorgbar oder mit Vakuum bzw. Unterdruck einer Vakuumquelle 52 beaufschlagbar.
  • Bei der in FIG. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulversprühbeschichtungsvorrichtung 100 weist die Vakuumquelle 52 einen Injektor 55 auf, welchem Injektordruckluft von einer Druckluftversorgungsleitung 54 bzw. einer Druckluftquelle 58 , beispielsweise über einen Druckregler 53 und ein weiteres Steuerventil V2, zugeführt werden.
  • Um während einer Saugphase der Pulverdichtstrompumpe 1 über den Pulvereinlass 2 der Pulverdichtstrompumpe 1 aus dem ersten Pulverreservoir 101 Pulver, insbesondere Beschichtungspulver, in die Pulverförderkammer 4 einsaugen zu können, wird das am Pulverauslass 6 der Pulverförderkammer 4 angeordnete Pulverauslassventil 8 geschlossen und das zwischen dem Pulvereinlass 2 der Pulverdichtstrompumpe 1 und dem Pulvereinlass 5 der Pulverförderkammer 4 angeordnete Pulvereinlassventil 7 geöffnet.
  • Gleichzeitig mit dem Betätigen des Pulverauslassventils 8 und des Pulvereinlassventils 7 oder unmittelbar anschließend daran wird über das Steuerventil V1 und der damit verbundenen Luftaustauschöffnung 13 die Pulverförderkammer 4 mit der Vakuumquelle 52 verbunden, so dass in der Pulverförderkammer 4 ein Unterdruck anliegt und Beschichtungspulver aus dem ersten Pulverreservoir 101 eingesaugt werden kann.
  • Nach dem Einsaugen von Beschichtungspulver in die Pulverförderkammer 4 erfolgt ein Wechsel von der Saugphase zu der Ausstoßphase von Pulver, insbesondere Beschichtungspulver, aus der Förderkammer 4. Hierzu wird das Pulvereinlassventil 7 geschlossen und das Pulverauslassventil 8 geöffnet, während das Steuerventil V1 eine strömungsmäßige Verbindung der Luftaustauschöffnung 13 mit der Druckluftversorgungsleitung 50 bereitstellt, so dass die während der Saugphase in die Pulverförderkammer 4 zuvor eingesaugte Pulverportion mittels der über die Luftaustauschöffnung 13 zugeführten Transportdruckluft durch das offene Pulverauslassventil 8 ausgestoßen wird.
  • Gemäß der Erfindung ist eine Steuereinrichtung 90 vorgesehen, welche ausgebildet ist, bei beispielsweise der in FIG. 1 schematisch dargestellten Pulverdichtstrompumpe 1 das dem Pulvereinlassventil 7 zugeordnete Ventil V3, das dem Pulverauslassventil 8 zugeordnete Ventil V4, die der Pulverförderkammer 4 zugeordneten Ventile V1 und V6, das der Überdruckluft-Einlassvorrichtung 9 zugeordnete Ventil V5 und/oder das dem Injektor 55 zugeordnet Ventil V2 gemäß einem vorab festgelegten oder festlegbaren Programmablauf anzusteuern.
  • Eine exemplarische Ausführungsform für solch einen Programmablauf wird später im Zusammenhang mit dem in FIG. 2 gezeigten Ablaufdiagramm beschrieben.
  • Gemäß einem weiteren, vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist die Steuereinrichtung 90 derart ausgebildet, dass die Pulsfrequenz der der Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 zugeführten Zusatzdruckluft in Abhängigkeit von der Pulverabgabefrequenz der Pulverförderkammer 4 nach mindestens einer der folgenden Arten einstellbar ist: beispielsweise manuell einstellbar ist und/oder vorzugsweise automatisch steuerbar oder vorzugsweise regelbar ist. In vorteilhafter Weise kann dadurch die Zusatzdruckluft-Pulsfrequenz mit zunehmender Pulverabgabefrequenz erhöht und mit abnehmender Pulverabgabefrequenz reduziert werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinrichtung 90 in vorteilhafter Weise derart ausgebildet sein, dass mittels ihr die pro Zeiteinheit durch die Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 hindurchströmende Zusatzdruckluftmenge in Abhängigkeit von der geförderten Pulvermenge nach mindestens einer der folgenden Arten einstellbar ist: beispielsweise manuell einstellbar ist und/oder vorzugsweise automatisch steuerbar oder vorzugsweise regelbar ist.
  • Die Steuereinrichtung 90 der Pulverdichtstrompumpe 1 bzw. der Pulversprühbeschichtungsvorrichtung 100 kann zur genannten Einstellung der Zusatzdruckluft-Pulsfrequenz oder zu der genannten Einstellung der Zusatzdruckluftmenge, oder für beide Einstellungen ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 90 kann alle Steuerelemente enthalten oder es können zwei oder mehr Steuereinrichtungen vorgesehen werden. Falls es erwünscht ist, die Zusatzdruckluft-Pulsfrequenz oder die Zusatzdruckluft-Strömungsmenge manuell einzustellen, kann hierfür jeweils ein manuelles Einstellelement vorgesehen werden.
  • Wie bereits angedeutet, ist das Pulvereinlassventil 7 und das Pulverauslassventil 8 der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 jeweils vorzugsweise als Quetschventil (engl.: pinch valve) ausgeführt, da sich in Quetschventilen weniger Beschichtungspulver ablagern kann als in anderen Ventilarten, und weil sich Pulverablagerungen durch die Luftströmung in ihnen leicht reinigen lassen.
  • Quetschventile sind mittels Druckluft oder mittels Unterdruck steuerbare Ventile. Vom Prinzip her sind jedoch auch andere steuerbare Ventile verwendbar. Ferner besteht auch die Möglichkeit, anstelle von steuerbaren Ventilen selbsttätige Ventile zu verwenden, beispielsweise Kugelventile oder Klappenventile, welche durch den Differenzdruck zwischen der Ventileinlassseite und der Ventilauslassseite und damit automatisch von dem Überdruck und Unterdruck gesteuert werden, welcher in der Pulverförderkammer 4 herrscht.
  • Zur Steuerung des Betriebes der Pulverdichtstrompumpe 1 kommt die bereits erwähnte Steuereinrichtung 90 zum Einsatz, welche in FIG. 1 schematisch angedeutet ist. Die Steuereinrichtung 90 ist insbesondere ausgebildet, die einzelnen ansteuerbaren Komponenten der Pulverdichtstrompumpe 1, insbesondere die Steuerventile V1, V2, V3, V4 und V5, geeignet anzusteuern und deren Betätigung zu koordinieren.
  • Bei der in FIG. 1 schematisch dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 bzw. Pulversprühbeschichtungsvorrichtung 100 ist noch ein weiteres Steuerventil V6 vorgesehen, über welches in einem Reinigungszyklus der Pulverdichtstrompumpe 1 die Pulverförderkammer 4 mit Hochdruck beaufschlagbar ist.
  • Die Steuereinrichtung 90 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese zur Vorbereitung der Saugphase der Pulverförderkammer 4 das Steuerventil V4 öffnet, so dass die in dem Druckspeicher 57 bzw. von der Druckluftquelle 58 bereitgestellte Druckluft über die Druckluftversorgungsleitung 56 und der Luftaustauschöffnung 16 in die Druckkammer des als Quetschventil ausgebildeten Pulverauslassventils 8 geleitet wird. Als Folge hiervon wird der flexible elastische Schlauch des als Quetschventil ausgebildeten Pulverauslassventils 8 zusammengequetscht, infolgedessen der von dem flexiblen elastischen Schlauch bereitgestellte Pulverweg durch das Pulverauslassventil 8 geschlossen wird.
  • Mit dem Schließen des Pulverauslassventils 8 wird mit Hilfe der Steuereinrichtung 90 die in dem Gehäuse 12 der Pulverförderkammer 4 vorgesehene Luftaustauschöffnung 13 strömungsmäßig mit der Vakuumquelle 52 verbunden, um im Inneren der Pulverförderkammer 4 einen Unterdruck zu erzeugen, so dass Beschichtungspulver über den Pulvereinlass 2 der Pulverdichtstrompumpe 1 und das (geöffnete) Pulvereinlassventil 7 sowie den Pulvereinlass 5 der Pulverförderkammer 4 in die Pulverförderkammer 4 eingesaugt werden kann.
  • Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird zum Initiieren der Saugphase der Pulverdichtstrompumpe 1 von der Steuereinrichtung 90 ein Steuersignal zum Erzeugen des Unterdruckes in der Pulverförderkammer 4 frühestens gleichzeitig wie, oder vorzugsweise um eine vorbestimmte Verzögerungszeit später als ein Steuersignal zum Öffnen des Pulvereinlassventils 7 erzeugt, so dass der Aufbau des Unterdruckes in der Pulverförderkammer 4 frühestens gleichzeitig mit dem Öffnen des Pulvereinlassventils 7 beginnt, vorzugsweise um die genannte vorbestimmte Verzögerungszeit später als das Öffnen des Pulvereinlassventils 7. Die vorbestimmte Verzögerungszeit liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0 ms und 50 ms bei einem Förderzyklus der Pulverförderkammer 4 von ungefähr 200 ms.
  • Dadurch wird erreicht, dass der Unterdruck in der Pulverförderkammer 4 einer Öffnungsbewegung des Pulvereinlassventils 7, insbesondere wenn dieses ein Quetschventil ist, mindestens zum Zeitpunkt des Beginns der Öffnungsbewegung des Pulvereinlassventils 7, weniger stark entgegenwirkt als beim Stand der Technik, wo in der Regel bereits vor dem Öffnen des Pulvereinlassventils in der entsprechenden Pulverförderkammer eine Druckabsenkung stattfindet.
  • Anschließend wird das Steuerventil V3 strömungsmäßig mit der Druckluftversorgungsleitung 56 verbunden, infolgedessen ein Überdruck in der Druckkammer 15.1 des als Quetschventil ausgebildeten Pulvereinlassventils 7 angelegt wird, der ein Zusammenquetschen des flexiblen elastischen Schlauches des als Quetschventil ausgebildeten Pulvereinlassventils 7 bewirkt. Auf diese Weise wird das Pulvereinlassventil 7 geschlossen.
  • Das Steuerventil V4 schaltet die Luftaustauschöffnung 17 der Druckkammer des als Quetschventil ausgebildeten Pulverauslassventils 8 drucklos bzw. entlüftet die Druckkammer. Aufgrund der Elastizität des Schlauches des als Quetschventil ausgebildeten Pulverauslassventils 8 geht dieses dann unmittelbar in seinen geöffneten Zustand über.
  • In diesem Augenblick oder unmittelbar danach wird mit Hilfe der Steuereinrichtung 90 das Steuerventil V1 derart geschaltet, dass die in dem Gehäuse 12 der Pulverförderkammer 4 ausgebildete Luftaustauschöffnung 13 strömungsmäßig mit der Druckluftquelle 58 verbunden wird. Die Druckluft strömt dann über die Druckluftversorgungsleitung 50, das Steuerventil V1, die Zwischenkammer 11 und das Filterelement 10 in die Pulverförderkammer 4 und treibt die zuvor eingesaugte Pulverportion aus den Pulverauslass 6 der Pulverförderkammer 4 aus.
  • Mit Hilfe der über die Druckluftversorgungsleitung 50 in die Pulverförderkammer 4 eingespeisten Transportdruckluft wird die Pulverportion weiter durch das geöffnete Pulverauslassventil 8, den Filterrohrkanal 18 der Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 und den Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 transportiert.
  • Die Steuereinrichtung 90 ist insbesondere auch ausgelegt, um über die Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 pulsweise Zusatz-Transportdruckluft in den Pulverweg zwischen dem Pulverauslassventil 8 und dem Pulverauslass 3 der Pulverdichtstrompumpe 1 einzuspeisen. Hierbei hat es sich als Vorteil erwiesen, wenn die über die Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 pulsweise in den Pulverweg eingespeiste Zusatz-Transportdruckluft immer während der gesamten oder während einer vorbestimmten oder vorbestimmbaren Teilperiode der Saugphase der Pulverförderkammer 4 eingespeist wird, um auf diese Weise wirksam Pulsationen in dem von der Pulverdichtstrompumpe 1 abgegebenen Pulverstrom zu vermeiden bzw. zu minimieren.
  • Im Einzelnen ist zu diesem Zweck die Steuereinrichtung 90 ausgeführt, die Luftaustauschöffnung 21 der Druckluftkammer 19 der Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung 9 immer dann mit der Druckluftquelle 58 strömungsmäßig zu verbinden, wenn das Pulverauslassventil 8 geschlossen ist.
  • Um während der Pulverförderung (im Pulverfördermodus der Pulverdichtstrompumpe 1) insbesondere auch bei Pulverarten, die dazu neigen, zu verklumpen bzw. zu Verstopfungen zu führen, wirksam eine Pulveraggregation und eine möglicherweise damit einhergehende Verstopfung des Pulvereinlassventils 7 verhindern oder zumindest die Gefahr einer Verstopfung reduzieren zu können, ist bei der exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 vorgesehen, dass während einer vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitperiode in mindestens einer Ausstoßphase einer Vielzahl von Pumpenzyklen, und vorzugsweise am zeitlichen Ende einer jeden Ausstoßphase mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
    1. i) das Pulvereinlassventil 7 ist geöffnet;
    2. ii) das Pulverauslassventil 8 ist geschlossen; und/oder
    3. iii) die Beaufschlagung der Pulverförderkammer 4 mit Überdruck ist unterbrochen.
  • Auf diese Weise wird erreicht, dass während der Ausstoßphase, und insbesondere am Ende der Ausstoßphase eine Reinigung und/oder Rückspülung des Ansaugbereiches der Pulverdichtstrompumpe 1 erfolgt. Insbesondere wird durch das Betätigen des Pulvereinlassventils 7 und/oder des Pulverauslassventil 8 bewirkt, dass sich kein oder nur eine sehr geringe Menge an Pulver im Ansaugbereiches der Pulverdichtstrompumpe 1 absetzen kann, da durch die Ventilbetätigung auch ein Impuls an das Pulver abgegeben und so eine Akkumulation von Pulverpartikeln verhindert wird.
  • Wenn beispielsweise zusätzlich zu einer Ventilbetätigung auch noch Transportdruckluft in die Pulverförderkammer 4 eingeleitet wird (durch Anlegen eines entsprechenden Überdruckes an der Pulverförderkammer 4), kann erreicht werden, dass auf der Pulvereingangsseite des Pulvereinlassventils ggf. vorhandene Pulverpartikel in die Pulverzufuhrleitung (Pulveransaugleitung) zurückgespült werden. Damit wird eine Pulveraggregation und damit einhergehende Verstopfung insbesondere des Pulvereinlassventils noch besser vermieden oder zumindest reduziert.
  • Wenn während der vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitperiode der Ausstoßphase, welche vorzugsweise am zeitlichen Ende des Ausstoßphase liegt, nur das Pulvereinlassventil geöffnet ist (Bedingung i) findet eine "sanfte" Rückspülung aufgrund des Systemgegendruckes statt. Insbesondere verhindert auch die Ventilbetätigung wirksam eine Akkumulation und Aggregation von Pulverpartikeln.
  • Wenn vorzugsweise zusätzlich hierzu das Pulverauslassventil zumindest zeitweilig während der vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitperiode geschlossen ist, erfolgt eine Umleitung der während der Ausstoßphase in die Pulverförderkammer aufgrund der Beaufschlagung mit Überdruck eingeleiteten Transportdruckluft. Dies verstärkt die Rückspülung und führt somit zu einem verbesserten Reinigungseffekt.
  • Diese Rückspülung findet vorzugsweise am Ende einer jeden Ausstoßphase von Beschichtungspulver aus der Pulverförderkammer 4 statt. Denkbar in diesem Zusammenhang ist es aber auch, dass die Rückspülung nicht bei jeder Ausstoßphase, sondern nur bedarfsweise oder zyklisch, insbesondere manuell veranlasst, erfolgt.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf das zeitliche Ablaufdiagramm gemäß FIG. 2 eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Förderverfahrens näher beschrieben, welches beispielsweise mit Hilfe der Steuereinrichtung 90 bei der in FIG. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 realisierbar ist.
  • Im Einzelnen ist in dem Ablaufdiagramm gemäß FIG. 2 schematisch dargestellt, wie bei einer exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung mit Hilfe einer Steuereinrichtung 90 bei beispielsweise der in FIG. 1 schematisch dargestellten Pulverdichtstrompumpe 1 das dem Pulvereinlassventil 7 zugeordnete Ventil V3, das dem Pulverauslassventil 8 zugeordnete Ventil V4, die der Pulverförderkammer 4 zugeordneten Ventile V1 und V6, das der Überdruckluft-Einlassvorrichtung 9 zugeordnete Ventil V5 und das dem Injektor 55 zugeordnet Ventil V2 angesteuert werden.
  • Das Ablaufdiagramm zeigt dabei einen Pumpenzyklus bestehend aus einer Saugphase (Ansaug-Halbzyklus) und einer anschließenden Ausstoßphase (Ausstoß-Halbzyklus).
  • Bei der exemplarischen Ausführungsform sind die Zeitdauer der Ansaugphase und die Zeitdauer der Ausstoßphase gleich bzw. im Wesentlichen gleich. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, für die Ansaugphase und die Ausstoßphase unterschiedliche Zeitdauern zu wählen.
  • Um auch bei einer Pulverdichtstrompumpe 1, die - wie in FIG. 1 schematisch angedeutet - nur eine einzige Pulverförderkammer 4 aufweist, Pulsationen im abgegebenen Pulverstrom zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, sollte die Ansaugphase und die Ausstoßphase vorzugsweise jeweils nicht länger als 250 ms betragen. Insbesondere ist gemäß Weiterbildungen der Erfindung vorgesehen, dass die Ansaugphase bzw. die Ausstoßphase insgesamt jeweils 100 bis 250 ms, vorzugsweise insgesamt jeweils 120 bis 200 ms, und noch bevorzugter insgesamt 160 bis 180 ms beträgt.
  • Zur Verkürzung der Reaktionszeit der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 und somit zum Erhöhen der Förderfrequenz dieser ist gemäß einem Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass während der Saugphase der Pulverförderkammer ein Unterdruck in der Pulverförderkammer 4 frühestens gleichzeitig wie, oder vorzugsweise um eine bestimmte Verzögerungszeit später als ein Steuersignal zum Öffnen des am Pulvereinlass der Pulverförderkammer angeordneten Pulvereinlassventils angelegt wird, so dass der Aufbau des Unterdrucks in der Pulverförderkammer 4 frühestens gleichzeitig mit dem Öffnen des Pulvereinlassventils beginnt, vorzugsweise aber um die genannte vorbestimmte Verzögerungszeit später als das Öffnen des Pulvereinlassventils. Die vorbestimmte Verzögerungszeit liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0 ms und 50 ms bei einem Förderzyklus der Pulverförderkammer (= Pumpenzyklus der Pulverdichtstrompumpe) von ungefähr 200 ms. Dieses Beispiel schließt jedoch nicht aus, andere Verzögerungszeiten und Zykluszeiten für die Pulverdichtstrompumpe zu verwenden.
  • Dadurch, dass bei vorteilhaften Realisierungen der erfindungsgemäßen Lösung während der Saugphase der Pulverdichtstrompumpe in der Pulverförderkammer erst dann ein Unterdruck angelegt wird, wenn bereits das Pulvereinlassventil geöffnet ist bzw. frühestens gleichzeitig mit dem Öffnen des Pulvereinlassventils, kann erreicht werden, dass der Unterdruck in der Pulverförderkammer eine Öffnungsbewegung des Pulvereinlassventils, insbesondere wenn dieses als Quetschventils ausgeführt ist, zumindest zum Zeitpunkt des Beginns der Öffnungsbewegung des Pulvereinlassventils weniger stark entgegenwirkt als bei aus dem Stand der Technik bekannten Pulverdichtstrompumpen ausgebildeten Lösungen.
  • Dieses verzögerte Anlegen eines Unterdrucks in der Pulverförderkammer ist in dem zeitlichen Ablaufdiagramm gemäß FIG. 2 in dem ersten Ansaug-Halbzyklus (linke Seite) angedeutet.
  • Die rechte Seite des zeitlichen Ablaufdiagramms gemäß FIG. 2 zeigt den Ausstoß-Halbzyklus bei einer exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung.
  • Wie in FIG. 2 exemplarisch dargestellt, ist während des Ausstoß-Halbzyklus (Ausstoßphase) das Pulvereinlassventil 7 bis zum Zeitpunkt t1 geschlossen und das Pulverauslassventil 8 geöffnet, während die Pulverförderkammer 4 mit Überdruck beaufschlagt und Transportdruckluft in die Pulverförderkammer 4 eingespeist wird.
  • Zum Zeitpunkt t1 wird dann beispielsweise bei der in FIG. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulverdichtstrompumpe 1 das Pulvereinlassventil 7 geöffnet, das Pulverauslassventil 8 geschlossen und die Beaufschlagung der Pulverförderkammer 4 mit Überdruck (das Zuführen von Transportdruckluft) unterbrochen. Auf diese Weise wird erreicht, dass am Ende der Ausstoßphase eine Reinigung des Ansaugbereiches der Pulverdichtstrompumpe erfolgt. Insbesondere wird durch das Betätigen des Pulvereinlassventils 7 und des Pulverauslassventil 8 bewirkt, dass sich kein oder nur eine sehr geringe Menge an Pulver im Ansaugbereiches der Pulverdichtstrompumpe 1 absetzen kann, da durch die Ventilbetätigung auch ein Impuls an das Pulver abgegeben und so eine Akkumulation und Aggregation von Pulverpartikeln wirksam verhindert wird.
  • Wenn beispielsweise zusätzlich zu einer Ventilbetätigung auch noch Transportdruckluft in die Pulverförderkammer eingeleitet wird (durch Anlegen eines entsprechenden Überdruckes an der Pulverförderkammer), kann erreicht werden, dass auf der Pulvereingangsseite des Pulvereinlassventils ggf. vorhandene Pulverpartikel in die Pulverzufuhrleitung (Pulveransaugleitung) zurückgespült werden. Damit wird eine Pulveraggregation und damit einhergehende Verstopfung insbesondere des Pulvereinlassventils noch besser vermieden oder zumindest reduziert.
  • Obgleich bei der in FIG. 2 gezeigten Ausführungsform zeitgleich das Pulvereinlassventil 7 geöffnet, das Pulverauslassventil 8 geschlossen und die Beaufschlagung der Pulverförderkammer 4 mit Überdruck unterbrochen werden, ist dies nicht als Einschränkung zu verstehen. Selbstverständlich ist es denkbar, die jeweiligen Zeitpunkte zum Öffnen des Pulvereinlassventils 7, zum Schließen des Pulverauslassventils 8 und/oder zum Unterbrechen der Beaufschlagung der Pulverförderkammer 4 mit Überdruck unterschiedlich am Ende der Ausstoßphase zu wählen.
  • Auch ist es nicht zwingend erforderlich, dass am Ende der Ausstoßphase alle der genannten Bedingungen (Pulvereinlassventil 7 ist geöffnet; Pulverauslassventil 8 ist geschlossen; Beaufschlagung der Pulverförderkammer 4 mit Überdruck ist unterbrochen) vorliegen.
  • Gemäß bevorzugten Realisierungen der erfindungsgemäßen Lösung wird mindestens eine der genannten Bedingungen mit maximal 50 ms und vorzugsweise maximal 30 ms vor dem (zeitlichen) Ende des Ausstoß-Halbzyklus initiiert.
  • Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren schematisch dargestellten exemplarischen Ausführungsbeispielen beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Pulverdichtstrompumpe (1) in einem PulverFördermodus, wobei die Pulverdichtstrompumpe (1) mindestens eine und vorzugsweise genau eine Pulverförderkammer (4) mit einem Pulvereinlass und einem Pulverauslass aufweist, wobei dem Pulvereinlass ein Pulvereinlassventil (7) und dem Pulverauslass ein Pulverauslassventil (8) zugeordnet ist, und wobei die Pulverförderkammer (4) mindestens eine Luftaustauschöffnung (13) aufweist zum wechselweisigen Beaufschlagen der Pulverförderkammer (4) mit Überdruck oder Unterdruck,
    wobei im Pulver-Fördermodus der Pulverdichtstrompumpe (1) abwechselnd während einer Ansaugphase Pulver, insbesondere Beschichtungspulver, von einem ersten Pulverreservoir (101) in die Pulverförderkammer (4) eingesaugt wird, und während einer anschließenden Ausstoßphase das zuvor eingesaugte Pulver zu einem zweiten, stromabwärts der Pulverdichtstrompumpe (1) angeordneten Pulverreservoir oder einer stromabwärts der Pulverdichtstrompumpe (1) angeordneten Einrichtung zum Versprühen von Pulver ausgestoßen wird,
    wobei während der Ansaugpase das Pulvereinlassventil (7) zumindest zeitweilig geöffnet und das Pulverauslassventil (8) zumindest zeitweilig geschlossen ist, während die Pulverförderkammer (4) zumindest zeitweilig mit Unterdruck beaufschlagt wird,
    wobei während der Ausstoßphase das Pulvereinlassventil (7) zumindest zeitweilig geschlossen und das Pulverauslassventil (8) zumindest zeitweilig geöffnet ist, während die Pulverförderkammer (4) zumindest zeitweilig mit Überdruck beaufschlagt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    während einer vorab festlegbaren oder festgelegten Zeitperiode in mindestens einer Ausstoßphase einer Vielzahl von Pumpenzyklen mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
    i) das Pulvereinlassventil (7) ist geöffnet;
    ii) das Pulverauslassventil (8) ist geschlossen; und/oder
    iii) die Beaufschlagung der Pulverförderkammer (4) mit Überdruck ist unterbrochen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    wobei am zeitlichen Ende einer jeden Ausstoßphase mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
    i) das Pulvereinlassventil (7) ist geöffnet;
    ii) das Pulverauslassventil (8) ist geschlossen; und/oder
    iii) die Beaufschlagung der Pulverförderkammer (4) mit Überdruck ist unterbrochen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei während der vorab festlegbaren oder festgelegten Zeitperiode am zeitlichen Ende des Ausstoßphase alle Bedingungen i) bis iii) vorliegen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    wobei die Ansaugphase und/oder die Ausstoßphase jeweils insgesamt 100 bis 250 ms, vorzugsweise jeweils insgesamt 120 bis 200 ms und noch bevorzugter jeweils insgesamt 160 bis 180 ms dauert.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    wobei die Zeitdauer der Ansaugphase und die Zeitdauer des Ausstoßphase gleich sind.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    wobei die Zeitdauer der Ansaugphase und/oder die Zeitdauer des Ausstoßphase einstellbar sind/ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    wobei die Zeitperiode, während welcher mindestens eine der Bedingungen i) bis iii) vorliegt, maximal 50 ms und vorzugsweise maximal 30 ms beträgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    wobei die Zeitperiode, während welcher mindestens eine der Bedingungen i) bis iii) vorliegt, einstellbar ist, vorzugsweise individuell jeweils für alle Bedingungen i) bis iii).
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    wobei während der Ansaugphase das Pulvereinlassventil (7) für eine erste Zeitperiode geschlossen, für eine an die erste Zeitperiode anschließende zweite Zeitperiode geöffnet und für eine an die zweite Zeitperiode anschließende dritte Zeitperiode wieder geschlossen ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    wobei die erste und/oder dritte Zeitperiode 10 bis 50 ms, vorzugsweise 20 bis 40 ms und noch bevorzugter etwa 30 ms dauern/dauert; und/oder
    wobei die zweite Zeitperiode 80 bis 150 ms, vorzugsweise 100 bis 130 ms und noch bevorzugter etwa 120 ms dauert.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
    wobei die Zeitdauer der ersten, zweiten und/oder dritten Zeitperiode der Ansaugphase einstellbar sind/ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    wobei während der gesamten Ansaugphase das Pulverauslassventil (8) geschlossen ist; und/oder
    wobei während der gesamten Ansaugphase die Pulverförderkammer (4) mit Unterdruck beaufschlagt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    wobei die Pulverdichtstrompumpe (1) ferner eine Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung (9) aufweist, welche an mindestens einer Stelle in den Pulverweg nach dem Pulverauslassventil (8) mündet zum bedarfsweisen Zuführen von Zusatzdruckluft als zusätzliche Transportdruckluft, und
    wobei das Verfahren ferner die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
    - während der Ansaugphase wird von der Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung (9) zumindest zeitweilig Zusatzdruckluft als zusätzliche Transportdruckluft in den Pulverweg eingespeist; und
    - während vorzugsweise der gesamten Ausstoßphase wird von der Zusatzdruckluft-Einlassvorrichtung (9) keine Zusatzdruckluft als zusätzliche Transportdruckluft in den Pulverweg eingespeist.
  14. Pulverdichtstrompumpe (1) zum Fördern von Pulver, insbesondere Beschichtungspulver, von einem ersten Pulverreservoir (101) zu einem zweiten stromabwärts angeordneten Pulverreservoir oder einer stromabwärts angeordneten Pulversprühbeschichtungspistole (102) oder dergleichen Einrichtung zum Versprühen von Pulver, wobei die Pulverdichtstrompumpe (1) mindestens eine Pulverförderkammer (4) und vorzugsweise genau eine einzige Pulverförderkammer (4) mit einem Pulvereinlass und einem Pulverauslass aufweist, wobei dem Pulvereinlass ein Pulvereinlassventil (7) und dem Pulverauslass ein Pulverauslassventil (8) zugeordnet ist, und wobei die Pulverförderkammer (4) mindestens eine Luftaustauschöffnung aufweist zum wechselseitigen Beaufschlagen der Pulverförderkammer (4) mit Überdruck oder Unterdruck,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Pulverdichtstrompumpe (1) ferner eine Steuereinrichtung (90) aufweist, welche ausgelegt ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
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