DE4203948A1 - Zyklonabscheider und pulverbeschichtungsanlage mit integriertem zyklonabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Zyklonabscheider mit einem Eintrittsspalt für das Rohgas zum Einströmen in einen sich an den Eintrittsspalt anschließenden Trenn- und Ab­ scheideraum (Oberbegriff des Patentanspruches 1).

Die Erfindung befaßt sich weiterhin mit einer Pulverbe­ schichtungsanlage mit einer Pulversprühkabine und wenig­ stens einem der Pulversprühkabine strömungsmäßig nachge­ schalteten Zyklonabscheider (Oberbegriff des Patentanspru­ ches 17).

Zyklonabscheider, auch Fliehkraftabscheider genannt, sind bekannt. In ihnen wird die Fliehkraft dazu benutzt, Fest­ stoffe, z. B. Staub oder Farbpulverpartikel, aus Gasen, auch Rohgase genannt, abzuscheiden. Zyklonabscheider bestehen im wesentlichen aus einem rotationssymmetrischen, insbesondere kreiszylindrischen Trennraum und einem sich daran anschlie­ ßenden kegelförmigen Abscheidetrichter. Sie werden häufig in vertikaler Richtung aufgestellt oder aufgehängt. Rohgas, meist ein Luft-Partikel-Gemisch strömt über einen Rohgas- Eintrittsspalt tangential in den Trennraum ein und wird dort in zwei Fraktionen aufgespalten, nämlich eine Gasfrak­ tion und eine Partikelfraktion. Die Gasfraktion wird über ein das obere Ende des Trennraumes mittig durchstoßendes Tauchrohr abgesaugt. Die Partikelfraktion bewegt sich in­ folge der Flieh- und der Schwerkraft auf der Innenwandung des Trennraumes nach unten, bis sie schließlich in den Abscheidetrichter gelangt und aus diesem abgeführt wird. Der Rohgas-Eintrittsspalt befindet sich am oberen Ende des Trennraumes im Bereich des Tauchrohres; der Abscheidetrich­ ter-Auslaß hingegen am gegenüberliegenden unteren Ende des Zyklonabscheiders.

Aus der DE-OS 28 39 540 (SCHAAD) ist eine Pulverbeschich­ tungsanlage bekannt, in deren Pulversprühkabine ein oder mehrere Zyklonabscheider integriert sind. Der Boden der Pulversprühkabine hat einen Rohgas-Austrittsspalt, der im wesentlichen mit dem Rohgas-Eintrittsspalt des/der Zyklon­ abscheider(s) zusammenfällt. Der/die Zyklonabscheider ist/ sind hierbei horizontal, nämlich parallel zum Kabinenboden angeordnet. Deren Trennraum hat einen kreiszylindrischen Querschnitt und geht in einen davon abgewinkelten Abschei­ deraum über. Die Mantelwände des Trennraumes und die Roh­ gas-Eintrittsspalte des aus mehreren Zyklonabscheidern bestehenden Zyklonabscheideraggregates bilden gemeinsam im wesentlichen den Boden der Pulversprühkabine. Die Pulver­ sprühpistolen befinden sich bei SCHAAD an einer vertikalen Seitenwand der Pulversprühkabine. Durch diese räumliche Anordnung der Pulversprühpistolen und des Zyklonabschei­ deraggregates können sich bisweilen ungünstige Strömungsbe­ dingungen für das Farbpulver ergeben.

Im übrigen stellt SCHAAD auf eine kompakte Bauform der Pulverbeschichtungsanlage ab, insbesondere eine solche Bauform, bei welcher keinerlei Rohrleitungen verwendet werden. Eine rohrleitungsfreie Pulverbeschichtungsanlage hat Vorteile hinsichtlich ihrer Reinigung und eines schnellen Farbwechsels. Im übrigen wird die Gefahr von Pulverexplo­ sionen reduziert.

Die EP-PS 1 00 932 (ESB) geht von der SCHAAD′schen Lehre aus, befaßt sich also ebenfalls mit einer Pulversprühkabine mit integriertem Zyklonabscheideaggregat und daran inte­ grierten Nachfiltern. Auch ESB verwendet keine Rohrleitun­ gen und erzielt somit die gleichen Vorteile wie SCHAAD. Anders als bei SCHAAD ist jedoch der Rohgasauslaß aus der Pulversprühkabine auf der den Sprühpistolen gegenüberlie­ genden vertikalen Kabinenseitenwand angeordnet. Der Rohgas- Austrittsspalt aus der Sprühkabine ist als waagerechter Querschlitz ausgebildet und dabei dicht unter der Kabinen­ decke angeordnet, um eine gegenüber SCHAAD verbesserte Farbpartikelströmung und -wiedergewinnung zu erzielen. Der Rohgas-Austrittsspalt der Pulversprühkabine geht unmittel­ bar in die Rohgas-Eintrittsspalte mehrerer vertikal an der Kabinenseitenwand angeordneter Zyklonabscheider über. Die Zyklonabscheider sind in üblicher Weise aufgebaut. Sie haben einen Rohgas-Eintrittsspalt an ihrem oberen Ende, einen kreiszylindrischen Trennraum und einen sich daran anschließenden kegelförmigen Abscheidetrichter.

Von diesem Stand der Technik ausgehend zielt die Erfindung darauf ab, einen neuen Zyklonabscheider zur Verfügung zu stellen, der sich insbesondere zum Anbau an Pulverbeschich­ tungsanlagen eignet und hierbei die Strömung der Farbparti­ kel günstig beeinflußt.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß sich der Rohgas- Eintrittsspalt des Zyklonabscheiders im wesentlichen über die gesamte Länge des Trenn- und Abscheideraumes erstreckt (Patentanspruch 1).

Bei einer Pulverbeschichtungsanlage, in welche ein derarti­ ger Zyklonabscheider integriert ist, fallen der Rohgas- Austrittspalt der Pulversprühkabine und der Rohgas-Ein­ trittsspalt des Zyklonabscheiders im wesentlichen zusammen. Hierdurch wird eine flächenmäßige Pulverabsaugung aus der Sprühkabine in besonderem Maße begünstigt, was die Ausbil­ dung einer homogenen Pulverwolke und eine laminare Roh­ gasströmung vorteilhaft beeinflußt (Patentanspruch 17).

Vorzugsweise ist der Rohgas-Eintrittsspalt des Zyklonab­ scheiders im wesentlichen parallel zur Längsachse des Trenn- und Abscheideraumes angeordnet, wobei der Trenn- und Abscheideraum besonders bevorzugt über seine gesamte Länge einen gleichbleibenden, insbesondere kreiszylindrischen Querschnitt hat. Diese Bauform ermöglicht eine besonders wirtschaftliche Herstellung eines Zyklonabscheiders, näm­ lich die Ausformung der Mantelwand des Trenn- und Abschei­ deraumes aus einem einzigen Blechstück. Die Mantelwand kann hierdurch schweißnahtfrei ausgebildet werden, was wiederum die Strömungsverhältnisse im Zyklonabscheider begünstigt, insbesondere die Partikelströmung. Hinzukommt, daß die Gefahr einer Partikelablagerung an etwaigen Schweißnähten auf der Mantelwand nicht besteht. Die Strömungsverhältnisse werden weiterhin dadurch begünstigt, daß der Rohgas-Ein­ trittsspalt in an sich bekannter Weise tangential in den Trenn- und Abscheideraum mündet (Patentansprüche 1 bis 6).

Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Zyklonabscheider die Partikelfraktion aus einem Partikelaustrittsspalt her­ ausgeführt, der in Strömungsrichtung hinter dem Rohgas- Eintrittsspalt in der Mantelwand des Trenn- und Abscheide­ raumes angeordnet ist; vorzugsweise derart, daß die Mante­ linnenwand tangential in den Austrittsspalt übergeht. Dabei ist es von Vorteil, den Partikel-Austrittsspalt in unmit­ telbarer Nähe des Rohgas-Eintrittsspaltes anzuordnen, der­ art, daß die Partikel wenigstens einmal den Trenn-/Abschei­ deraum innen umfangsmäßig umströmen müssen, bevor sie zum Partikelaustrittsspalt gelangen. Diese Maßnahme erhöht die Trennschärfe des Zyklonabscheiders (Patentansprüche 7, 8 und 14).

Ein parallel zum Rohgas-Eintrittsspalt, insbesondere par­ allel zur Zyklonlängsachse angeordneter Rohgas-Austritts­ spalt hat bautechnische Vorteile und wirkt sich strömungs­ mäßig günstig aus (Patentanspruch 9).

Bevorzugt weist der Zyklonabscheider ein Tauchrohr auf, das in bekannter Weise das eine Ende des Trenn-/Abscheideraumes durchstößt. Hierbei ist der Partikelaustrittsspalt an dem dem Tauchrohr gegenüberliegenden Ende des Trenn- und Ab­ scheideraumes angeordnet und erheblich kürzer als der Roh­ gas-Eintrittsspalt ausgestaltet. Bevorzugt endet dabei der Rohgas-Eintrittsspalt in Längsrichtung vor dem Partikel- Austrittsspalt. Mit anderen Worten, er beginnt in Längs­ richtung hinter dem Rohgas-Eintrittsspalt. Er liegt also zwischen dem dem Tauchrohr gegenüberliegenden geschlosse­ nen, ggf. von einem weitern Tauchrohr durchstoßenen Ende des Trenn- und Abscheideraumes und dem einen Ende des Roh­ gas-Eintrittsspaltes (Patentansprüche 10, 11 und 15).

Eine im Trenn- und Abscheideraum zentral zur Längsachse angeordnete Abschirmscheibe im Bereich der einander zuge­ wandten Längsenden des Rohgas-Eintrittsspaltes und des Partikel-Austrittsspaltes erhöht die Partikeltrennschärfe. Dabei läßt die Abschirmscheibe nur einen schmalen Ringraum zwischen der Scheibenperipherie und der Innenwand des Trenn- und Abscheideraumes frei. Bei Verwendung zweier Tauchrohre sitzt die Abschirmscheibe bevorzugt auf den Tauchrohren (Patentansprüche 12 und 16).

Die optimale Position der Abschirmscheibe läßt sich durch Versuche ermitteln. Hierzu ist die Abschirmscheibe bevor­ zugt längsbeweglich im Trenn- und Abscheideraum angeordnet.

An die Sprühkabine der Pulverbeschichtungsanlage sind be­ vorzugt mehrere Zyklonabscheider integriert. Die Pulver­ sprühkabine weist hierbei mehrere Rohgas-Austrittsspalte auf, von denen jeder mit dem Rohgas-Eintrittsspalt eines anderen Zyklonabscheiders zusammenfällt. Hierdurch kann eine großflächige Rohgasabsaugung erfolgen, was die Aus­ bildung einer homogenen, laminar strömenden Pulverwolke in besonderem Maße begünstigt (Patentanspruch 18).

Bevorzugt sind alle Rohgas-Austrittsspalte der Sprühkabine in derjenigen vertikalen Seitenwand ausgebildet, die der mit den Sprühpistolen bestückten Seitenwand gegenüberliegt. Weiter bevorzugt sind die Rohgas-Austrittsspalte horizontal angeordnet. Entsprechendes gilt für die Rohgas-Eintritts­ spalte des aus mehreren Zyklonabscheidern aufgebauten Zy­ klonabscheideraggregates. Demgemäß sind auch die einzelnen Zyklonabscheider des Zyklonaggregates horizontal angeord­ net, insbesondere modulartig nach dem Baukastenprinzip übereinander gestapelt (Patentansprüche 19 und 20).

In besonderen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, die Rohgas-Austrittsspalte aus der Sprühkabine auf mehrere Kabinenwände zu verteilen, beispielsweise also auch den Kabinenboden und/oder die Kabinendecke mit einzubeziehen. Die Rohgas-Austrittsspalte können hierbei in Kabinenlängs­ richtung, in Kabinenquerrichtung oder in einer dazwischen­ liegenden Richtung verlaufen. Entsprechendes gilt für die mit den Rohgas-Austrittsspalten zusammenfallenden Rohgas- Eintrittsspalte der einzelnen Zyklonabscheider.

Die Integration eines strömungsmäßig hinter den Zyklonab­ scheideteil integrierten Nachfilteraggregates erhöht den Reinheitsgehalt der Abluft (Patentanspruch 22).

Es ist auch von Vorteil, den Partikel-Austrittsspalt des Trenn- und Abscheideraumes des Zyklonabscheiders über eine Saugleitung mit dem Eintrittsspalt eines Sekundärzyklons zu verbinden, dessen Abscheideraum bzw. -trichter in einen Bunker mündet. Als Sekundärzyklon kann ein gängiger, ins­ besondere vertikal angeordneter Zyklonabscheider verwendet werden, dessen Eintrittsspalt sich oben, im Bereich eines Tauchrohres befindet. Das aus dem Partikel-Austrittsspalt des erfindungsgemäßen Zyklonabscheiders austretende ange­ reicherte Partikel-Luftgemisch, im folgenden Abscheidegas genannt, gelangt in den Sekundärzyklon und wird dort in bekannter Weise in eine Partikelfraktion und eine Abluft­ fraktion aufgespalten. Der Eintrittsspalt des Sekundärzy­ klons und der Partikel-Austrittsspalt des erfindungsgemäßen Zyklonabscheiders sind im Prinzip gleich aufgebaut und angeordnet, haben jedoch entgegengesetzte Funktionen. Be­ vorzugt ist der Bunker mit dem Sekundärzyklon verfahrbar neben der Pulversprühkabine und dem Zyklon- und Nachfilter­ aggregat angeordnet. Hierdurch wird die Bauhöhe der Pulver­ beschichtungsanlage, insbesondere der Sprühkabine gegenüber solchen Anlagen verringert, bei denen der Partikelbunker unter der Pulversprühkabine oder den strömungsmäßig nach­ geschalteten Zyklonabscheidern angeordnet ist.

Bevorzugt ist die Pulversprühkabine quer zu ihrer Längs­ richtung verfahrbar gelagert, insbesondere aufgehängt, vorzugsweise oberhalb eines sich in Kabinenlängsrichtung erstreckenden Endlosförderers für die zu beschichtenden Werkstücke. Hierdurch wird ein besonders rascher Farbwech­ sel ermöglicht. Alternativ und/oder zusätzlich ist die Pulversprühkabine vertikal verfahrbar gelagert, also heb- und senkbar angeordnet, insbesondere aufgehängt. Auch hier­ durch wird ein rascher Farbwechsel begünstigt, insbesondere dann, wenn mehrere derart bewegliche Sprühkabinen vorgese­ hen sind und für einen Farbwechsel sozusagen Schlange ste­ hen (Patentansprüche 23 bis 25).

Ein einfacher Zutritt zum Kabineninneren erleichtert eine Kabinenreinigung und der Wartung. Hierzu ist die Pulver­ sprühkabine vorzugsweise im wesentlichen aus zwei lösbar aneinander anschließenden Kabinenhälften aufgebaut, wobei vorzugsweise jede Kabinenhälfte in Kabinenlängsrichtung verfahrbar gelagert, insbesondere aufgehängt ist (Patent­ ansprüche 26 und 27).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Aus­ führungsbeispiele. In dieser Beschreibung wird auf die beigefügte schematische Zeichnung Bezug genommen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch einen wesentlichen Teil einer erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungs­ anlage;

Fig. 2 einen quer zur Längsachse der Pulversprühkabine geführten Vertikalschnitt durch ein weiteres Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, teilweise in Schnittdarstellung;

Fig. 4 einen Vertikalschnitt, quer zur Längsrichtung der Pulversprühkabine durch ein erfindungsgemäßes Zyklonabscheideaggregat;

Fig. 5 Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Zy­ klonabscheiders und

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Pulver­ sprühkabine.

Im folgenden wird aus Gründen der Bequemlichkeit eine be­ stimmte Terminologie verwendet, die jedoch nicht einschrän­ kend zu verstehen ist. Beispielsweise beziehen sich die Ausdrücke "oben", "unten", "rechts" und "links" auf die in der Zeichnung dargestellten Richtungen. Die Worte "nach innen" und "nach außen" beziehen sich auf die Richtungen zum geometrischen Mittelpunkt der Vorrichtung hin bzw. von diesem weg. Die genannte Terminologie schließt die oben speziell erwähnten Worte sowie Ableitungen von diesen Wor­ ten und Worte ähnlicher Bedeutung ein. Im übrigen werden in sämtlichen Figuren für funktionsmäßig gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Fig. 1 veranschaulicht in schematischer Form einen horizon­ talen Querschnitt durch einen wesentlichen Teil einer Pul­ verbeschichtungsanlage. Eine derartige Anlage weist eine Pulversprühkabine 10 auf, die im vorliegenden Beispiel aus einer ersten Kabinenhälfte 12 und einer zweiten Kabinen­ hälfte 14 zusammengesetzt ist. Die beiden Kabinenhälften 12 und 14 können einstückig miteinander verbunden oder alter­ nativ an ihren (gestrichelt dargestellten) Stirnenden 15 lösbar miteinander verriegelt sein. Ein Endlosförderband 16 (siehe Fig. 6) befördert (nicht dargestellte) Werkstücke vom Kabineneingang 18 in Längsrichtung, d. h. in Richtung des Pfeiles 20, durch die Pulversprühkabine 10. Statt des­ sen können die Werkstücke auch hängend an einem Kettenför­ derer durch die Pulversprühkabine 10 geführt werden.

Die beiden Kabinenhälften 12 und 14 sind im Prinzip in gleicher Weise aufgebaut. Die ihnen in diesem Ausführungs­ beispiel jeweils einzeln zugeordneten weiteren Bestandteile der Pulverbeschichtungsanlage sind wechselseitig aufein­ ander gegenüberliegenden Seiten der Pulversprühkabine 10 angeordnet. Diese Bestandteile sind pro Kabinenhälfte 12 und 14: jeweils ein oder mehrere Pulversprühpistolen 22, ein Zyklonabscheideraggregat 24, ein Nachfilteraggregat 26, ein Sekundärzyklon 28 und ein Pulversammelbehälter 30, auch Bunker genannt. Während also die Pulversprühpistolen 22 in der ersten Kabinenhälfte 12 in der einen (vertikalen) Seitenwand 32 der Pulversprühkabine 10 angeordnet sind, sind sie in der zweiten Kabinenhälfte 14 auf der anderen, d. h. gegenüberliegenden (vertikalen) Seitenwand 34 der Pulversprühkabine 10 angeordnet. Entsprechendes gilt für das Zyklonabscheideaggregat 24, das Nachfilteraggregat 26 und den Bunker 30. - Um die Zeichnungen nicht zu überfrach­ ten, sind nur die Bestandteile der ersten Kabinenhälfte 12 mit Bezugszeichen versehen, nicht hingegen die der zweiten Kabinenhälfte 14.

Die Werkstücke wandern auf ihrem Weg durch die Pulversprüh­ kabine 10 an dem Satz Pulversprühpistolen 22 vorbei. Sie werden dabei in bekannter Weise mit einem aus den Pulver­ sprühpistolen 22 austretenden, ionisierten Farbpulver 36 gleichmäßig beschichtet. Das Farbpulver 36 wird den Pulver­ sprühpistolen 22 über eine als Sammelleitung ausgestaltete Bunker-Ausgangsleitung 38 vom Bunker 30 zugeführt. Diese Sammelleitung 38 geht kurz vor den Pulversprühpistolen 22 in einzelne Zweigleitungen 40 über, von denen jede eine andere Pulversprühpistole 22 mit Farbpulver 36 versorgt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Pulversprühpi­ stolen 22 in Vertikalschlitzen 42 in der einen Kabinensei­ tenwand 32 geführt.

Nicht alle von den Pulversprühpistolen 22 ausgehenden Farb­ pulverpartikel setzen sich auf den Werkstücken ab. Der insoweit nicht genutzte Farbpulveranteil wird durch einen oder mehrere Rohgas-Austrittsspalte 44 in der Seitenwand 34 der Pulversprühkabine 10 abgesaugt, gelangt von hier in das Zyklonaggregat 24, wird dort abgeschieden und vom Sekundär­ zyklon 28 aus dem Zyklonabscheideaggregat 24 abgesaugt. Diese Farbpulverpartikel gelangen als Partikel-Saugluft-Ge­ misch, im folgenden Abscheidegas genannt, über die Abschei­ degasleitung 46 zunächst in den Sekundärzyklon 28. Dort werden sie erneut abgeschieden und fallen dann über eine Siebeinrichtung 48 in den darunter angeordneten Bunker 30. Das Farbpulver 36 wird also, soweit es sich nicht auf den Werkstücken absetzt, rezirkuliert, d. h. wiederverwendet. - Bei Bedarf wird dem Bunker 30 und/oder der Bunker-Ausgangs­ leitung 38 zusätzliches Farbpulver 36 von außen zugesetzt.

Die aus dem Tauchrohr 50 des Sekundärzyklons 28 abgesaugte Abluft gelangt über eine Abluftleitung 52 in das Nachfil­ teraggregat 26. Dieses ist in bekannter Weise mit mehreren Filterschläuchen 54 bestückt, an deren Außenwand sich die noch in der Abluft befindlichen Partikel abscheiden. Die abgeschiedenen Partikel fallen in einen flachen Auffangbe­ hälter 56, der von Zeit zu Zeit entleert wird (Fig. 2 und 3). Ein von einem Motor 58 angetriebenes Sauggebläse 60 saugt Reinluft aus den Filterschläuchen 54 ab. Die Reinluft ist so rein, daß sie unmittelbar in den Arbeitsraum rückge­ führt werden kann. Die Luftzirkulation erfolgt also inner­ halb des Arbeitsraumes. Frischluftzufuhr ist nicht notwen­ dig. Ebenso erübrigt sich das Aufheizen während der kalten Jahreszeit. Beträchtliche Energieeinsparungen sind die Folge.

Vorstehend wurde in groben Zügen der Farbpulverkreislauf und ein Teil des Luft- bzw. Gaskreislaufes beschrieben. Nachfolgend wird auf das Zyklonabscheideaggregat 24 und das an dieses integrierte Nachfilteraggregat 26 näher eingegan­ gen. Die Fig. 1 bis 5 veranschaulichen unterschiedliche Varianten dieser Aggregate. Auf diese Figuren wird Bezug genommen.

Jedes Aggregat ist im Prinzip stets in gleicher Weise auf­ gebaut.

Das Zyklonabscheideaggregat 24 enthält mindestens einen Zyklonabscheider 62, dessen Rohgas-Eintrittsspalt 64 sich im wesentlichen über die gesamte Zyklonabscheiderlänge er­ streckt. Eine Wand des Zyklonabscheiders 62 ist derart an die vertikale Seitenwand 34 der Pulversprühkabine 10 ange­ flanscht, daß deren Rohgas-Austrittsspalt 44 mit dem Roh­ gas-Eintrittsspalt 64 des Zyklonabscheiders 62 zusammen­ fällt. Bereits hierdurch wird eine großflächige Rohgasab­ saugung aus der Pulversprühkabine 10 gewährleistet, was zu einer Homogenisierung der mit den Farbpartikeln 36 befrach­ teten Rohgasströmung führt. Hierdurch wird der Gefahr von Wirbelbildung entgegengewirkt, was eine Vergleichsmäßigung der Schichtstärkeverteilung der pulverbeschichteten Werk­ stückoberfläche begünstigt.

Ein hohes Maß an gleichmäßiger, großflächiger Rohgasabsau­ gung wird dadurch erreicht, daß mehrere modulatig aufgebau­ te Zyklonabscheider 62 baukastenartig übereinandergestapelt an die vertikale Seitenwand 34 der Pulversprühkabine 10 angeflanscht sind.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Zyklon­ abscheider 62 horizontal angeordnet. Demgemäß verlaufen auch deren Rohgas-Eintrittsspalte 64 horizontal. Sie fallen jeweils mit entsprechenden Rohgas-Austrittsspalten 44 der Pulversprühkabine 10 zusammen. Je nach Leistungsanforderung können 1, 2, 3, 4 oder mehrere Zyklonabscheider 62 überein­ ander gestapelt werden.

Die Zyklonabscheider 62 haben einen sich im wesentlichen über ihre gesamte Länge erstreckenden gleichbleibenden kreisförmigen Querschnitt. Ihr Mantel ist also kreiszylin­ derförmig. Der von bekannten Zyklonabscheidern her gewohnte kegelförmige Abscheidetrichter entfällt hier.

Fig. 5 veranschaulicht schematisch mehrere Ausführungsva­ rianten eines erfindungsgemäßen Zyklonabscheiders 62. Er besteht im wesentlichen aus einem kreiszylindrischen Trenn­ raum 66, der gleichzeitig auch der Abscheideraum ist. An seinem einen Ende hat er eine ringförmige Abdeckscheibe 68 und an seinem anderen Ende - je nach Ausführungsvariante - entweder ebenfalls eine ringförmige oder eine geschlossene Abdeckscheibe 70.

Ein Tauchrohr 72 durchdringt in bekannter Weise die ring­ förmige Abdeckscheibe 68 und ragt in den Trenn-/Abscheide­ raum 66 hinein. Bei der einen Ausführungsvariante ist das der Abdeckscheibe 68 gegenüberliegende Ende des Zyklonab­ scheiders 62 spiegelbildlich ausgestaltet. Demgemäß durch­ dringt ein weiteres Tauchrohr 74 die (ringförmige) Abdeck­ scheibe 70 und ragt ebenfalls in den Trenn-/Abscheideraum 66 hinein.

Der sich praktisch über die gesamte Länge des Zyklonab­ scheiders 62 parallel zu dessen Längsachse 76 erstreckende Rohgas-Eintrittsspalt 64 mündet tangential in den Trenn-/ Abscheideraum 66 ein. Durch ihn gelangt das Rohgas, d. h. das Luft-Farbpartikel-Gemisch, in den Trenn-/Abscheideraum 66 und wird dort in bekannter Weise durch die Zentrifugal­ kraft in Reingas und Farbpartikel aufgespalten. Das Reingas wird als Abluft aus dem Tauchrohr 72, ggf. zusätzlich auch aus dem Tauchrohr 74 abgezogen. Die Farbpartikel hingegen werden aus dem Abscheidegas-Austrittsspalt, auch Partikel- Austrittsspalt 78 genannt, abgesaugt; ggf. zusätzlich auch aus dem hierzu spiegelbildlich angeordneten Abscheidegas- Austrittsspalt 80. Der eine Abscheidegas-Austrittsspalt 78 ist am einen Ende des Zyklonabscheiders 62 angeordnet; hier unmittelbar vor der Abdeckscheibe 70. Auch er geht - wie der Rohgas-Eintrittsspalt 64 - tangential in den Trenn- /Abscheideraum 66 über; ist jedoch oberhalb des Rohgas- Eintrittsspaltes 64 angeordnet. Die Farbpartikel treten also in den Rohgas-Eintrittsspalt 64 ein, durchlaufen min­ destens eine volle Kreisbahn auf der Innenwand des Trenn­ /Abscheideraumes 66 und treten dann aus dem Abscheidegas- Ausstrittsspalt 78 wieder aus. Dieser Austrittsspalt ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Prinzip in gleicher Weise angeordnet, wie der Rohgas-Eintrittsspalt bei bekann­ ten Zyklonabscheidern.

Ist der Zyklonabscheider mit zwei Tauchrohren bestückt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel also den Tauchrohren 72 und 74, weist er bevorzugt zwei Abscheidegas- oder Parti­ kel-Austrittsspalte auf, nämlich die beiden spiegelbildlich zueinander angeordneten Austrittsspalte 78 und 80.

Fig. 5 veranschaulicht noch eine weitere Variante, bei welcher eine Abschirmscheibe 82 zentrisch zur Zyklonlängs­ achse 76 und parallel zur Abdeckscheibe 70 angeordnet ist. Der Abstand zwischen der Abschirmscheibe 82 und der Abdeck­ scheibe 70 ist dabei der Längserstreckung des Abscheidegas- Austrittsspaltes 78 in Richtung der Zyklonachse 76 ange­ paßt. Hierdurch wird eine weitere Erhöhung der Trennschärfe erzielt. In Fig. 5 sitzt die Abschirmscheibe 82 ringförmig auf dem Tauchrohr 74. Spiegelbildlich hierzu kann eine weitere Abschirmscheibe auf dem Tauchrohr 72 aufsitzen. Eine Abschirmscheibe kann auch dann im Bereich eines Ab­ scheidegas-Austrittsspaltes 78 oder 80 angeordnet sein, wenn dort kein zweites Tauchrohr 74 oder 72 vorgesehen ist.

Die Fig. 1 und 3 veranschaulichen Tauchrohre 72 und 74, die nach ihrem Austritt aus dem Trenn-/Abscheideraum 66 sich kontinuierlich nach außen erweitern. Zur Erhöhung des Saug­ effektes ist in kurzem Abstand vor der Mündung der Tauch­ rohre 72 und 74 noch eine Anströmplatte 84 nach dem Ber­ noulli-Prinzip (Aerodynamisches Paradoxon) angeordnet.

Versuche der Anmelderin haben hervorragende Strömungsver­ hältnisse in der dargestellten Pulverbeschichtungsanlage und eine ausgezeichnete Trennschärfe der Zyklonabscheider ergeben.

Fig. 4 veranschaulicht ein aus drei Zyklonabscheidern 62 aufgebautes Zyklonabscheideaggregat 24. Der Zylindermantel des Trenn-/Abscheideraumes 66 jedes Zyklonabscheiders 62 ist aus einem einzigen Blech einstückig geformt. Dies ver­ einfacht die Zyklonabscheiderherstellung erheblich. Hinzu kommt, daß innenliegende Schweißnähte vermieden werden. Dadurch werden die Strömungsverhältnisse verbessert, ins­ besondere die der Farbpartikel. Darüberhinaus haben innen­ liegende Schweißnähte den Nachteil, daß sich Farbpartikel gerne an ihnen ablagern. Die Formung von Zyklonabscheidern aus einem einzigen Blech dient also auch der Reinhaltung des Trenn-/Abscheideraumes 66. Anzumerken ist noch, daß sich horizontal angeordnete, kreiszylindrische Zyklonab­ scheider erheblich einfacher reinigen lassen, als Zyklon­ abscheider, die vertikal angeordnet sind und ggf. auch noch einen kegelförmigen Abscheidetrichter aufweisen. Die hier beschriebenen Zyklonabscheider können im Prinzip in glei­ cher Weise geputzt werden, wie ein Kanonenrohr.

Schließlich zeigt Fig. 4 noch unterschiedliche Ausgestal­ tungen des Rohgas-Eintrittsspaltes 64, nämlich eine Spalt­ form, die sich zunächst konisch verjüngt, dann in einen Spalt konstanter Höhe übergeht und schließlich in den Trenn-/Abscheideraum mündet (oberster und unterster Ein­ trittsspalt in Fig. 4). Die mittlere Ausführungsform in Fig. 4 zeigt einen sich kontinuierlich bis zum Trenn-/Ab­ scheideraum 66 verjüngenden Spalt. Sämtliche Eintrittsspal­ te münden, wie bereits ausgeführt, tangential in den Trenn­ /Abscheideraum 66. Der Trenn-/Abscheideraum 66 wird von einem leicht stapelbaren, aus Blechen geformten kastenarti­ gen Gehäuse 86 umgeben.

Die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen unterschiedliche Ausfüh­ rungsbeispiele einer Verbindung des Filteraggregates 26 mit dem Zyklonabscheideraggregat 24. In allen Ausführungsbei­ spielen schließt sich das Filteraggregat 26 unmittelbar, mit anderen Worten praktisch rohrfrei an das Zyklonabschei­ deraggregat 24 an. In allen Ausführungsbeispielen hängen die Filterschläuche 54 im Filteraggregat 26 von oben herab. Die Filterschläuche 54 werden ohne Unterbrechung des Be­ triebes zyklisch in bekannter Weise gereinigt, beispiels­ weise dadurch, daß periodisch ein Luftstoß von oben in die Filterschläuche 54 geblasen wird. Dabei werden die Filter­ schläuche schlagartig nach außen gedehnt. Etwa an ihnen an­ haftende Partikel fallen in den darunter befindlichen Auf­ fangbehälter 56 herab.

Nach Fig. 1 ist das Filteraggregat 26 an der der Sprühkabi­ ne 10 abgewandten Außenwand des Zyklonabscheideraggregates 24 angeflanscht. Mit seiner einen Stirnwand 88 umgreift es die Mündung(en) des/der Tauchrohre(s) 74 samt Anströmplat­ te(n) 84. Der Strömungskanal 90 zwischen der entsprechenden Stirnwand bzw. der/den Abdeckscheibe(n) 70 des Zyklonab­ scheideaggregates 24 und der Filteraggregatstirnwand 88 mündet in den Filterraum, in welchem die Filterschläuche 54 herabhängen. Die andere Stirnwand 92 des Filteraggregates 26 schließt bündig mit der anderen Stirnwand bzw. der/den Abdeckscheibe(n) 68 des Zyklonabscheideaggregates 24 ab, falls dort kein Tauchrohr vorgesehen ist. Hat jedoch das Zyklonabscheideaggregat 24 auf beiden Seiten jeweils Tauch­ rohre, also zusätzlich das gestrichelt dargestellte Tauch­ rohr 72, dann sind die Stirnwände 88 und 92 des Filterag­ gregates 26 spiegelbildlich zueinander ausgebildet.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich hin­ sichtlich des Filteraggregates 26 im wesentlichen dadurch vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1, daß die Stirnwände der beiden Aggregate 24 und 26 bündig ineinander übergehen und das/die Tauchrohr(e) 72 oder 74 über ein kurzes Verbin­ dungsrohr oder einen Verbindungsschlauch 94 in das Filter­ aggregat 26 münden. Fig. 2 veranschaulicht dieses Verbin­ dungsrohr 94 nur für den unteren Zyklonabscheider 62. Bei den anderen Zyklonabscheidern ist dieses Verbindungsrohr nicht dargestellt, um die Zeichnungen nicht zu überfrach­ ten.

Fig. 3 veranschaulicht ein sich seitlich an die eine Stirn­ wand bzw. die Abdeckscheibe(n) 70 des Zyklonabscheideag­ gregates 24 anschließendes Filteraggregat 26. Das/die Tauchrohr(e) 74 münden unmittelbar in das Filteraggregat 26, blasen die Abluft also unmittelbar in den Filterraum. Auch die Abluft des Sekundärzyklons 28 gelangt in den Fil­ terraum, nämlich über die Abluftleitung 52 und einen sich daran anschließenden Strömungskanal 96. Sie wird dort ge­ meinsam mit der Abluft des Zyklonabscheideaggregates 24 über die Filterschläuche 54 gefiltert und gelangt dann als Reinluft über das Gebläse 60 nach außen in den Arbeitsraum. Im dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der Abluftka­ nal 96 zwischen der Oberkante des Filteraggregates 24 und der Unterkante des zum Sauggebläse 60 führenden Reinluftka­ nales.

Nach den Fig. 1 und 3 ist der Bunker 30 seitlich von der Sprühkabine 10 und dem Zyklon-/Nachfilteraggregat 24, 26 angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß die Sprühkabine samt zugeordneter Aggregate unmittelbar auf dem Boden aufgesetzt werden können. Die Bedienungspersonen können also ohne Podest die Pulversprühkabine bequem von beiden Seiten er­ reichen.

Der Bunker 30 ist samt Siebeinrichtung 48 und Sekundärzy­ klon 28 auf Rollen verfahrbar, was gemeinsam mit den Schlauchverbindungen 38, 46 und 52 ein hohes Maß an Stand­ ortflexibilität gewährleistet. Im Bunker 30 hält ein Fluid­ raum 98 das darüber befindliche Farbpulver 36 in aufgeloc­ kertem, insbesondere fluidisiertem Zustand.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 führt den eingangs ange­ sprochenen Gedanken der Zweiteilung der Pulversprühkabine 10 in die Kabinenhälften 12 und 14 fort. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel befinden sich die Vertikalschlitze 42 für die Pulversprühpistolen 22 sämtlich auf einer Kabinenseite. Die Pulversprühkabine 10 hängt über erste Laufrollen 110 an einer ersten Trägerschiene 112. Die ersten Laufrollen 110 gestatten ein Auseinanderschieben der beiden Kabinenhälften in Kabinenlängsrichtung, auch X-Richtung genannt. Selbst­ verständlich können die ersten Laufrollen 110 auch moto­ risch angetrieben werden. Wie bereits einleitend darge­ stellt, führt das dicht unter der Pulversprühkabine 10 an­ geordnete Endlos-Förderband 16 die Werkstücke an den Sprüh­ pistolen 22 vorbei.

Die Trennung der Pulversprühkabine 10 in die beiden Kabi­ nenhälften 12 und 14 und deren gegenseitige Verfahrbarkeit gestatten einen besonders bequemen Zutritt zum Kabineninne­ ren, einschließlich der Pulversprühpistolen 22, zu Zwecken der Wartung und Säuberung.

Die erste Trägerschiene 112 ist über zweite Laufrollen 114 an zwei zweiten Trägerschienen 116 aufgehängt, die sich hier parallel zueinander und quer zur ersten Trägerschiene 112, d. h. in Y-Richtung erstrecken.

Die zweiten Trägerschienen 116 sind nach einer weiteren Ausführungsvariante synchron in vertikaler Richtung, also in Z-Richtung, bewegbar.

Die Pulversprühkabine 10 kann also auch in Y-Richtung ver­ setzt werden, ggf. nach einem vorherigen Anheben in Z-Rich­ tung. Hierdurch wird ein schneller Wechsel der Pulversprüh­ kabine, beispielsweise zum Zwecke eines Farbwechsels er­ möglicht.

Claims (27)

1. Zyklonabscheider (62) mit einem Eintrittspalt (64) für das Rohgas in einen Trenn-/Abscheideraum (66), dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgas-Eintrittsspalt (64) sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Trenn- /Abscheideraumes (66) erstreckt.

2. Zyklonabscheider (62) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rohgas-Eintrittsspalt (64) im we­ sentlichen parallel zur Längsachse (76) des Trenn- /Abscheideraumes (66) angeordnet ist.

3. Zyklonabscheider (62) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trenn-/Ab­ scheideraum (66) einen im wesentlichen über seine ge­ samte Länge gleichbleibenden Querschnitt hat.

4. Zyklonabscheider (62) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen kreiszylindrischen Quer­ schnitt des Trenn-/Abscheideraumes (66).

5. Zyklonabscheider (62) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Trenn-/Abscheide­ raumes (66) aus einem einzigen Blechstück geformt ist.

6. Zyklonabscheider (62) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgas- Eintrittsspalt (64) tangential in den Trenn-/Abschei­ deraum (66) mündet.

7. Zyklonabscheider (62) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen in strömungs­ richtung hinter dem Rohgas-Eintrittsspalt (64) aus der Mantelwand des Trenn-/Abscheideraumes (66) herausge­ führten Partikel-Austrittsspalt (78).

8. Zyklonabscheider (62) nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Partikel-Austrittsspalt (78) in unmittelbarer Nähe des Rohgas-Eintrittsspaltes (64) angeordnet ist, derart, daß die Partikel wenigstens einmal den Trenn-/Abscheideraum (66) umfangsmäßig innen umströmen müssen, bevor sie zum Partikel-Aus­ trittsspalt (78) gelangen.

9. Zyklonabscheider (62) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Partikel-Austrittsspalt (78) sich im wesentlichen parallel zur Längsachse (76) des Trenn-/Abscheideraumes (66) erstreckt.

10. Zyklonabscheider (62) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, mit einem ein Ende (68) des Trenn-/Abscheideraumes (68) durchstoßenden Tauchrohr (72), dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Partikel-Austrittsspalt (78) am dem Tauchrohr (72) gegenüberliegenden Ende des Trenn-/Ab­ scheideraumes (66) angeordnet und erheblich kürzer als der Rohgas-Eintrittsspalt (64) ist.

11. Zyklonabscheider (62) nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rohgas-Eintrittsspalt (64) in seiner Längsrichtung vor dem Partikel-Austrittsspalt (78) endet.

12. Zyklonabscheider (62) nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine im Trenn-/Abscheideraum (66) zentrisch angeordnete Abschirmscheibe (82), die im Bereich zwi­ schen den einander zugewandten Längsenden des Rohgas- Eintrittsspaltes (64) und des Partikel-Austrittsspal­ tes (68) nur einen schmalen Ringraum zwischen der Scheibenperipherie und der Innenwand des Trenn-/Ab­ scheideraumes (66) freiläßt.

13. Zyklonabscheider (62) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Partikel-Aus­ trittsspalt (78) an eine Saugeinrichtung (58, 60) angeschlossen ist.

14. Zyklonabscheider (62) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Partikel-Aus­ trittsspalt (78) tangential aus dem Trenn-/Abscheide­ raum (66) herausgeführt ist.

15. Zyklonabscheider (62) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Tauchrohre (72, 74), von denen jedes ein Längsende (68, 70) des Trenn- /Abscheideraumes (66) durchstößt.

16. Zyklonabscheider (62) nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf jedem Tauchrohr (72, 74) eine Abschirmscheibe (82) sitzt.

17. Pulverbeschichtungsanlage mit einer Pulversprühkabine (10) und wenigstens einem strömungsmäßig nachgeschal­ teten Zyklonabscheider (62) nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver­ sprühkabine (10) wenigstens einen Rohgas-Austritts­ spalt (44) aufweist, der mit dem Rohgas-Eintrittsspalt (64) des (wenigstens einen) Zyklonabscheiders (62) zu­ sammenfällt.

18. Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 17 mit mehre­ ren integrierten Zyklonabscheidern (62), gekennzeich­ net durch mehrere Rohgas-Austrittsspalte (44) der Pulversprühkabine (10), von denen jeder mit einem Rohgas-Eintrittsspalt (64) eines anderen Zyklonab­ scheiders (62) zusammenfällt.

19. Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein, mehrere oder alle Rohgas-Austritts-/Eintrittsspalte (44, 64) in demjeni­ gen Wandungsteil (34) der Pulversprühkabine (10) an­ geordnet sind, welcher der Farb-Sprüheinrichtung (22) gegenüber liegt.

20. Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 19, gekennzeichnet durch eine horizontale Anord­ nung des/der Zyklonabscheider(s) (62), insbesondere der Rohgas-Austritts-/Eintrittsspalte (44, 64).

21. Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 20, gekennzeichnet durch einen dem/den Zyklonab­ scheider(n) (62) strömungsmäßig nachgeschalteten Fil­ terteil (26).

22. Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterteil (26) unmittelbar, d. h. verbindungsrohrfrei an den Zyklonabscheideteil (24) angeschlossen ist.

23. Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulversprühka­ bine (10) quer (Y) zur Kabinenlängsrichtung (X) ver­ fahrbar gelagert, insbesondere aufgehängt ist.

24. Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulversprühkabine (10) ober­ halb eines sich in Kabinenlängsrichtung (X) erstrec­ kenden Endlosförderers (16) für die zu beschichtenden Werkstücke gelagert ist.

25. Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulversprühka­ bine (10) heb-/senkbar (Z) gelagert, insbesondere aufgehängt ist.

26. Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulversprühka­ bine (10) im wesentlichen aus wenigstens zwei lösbar aneinander anschließenden Kabinenhälften (12, 14) besteht.

27. Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kabinenhälften (12, 14) in Kabinenlängsrichtung (X) verfahrbar gelagert, ins­ besondere aufgehängt sind.