Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Zyklonabscheider gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere Zyklonabscheider für eine Pulver- rückgewinnungsvorrichtung in einer Emaille-Pulverbeschichtungsanlage.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Pulverrückgewinnungsvorrichtung für eine Emaille-Pulverbeschichtungsanlage, wobei die Pulverrückgewinnungsvorrichtung den erfindungsgemäßen Zyklonabscheider aufweist.

Aus dem Fachgebiet der Abgasreinigung sind Zyklonabscheider allgemein bekannt und dienen zur Absonderung von beispielsweise in einem Pulver-Luft-Gemischstrom enthaltenen festen Partikeln. Bei einem Zyklonabscheider wird der zu behandelnde Gemischstrom im Gegensatz zu einer Zentrifuge durch seine eigene Strömungsgeschwindigkeit und eine entsprechende konstruktive Gestaltung des Abscheiders in eine Drehbewegung versetzt. Die auf die Pulverpartikel des Gemischstromes wirkenden Zentrifugalkräfte beschleunigen diese radial nach außen und werden dadurch vom Gasstrom getrennt, der im Zyklonabscheider nach innen geleitet und abgeführt wird .

Ein Zyklonabscheider der hierin berücksichtigten Art besteht im Wesentlichen aus einem Einlaufbereich beispielsweise in Gestalt eines zylindrischen Behälters, wo- bei sich unterhalb des Einlaufbereiches ein Abscheidebereich insbesondere mit einem konischen Endbereich befindet, in welchem die Fliehkraftabscheidung von zumindest einem Teil des im Gemischstrom enthaltenen Pulvers erfolgt. Dem Einlaufbereich des Zyklonabscheiders wird der zu behandelnde Pulver-Luft-Gemisch- ström in der Regel tangential zugeführt. Hierfür sind verschiedene Einlaufgeometrien denkbar, wie beispielsweise ein Spiraleinlauf, ein Tangentialeinlauf, ein Wendeleinlauf oder ein Axialeinlauf.

Durch die Einlaufgeometrie wird eine Drehströmung des Gemischstromes im Inne- ren des Zyklonabscheiders erzeugt. Durch die sich ausbildende Wirbelströmung sedimentieren die aus dem Mischstrom abzuscheidenden Pulverpartikel in Folge der auf sie wirkenden Zentrifugalkräfte zur äußeren Wand des Abscheidebereiches und werden mit der Wandgrenzschichtströmung in spiralförmigen Bahnen entlang eines am unteren Endbereich des Abscheidebereiches ausgebildeten Ko- nus nach unten in einen Pulversammelbereich gefördert. Die Gasströmung wird dadurch gezwungen, nach oben umzukehren. Das Gas verlässt den Zyklonabscheider in Form einer Radialströmung von außen nach innen und strömt durch ein sogenanntes Tauchrohr am Kopfbereich des Zyklonabscheiders nach oben. Die Einlaufgeometrie des Zyklonabscheiders und das Tauchrohr des Zyklonabscheiders bilden ein wichtiges Bauteil des Zyklonabscheiders, da deren Geometrie und Durchmesser die im Zyklonabscheider auftretende Zentrifugalkraft und damit die Abscheideleistung sowie den Druckverlust bestimmt. Die anderen Abmessungen der Bereiche des Zyklonabscheiders werden der Einlaufgeometrie und dem Tauchrohr angepasst.

Die Bauformen von Zyklonabscheidern unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Einlaufgeometrien. Die gebräuchlichsten Einlaufgeometrien sind der Spiraleinlauf sowie der Tangentialeinlauf, auch Schlitzeinlauf genannt. Da beide von der Abscheideleistung her gleichwertig sind, wird häufig dem einfacheren Tangentialeinlauf der Vorzug gegeben. Der Axialeinlauf ist aus Platzgründen teilweise baus- eits erforderlich. Er eignet sich besonders für große Gasdurchsätze bei etwas geringeren Abscheideleistungen. Ein Zyklonabscheider der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2007 005 312 AI bekannt. Bei diesem Stand der Technik kommt der Zyklonabscheider zum Abscheiden von Beschichtungspulver aus einem Pulver-Luft-Gemischstrom zum Einsatz. Dabei ist vorgesehen, dass das in dem Abscheidebereich des Zyklonabscheiders abgeschiedene Pulver als Rückgewinnungspulver wieder einer Pulversprühbeschichtungsanlage zugeführt werden kann. Bevor das aus dem Pulver-Luft-Gemischstrom abgeschiedene und somit rückgewonnene Pulver als Rückgewinnungspulver in einer Pulverbeschichtungsan- lage - entweder rein oder mit Frischpulver vermischt - wieder verwendet werden kann, ist unter Umständen eine Aufbereitung des Rückgewinnungspulvers erforderlich, damit dieses eine ausreichend gute Qualität aufweist. Hierzu kann unter anderem auch das Sieben des Rückgewinnungspulvers in einer Siebvorrichtung gehören, um von dem rückgewonnenen Beschichtungspulver grobkörnige Verunreinigungen abtrennen zu können.

Darüber hinaus ist es bekannt, stromaufwärts oder stromabwärts des Zyklonabscheider eine geeignete Siebvorrichtung beispielsweise in Gestalt eines separaten Siebes einzusetzen. Des Weiteren besteht grundsätzlich die Möglichkeit, in dem Zyklonabscheider selber ein Sieb zum Sieben des aus dem Pulver-Luft-Gemischstrom abgeschiedenen Pulvers vorzusehen.

Bei der Anwendung von Zyklonabscheidern in einer Pulverrückgewinnungsvorrich- tung einer (Duroplast-) Pulverbeschichtungsanlage (Anlage zum Beschichten von Gegenständen mit duroplastischem Pulver) ist die Besonderheit zu berücksichtigen, dass - je nach Beschichtungsbetrieb - der Gasdurchsatz durch den Zyklonabscheider variiert. Dieser Gasdurchsatz hängt insbesondere davon ab, welche Menge an mit Restpulver versehene Luft zum Zwecke der Pulverabscheidung ei- ner Beschichtungskabine der Pulverbeschichtungsanlage pro Zeiteinheit dem Zyklonabscheider zugeführt wird.

Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass bei (Duroplast-) Pulverbeschichtungs- anlagen in der Regel mit unterschiedlichen Pulverarten und Pulvertypen betrieben werden. Insofern ist es in der Regel nicht möglich, einen an den Betrieb der Pulverbeschichtungsanlage optimal angepassten Zyklonabscheider vorzusehen, da - wie ausgeführt - insbesondere die pro Zeiteinheit dem Zyklonabscheider zugeführte Menge des zu behandelnden Pulver-Luft-Gemischstromes im Betrieb der Pulverbeschichtungsanlage variiert. Die in der Regel nicht optimal erzielbare Anpassung des Zyklonabscheiders an den tatsächlichen Betrieb der Pulverbeschichtungsanlage hat zur Folge, dass der Zyklonabscheider in der Regel keine optimale Abscheideleistung erzielt. Die Abscheideleistung des Zyklonabscheiders wird weiter herabgesetzt, wenn in dem zu behandelnden Pulver-Luft-Gemischstrom besonders abrasive Pulverpartikel enthalten sind, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn in der Pulverbeschichtungsanlage Emaille-Pulver oder keramikhaltiges Pulver versprüht wird. Derartige in dem dem Zyklonabscheider zugeführten Pulver-Luft-Gemischstrom enthaltenen abrasiven Partikel verändern aufgrund ihres abrasiven Verhaltens die Oberflächenbeschaffenheit der Innenoberfläche des Zyklonabscheiders. Hierbei hat sich gezeigt, dass insbesondere bei Emaille-Pulver ein Aufrauen der Innenoberfläche des Zyklonabscheiders nach kurzer Zeit unumgänglich ist. Untersuchungen haben ferner gezeigt, dass eine aufgeraute Oberflächenbeschaffenheit der Innenoberfläche des Zyklonabscheiders zum Teil signifikante Auswirkungen auf das Strömungsverhalten des in dem Zyklonabscheider rotierenden Gemischstromes haben kann. Insbesondere beeinflusst eine aufgeraute Oberflächenbeschaffenheit die Wandgrenzschichtströmung, welche einen wesentlichen Ein- fluss auf das Abscheiden der in dem Gemischstrom mitgetragenen Pulverpartikel hat. Durch das Aufrauen der Innenoberfläche des Zyklonabscheiders wird die Grenzschicht zunehmend turbulent, was zur Folge hat, dass auf die in der Wandgrenzschichtströmung mitgetragenen Pulverpartikel eine zusätzliche Radialkraft entgegen der Fliehkraft wirkt, so dass die Pulverpartikel wieder aus der Wand- grenzschichtströmung radial in die Wirbelströmung transportiert werden. Dies hat letztendlich einen signifikanten Einfluss auf die Abscheideleistung des Zyklonabscheiders.

Auf Grundlage dieser Problematik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Betrieb eines Zyklonabscheiders erzielbare Abscheideleistung bzw. den im Betrieb des Zyklonabscheiders erzielbare Abscheidegrad zu optimieren, und zwar durch einfache Bauweise des Zyklonabscheiders, um letztendlich eine höhere Betriebssicherheit und geringere Betriebskosten erreichen zu können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Zyklonabscheiders in den abhängigen Patentansprüchen angegeben sind. Demgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass bei dem erfindungsgemäßen Zyklonabscheider zumindest die mit dem Pulver-Luft-Gemischstrom in Kontakt kommende Innenoberfläche des Einlaufbereiches und/oder zumindest die mit dem Pulver-Luft-Gemischstrom in Kontakt kommende Innenoberfläche des Abscheidebereiches zumindest bereichsweise aus einem besonders harten, widerstandsfähigen Material gefertigt ist, welches eine Rockwell-Härte C (Rc) von mindestens 60 aufweist. Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielen Wirkungen liegen auf der Hand : Indem die Innenoberfläche des Zyklonabscheiders, und insbesondere die Innenoberfläche des Einlaufbereiches und/oder die Innenoberfläche des Abscheidebereiches des Zyklonabscheiders, zumindest bereichsweise aus dem Material gefertigt ist, welches eine Rockwell-Härte C (Rc) von mindestens 60 aufweist, kann in einer einfach zu realisierenden, aber dennoch effektiven Weise erzielt werden, dass die Oberflächenbeschaffenheit der entsprechenden Innenoberfläche des Zyklonabscheiders selbst bei längerem Betrieb und auch dann, wenn in dem zu behandelnden Gemischstrom hoch abrasive Pulverpartikel enthalten sind, eine laminare Wandgrenzschichtströmung im Abscheidebereich ausbildbar ist, mit welcher die aus dem Gemischstrom abzuscheidenden Pulverpartikel infolge der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft in spiralförmigen Bahnen entlang des am unteren Endbereich des Abscheidebereiches ausgebildeten Konus nach unten in den Pulversammelbereich gefördert werden. Insbesondere wird mit der erfindungsgemäßen Lösung wirksam verhindert, dass die Wandgrenzschichtströmung turbulent wird, welches - wie eingangs ausgeführt - einen signifikanten Einfluss auf die im Betrieb des Zyklonabscheiders erzielbare Abscheideleistung hat.

Somit bleibt festzuhalten, dass durch die vorgeschlagene Maßnahme, nämlich zumindest die mit dem Pulver-Luft-Gemischstrom in Kontakt kommende Innenober- fläche des Zyklonabscheiders zumindest bereichsweise aus einem harten Material zu fertigen, die Abscheideleistung des Zyklonabscheiders optimiert werden kann.

Der erfindungsgemäße Zyklonabscheider eignet sich insbesondere für eine Pulverrückgewinnungsvorrichtung in einer Emaille-Pulverbeschichtungsanlage. Emaille-Pulver unterscheidet sich von duroplastischen Beschichtungspulvern insbesondere dadurch, dass Emaille-Pulver hoch-abrasiv ist, so dass die beim Sprühbeschichten mit Emaille-Pulver in Kontakt mit dem Emaille-Pulver kommenden Komponenten der Sprühbeschichtungsanlage besonders konzipiert sein müssen. So werden beispielsweise bislang in Emaille-Pulverbeschichtungsanlagen besonders widerstandsfähige Sinter-Filter als Pulverrückgewinnungsvorrichtung verwendet, da bei Emaille-Pulver ein herkömmlicher Zyklonabscheider innerhalb kurzer Zeit durchscheuern würde. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es hingegen nun erstmalig möglich, die Zyklonabscheidertechnik bei Emaille-Pulverbeschichtungsanlagen einzusetzen.

In einer bevorzugten Realisierung des erfindungsgemäßen Zyklonabscheiders ist vorgesehen, dass der untere Endbereich des Abscheidebereiches kegelstumpfartig mit einer sich in Richtung des Pulversammelbereiches verjüngenden, insbesondere konisch zulaufenden Mantelgeometrie ausgeführt ist, wobei insbesondere die Innenoberfläche des kegelstumpfartig ausgeführten Endbereiches des Abscheidebereiches zumindest bereichsweise aus dem Material gefertigt ist, welches eine Rockwell-Härte C (Rc) von mindestens 60 aufweist. Auf diese Weise wird auch wirksam abrasive Effekte auf der Innenoberfläche in dem Bereich des Zyklonabscheiders verhindert, in welchem die Gasströmung noch oben umkehrt, um über das Tauchrohr des Zyklonabscheiders aus dem Zyklonabscheider abgeführt zu werden. Vorzugsweise ist das Material, welches eine Rockwell-Härte C (Rc) von mindestens 60 aufweist, ein Hartmetall, eine Hartmetall-Legierung, ein Metallkarbid, ein Keramikmaterial, insbesondere ein Emaille, ein Nitrid, Borid, Oxyd und/oder ein Diamantmaterial. Gemäß anderen Ausführungsformen kommt als Material Wolframkarbid, Titankarbid, Chromkarbid, Borkarbid und/oder Eisenkarbid zum Ein- satz.

Um die Innenoberfläche des Zyklonabscheiders zumindest bereichsweise mit dem harten Material zu fertigen, ist vorgesehen, dass die Innenoberfläche des Bereiches, welche aus dem Material mit der Rockwell-Härte C (Rc) von mindestens 60 gefertigt ist, ein integraler Bestandteil des Zyklonabscheiders ist. Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, den Bereich der Innenoberfläche als Beschichtung oder als Einsatz auszubilden. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt weist die Innenoberfläche insbesondere des Bereiches, welcher aus dem Material gefertigt ist, welches eine Rock- well-Härte C (Rc) von mindestens 60 aufweist, zumindest bereichsweise eine Rau- igkeit (Ra) von < 0,20 μιτι und vorzugsweise eine Rauigkeit (Ra) von < 0,12 μιτι auf. Diese Rauhigkeitswerte sind insbesondere an die mittlere Pulverkorngröße von üblichem Beschichtungspulver angepasst und so ausgewählt, dass im Betrieb des Zyklonabscheiders ungewünschte Pulverablagerungen und -ansammlungen an der Innenoberfläche des Zyklonabscheiders wirksam verhindert werden.

Hierzu ist zu betonen, dass die genannten Rauhigkeitswerte insbesondere in Abhängigkeit von der mittleren Pulverkorngröße des mit dem Zyklonabscheider abzutrennenden Beschichtungspulver gewählt sind. In einer Ausführungsform der Erfindung ist in diesem Zusammenhang insbesondere vorgesehen, dass die Innenoberfläche und insbesondere der Bereich der Innenoberfläche, welcher aus dem Material gefertigt ist, welches eine Rockwell- Härte C (Rc) von mindestens 60 aufweist, nachbehandelt ist oder nachbehandel- bar, insbesondere polierbar und/oder schleifbar ist, um bedarfsweise den Rauhig- keitswert der Innenoberfläche an die abzuscheidende Pulversorte anzupassen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zyklonabscheiders sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Pulverrückgewinnungsvorrichtung für eine Pulverbeschichtungsanlage, wobei die Pulverpulverrückgewinnungsvorrich- tung für eine Pulverbeschichtungsanlage, wobei die Pulverrückgewinnungsvorrichtung einen Zyklonabscheider gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen als Beispiel beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen : FIG. 1 schematisch eine Pulversprühbeschichtungsanlage als Beispiel für eine

Vielzahl von verschiedenen Sprühbeschichtungsanlagen, in welchen ein Zyklonabscheider gemäß der Erfindung als Pulverrückgewinnungsvorrichtung anwendbar ist; und

FIG. 2 einen Vertikalaxialschnitt, teilweise schematisch, durch einen unteren

Endbereich einer exemplarischen Ausführungsform des Zyklonabscheiders gemäß der Erfindung .

FIG. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Pulversprühbeschichtungs- anlage zum Sprühbeschichten von Objekten 2 mit Beschichtungspulver, welches danach in einem nicht gezeigten Wärmeofen auf das Objekt aufgeschmolzen wird . Die in FIG. 1 dargestellte Pulversprühbeschichtungsanlage weist einen Zyklonabscheider 100 gemäß der Erfindung auf.

Für die Steuerung der Funktionen der Pulversprühbeschichtungsanlage sind ein oder mehrere elektronische Steuergeräte 3 vorgesehen. Zur pneumatischen Förderung des Beschichtungspulvers sind Pulverpumpen 4 vorgesehen. Dies können Injektoren sein, in welchen Beschichtungspulver mittels als Förderluft dienender Druckluft aus einem Pulverbehälter angesaugt wird, wonach dann das Gemisch aus Förderluft und Beschichtungspulver gemeinsam in einen Behälter oder zu ei- ner Sprühvorrichtung strömt.

Als Pulverpumpe können auch solche Pumpenarten verwendet werden, welche kleine Pulverportionen mittels Druckluft nacheinander fördern, wobei jeweils eine kleine Pulverportion (Pulvermenge) in einer Pulverkammer gespeichert und dann mittels Druckluft aus der Pulverkammer herausgedrückt wird . Die Druckluft bleibt hinter der Pulverportion und schiebt die Pulverportion vor sich her. Diese Pumpenarten werden manchmal als Druckluftschubpumpen oder als Pfropfenförde- rungs-Pumpen bezeichnet, da die Druckluft die gespeicherte Pulverportion wie einen Pfropfen vor sich her durch eine Pumpenauslassleitung schiebt.

Zur Erzeugung der Druckluft für die pneumatische Förderung des Beschichtungspulvers und zur Fluidisierung des Beschichtungspulvers ist eine Druckluftquelle 6 vorgesehen, welche über entsprechende Druckeinstellelemente 8, z. B. Druckregler und/oder Ventile, an die verschiedenen Geräte angeschlossen ist. Frischpulver von einem Pulverlieferanten wird aus einem Lieferantenbehältnis, was beispielsweise ein Kleinbehältnis 12 oder beispielsweise ein Großbehältnis 14 sein kann, mittels einer Pulverpumpe 4 in einer Frischpulverleitung 16 oder 18 einer Siebvorrichtung 10 zugeführt.

Das von der Siebvorrichtung 10 gesiebte Beschichtungspulver wird durch Schwerkraft oder vorzugsweise jeweils durch eine Pulverpumpe 4 über eine oder mehrere Pulverzufuhrleitungen 20 durch Pulvereinlassöffnungen 26 in eine Zwischenbehälterkammer 22 eines Zwischenbehälters 24 gefördert. Das Volumen der Zwi- schenbehälterkammer 22 ist vorzugsweise wesentlich kleiner als das Volumen des Frischpulver-Kleinbehälters 12.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Pulverpumpe 4 der mindestens einen Pulverzufuhrleitung 20 zu dem Zwischenbehälter 24 eine Druckluftschubpumpe. Hierbei kann der Anfangsabschnitt der Pulverzufuhrleitung 20 als Pumpenkammer dienen, in welche von der Siebvorrichtung 10 gesiebtes Pulver durch ein Ventil, z. B. ein Quetschventil, fällt. Nachdem diese Pumpenkammer eine bestimmte Pulverportion enthält, wird die Pulverzufuhrleitung 20 durch Schließen des Ventils von der Siebvorrichtung 10 strömungsmäßig getrennt. Da- nach wird die Pulverportion mittels Druckluft durch die Pulverzufuhrleitung 20 in die Zwischenbehälterkammer 20 gestoßen.

Die Pulvereinlassöffnungen 26 sind vorzugsweise in einer Seitenwand des Zwischenbehälters 24, vorzugsweise nahe des Bodens der Zwischenbehälterkammer 22 angeordnet, so dass beim Durchspülen der Zwischenbehälterkammer 22 mittels Druckluft auch am Boden befindliche Pulverreste durch die Pulvereinlassöffnungen 26 hinausgetrieben werden können, zu welchem Zwecke die Pulverzufuhrleitungen 20 vorzugsweise von der Siebvorrichtung 10 getrennt und in einen Abfallbehälter gerichtet werden, wie dies in FIG. 1 schematisch durch einen gestri- chelten Pfeil 28 angedeutet ist. Zum Reinigen der Zwischenbehälterkammer 22 ist beispielsweise ein mit Druckluftdüsen versehener Tauchkolben 30 durch die Zwischenbehälterkammer 22 hindurch bewegbar. An ein oder vorzugsweise mehrere Pulverauslassöffnungen 36 sind Pulverpumpen 4, z. B. Injektoren, zur Förderung von Beschichtungspulver durch Pulverleitungen 38 zu Sprühvorrichtungen 40 angeschlossen. Die Sprühvorrichtungen 40 können Sprühdüsen oder Rotationszerstäuber zum Sprühen des Beschichtungspulvers 42 auf das zu beschichtende Objekt 2 aufweisen, welches sich vorzugsweise in einer Beschichtungskabine 43 befindet. Die Pulverauslassöffnungen 36 befinden sich vorzugsweise in einer Wand, welche der Wand gegenüberliegt, in welcher sich die Pulvereinlassöffnungen 26 befinden. Die Pulverauslassöffnungen 36 sind vorzugsweise ebenfalls nahe des Bodens der Zwischenbehälterkammer 22 angeordnet.

Beschichtungspulver 42, welches nicht an dem Objekt 2 haftet, wird als Überschusspulver über eine Überschusspulverleitung 44 mittels eines Saugluftstroms eines Gebläses 46 in einen Zyklonabscheider 100 gesaugt. Das Überschusspulver wird im Zyklonabscheider 100 so weit wie möglich vom Saugluftstrom getrennt. Der getrennte Pulveranteil wird dann als Rückgewinnungspulver vom Zyklonabscheider 100 über eine Pulverrückgewinnungsleitung 50 wieder zu der Zwischenbehälterkammer 22 geleitet.

Je nach Pulversorte und/oder Pulververschmutzungsgrad kann auch die Möglich- keit vorgesehen werden, die Pulverrückgewinnungsleitung 50 von der Zwischenbehälterkammer 22 zu trennen und das Rückgewinnungspulver in einen Abfallbehälter zu leiten, wie dies in FIG. 1 durch eine gestrichelte Linie 51 schematisch dargestellt ist. Der Zwischenbehälter 24 kann einen oder mehrere, beispielsweise zwei Sensoren Sl und/oder S2 aufweisen, um die Zufuhr von Beschichtungspulver in die Zwischenbehälterkammer 22 mittels des Steuergerätes 3 und der Pulverpumpen 4 in den Pulverzuleitungen 20 zu steuern. Beispielsweise detektiert der untere Sensor Sl ein unteres Pulverniveaulimit und der obere Sensor S2 ein oberes Pulverni- veaulimit.

Der unteren Endbereich des Zyklonabscheiders 100 dient als Pulversammelbereich 104 und kann als Vorratsbehälter für Rückgewinnungspulver ausgebildet und ver- wendet werden und hierfür mit einem oder mehreren Sensoren, bei den dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zyklonabscheiders 100 mit genau einem Sensoren S3 versehen sein, welcher funktionsmäßig mit dem Steuergerät 3 verbunden sind. Dadurch kann beispielsweise automatisch die Frischpul- verzufuhr durch die Frischpulverzuleitungen 16 und 18 gestoppt werden, solange im Zyklonabscheider 100 ausreichend Rückgewinnungspulver vorhanden ist, um der Zwischenbehälterkammer 22 Rückgewinnungspulver in ausreichender Menge zuzuführen, welche für den Sprühbeschichtungsbetrieb mittels der Sprühvorrichtungen 40 erforderlich ist. Wenn im Zyklonabscheider 100 hierfür nicht mehr aus- reichend Rückgewinnungspulver vorhanden ist, kann automatisch auf die Zufuhr von Frischpulver durch die Frischpulverzuleitungen 16 oder 18 umgeschaltet werden. Ferner besteht auch die Möglichkeit, Frischpulver und Rückgewinnungspulver gleichzeitig der Zwischenbehälterkammer 22 zuzuführen, so dass sie miteinander vermischt werden.

Die Abluft des Zyklonabscheiders 100 gelangt über ein mittig von oben herab in den Einlaufbereich 101 mündendes Tauchrohr (nicht explizit dargestellt) und eine Abluftleitung 54 in eine Nachfiltervorrichtung 56 und darin durch ein oder mehrere Filterelemente 58 zu dem Gebläse 46 und nach diesem in die Außenat- mosphäre. Die Filterelemente 58 können Filtersäcke oder Filterpatronen oder Filterplatten oder ähnliche Filterelemente sein. Das mittels der Filterelemente 58 vom Luftstrom getrennte Pulver ist normalerweise Abfallpulver und fällt durch Schwerkraft in einen Abfallbehälter oder kann, wie in FIG. 1 zeigt, über eine oder mehrere Abfallleitungen 60, welche jeweils eine Pulverpumpe 4 enthalten, in ei- nen Abfallbehälter 62 an einer Abfallstation 63 gefördert werden.

Je nach Pulverart und Pulverbeschichtungsbedingungen kann das Abfallpulver auch wieder zurückgewonnen werden zur Siebvorrichtung 10, um erneut in den Beschichtungskreislauf zu gelangen. Dies ist in FIG. 1 durch Weichen 59 und Zweigleitungen 61 der Abfallleitungen 60 schematisch dargestellt.

Beim Mehrfarbenbetrieb, bei welchem verschiedene Farben jeweils nur kurze Zeit versprüht werden, werden üblicherweise der Zyklonabscheider 100 und die Nachfiltervorrichtung 56 verwendet und das Abfallpulver der Nachfiltervorrichtung 56 gelangt in den Abfallbehälter 62. Der Pulverabscheide-Wirkungsgrad des Zyklonabscheiders 100 ist zwar meistens geringer als der der Nachfiltervorrichtung 56, jedoch kann er schneller gereinigt werden als die Nachfiltervorrichtung 56. Beim Einfarbenbetrieb, bei welchem für lange Zeit das gleiche Pulver verwendet wird, ist es möglich, auf den Zyklonabscheider 100 zu verzichten und die Überschusspulverleitung 44 anstelle der Abluftleitung 54 an die Nachfiltervorrichtung 56 anzuschließen und die Abfallleitungen 60, welche in diesem Fall zurückzugewinnendes Pulver enthalten, als Rückgewinnungspulverleitungen an die Siebvorrichtung 10 anzuschließen. Beim Einfarbenbetrieb wird üblicherweise nur dann der Zyklon- abscheider 100 in Kombination mit der Nachfiltervorrichtung 56 verwendet, wenn es sich um ein problematisches Beschichtungspulver handelt. In diesem Fall wird nur das Rückgewinnungspulver des Zyklonabscheiders 100 über die Pulverrückgewinnungsleitung 50 Zwischenbehälterkammer 22 zugeführt, während das Abfallpulver der Nachfiltervorrichtung 56 als Abfall in den Abfallbehälter 62 oder in ei- nen anderen Abfallbehälter gelangt, welch letzterer ohne Abfallleitungen 60 direkt unter eine Auslassöffnung der Nachfiltervorrichtung 56 gestellt werden kann.

Am unteren Ende des Pulversammelbereiches 104 der Zyklonvorrichtung 100 kann ein Auslassventil 64, beispielsweise ein Quetschventil vorgesehen sein. Ferner kann oberhalb von diesem Auslassventil 64, im oder am unteren Ende des, als Vorratsbehälter ausgebildeten Pulversammelbereiches 104 des Zyklonabscheiders 100, eine Fluidisiervorrichtung 66 zur Fluidisierung des Beschichtungspulvers vorgesehen sein. Die Fluidisiervorrichtung 66 enthält mindestens eine Fluidisierwand

80 aus einem offenporigem oder mit engen Bohrungen versehenen Material, wel- ches für Druckluft, jedoch nicht für Beschichtungspulver durchlässig ist. Die Fludi- sierwand 80 ist zwischen dem Pulverweg und einer Fluidiesier-Druckluftkammer

81 angeordnet. Die Fluidisier-Druckluftkammer 81 ist über ein Druckeinstellelement 8 mit der Druckluftquelle 6 verbindbar. Die Frischpulverleitung 16 und/oder 18 kann an ihrem stromaufwärtigen Ende, entweder direkt oder durch die Pulverpumpe 4, mit einem Pulverförderrohr 70 strömungsmäßig verbunden sein, welches in den Lieferantenbehälter 12 oder 14 eintauchbar ist zum Absaugen von frischem Beschichtungspulver. Die Pulverpumpe 4 kann am Anfang, am Ende oder dazwischen in der Frischpulverleitung 16 bzw. 18 oder am oberen oder unteren Ende des Pulverförderrohres 70 angeordnet werden.

FIG. 1 zeigt als Frischpulver-Kleinbehälter einen Frischpulver-Pulversack 12 in ei- nem Sackaufnahmetrichter 74. Der Pulversack 12 wird von dem Sackaufnahmetrichter 74 in einer definierten Form gehalten, wobei die Sacköffnung sich am oberen Sackende befindet. Der Sackaufnahmetrichter 74 kann auf einer Waage oder Wägesensoren 76 angeordnet werden. Diese Waage oder die Wägesensoren können, je nach Art, eine optische Anzeige und/oder ein elektrisches Signal er- zeugen, welches nach Abzug des Gewichts des Sackaufnahmetrichters 74 dem Gewicht und damit auch der Menge des Beschichtungspulvers in dem Kleinbehälter 12 entspricht. Am Sackaufnahmetrichter 74 ist vorzugsweise mindestens ein ihn vibrierender Vibrator 78 angeordnet. Wesentlich ist, dass bei der Pulversprühbeschichtungsanlage gemäß der Darstellung in FIG. 1 der im Zyklonabscheider 100 vom Saugluftstrom getrennte Pulveranteil mit Hilfe einer Pulverpumpe 4 als Rückgewinnungspulver vom Zyklonabscheider 100 über die Pulverrückgewinnungsleitung 50 direkt zu der Zwischenbehälterkammer 22 geleitet werden kann, ohne dass es auf dem Weg von dem Pul- versammelbereich 104 des Zyklonabscheiders 100 zu der Zwischenbehälterkammer 22 das Rückgewinnungspulver eine Siebvorrichtung, beispielsweise die Siebvorrichtung 10 passieren muss. Dies ist möglich, da bereits im Inneren des Zyklonabscheiders ein Sieb zum Sieben des in dem Abscheidebereich 103 des Zyklonabscheiders 100 abgeschiedenen Pulvers vorgesehen sein kann. Selbstver- ständlich ist es aber auch möglich, dass trotz eines im Zyklonabscheider 100 vorgesehenen Siebes der im Zyklonabscheider 100 vom Saugluftstrom getrennte Pulveranteil mit Hilfe der Pulverpumpe 4 als Rückgewinnungspulver zunächst in die Siebvorrichtung und von dort in die Zwischenbehälterkammer 22 geleitet wird. Nachfolgend wird ein Zyklonabscheider 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Darstellung gemäß FIG. 2 näher beschrieben. Dabei zeigt FIG. 2 in einer längsgeschnittenen Darstellung eine Draufsicht auf den unteren Endbereich des Zyklonabscheiders gemäß einer Ausführungsform der Erfindung . Gemäß der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zyklonabscheiders 100 ist zumindest der untere Endbereich 103a des Abscheidebereichs 103 kegelstumpfartig mit einer sich in Richtung des Pulversammelbereiches 104 verjüngenden, insbesondere konisch zulaufenden Mantelgeometrie ausgeführt. Obwohl in FIG. 2 nicht dargestellt, kann der obere Endbereich 103b des Abscheidebereichs 103 ebenfalls leicht konisch zulaufend oder aber auch zylindrisch ausgebildet sein, wie es in der Darstellung des Zyklonabscheiders 100 in FIG. 1 angedeutet ist.

Am oberen Ende des Abscheidebereichs 103 schließt sich ein ebenfalls zylindrisch ausgebildeter Einlaufbereich 101 mit dem Pulvereinlass 101 an. Im radialen Zentrum des Einlaufbereiches befindet sich ein Luftstromauslass, welcher durch das stromaufwärtige Ende der Abluftleitung 54 gebildet oder an welchen die Abluftlei- tung 54 angeschlossen sein kann.

Zum Sammeln des in dem Abscheidebereich 103 abgeschiedenen Pulvers ist mit dem unteren Endbereich 103a des Abscheidebereiches 103 der Pulversammelbereich 104 verbundenen oder verbindbaren. Bei der Ausführungsform gemäß FIG. 2 ist der untere Endbereich 103a des Abscheidebereiches 103 über ein zylinderförmiges Siebgehäuse 120, in welchem das Sieb 121 gehalten wird, mit dem Pulversammelbereich 104 verbunden.

Der Pulversammelbereich 104 weist eine sich in Richtung des am unteren Ende des Pulversammelbereiches 104 vorgesehenen Pulverauslasses 105 insbesondere konisch verjüngenden Mantelgeometrie auf, so dass das in dem Pulversammelbereich 104 gesammelte Rückführungspulver durch Schwerkraft in Richtung Pulverauslass 105 fällt. Der Pulverauslass 105 ist mit dem Pulverauslassventil 64, vorzugsweise ein Quetschventil, versehen, mittels welchem der Pulverauslass 105 al- ternativ geöffnet oder geschlossen werden kann.

Im unteren Teil des Pulversammelbereiches 104 kann eine Fluidisiervorrichtung 66 angeordnet sein zur Fluidisierung des Rückgewinnungspulvers im Pulversammelbereich 104. Die Fluidisiervorrichtung 66 kann in den Pulversammelbereich 104 hineinragen oder vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass die Fluidisier- wand 66 mindestens einen Teil der Wand des Pulversammelbereiches 104.

Der Begriff Fluidisieren bedeutet hier, dass die Fluidisierdruckluft das Rückgewin- nungspulver durchströmt und dadurch das Rückgewinnungspulver in einen fließfähigen (fluidisierten) Zustand versetzt oder die Fließfähigkeit des Rückgewinnungspulvers verbessert.

Wie bereits angedeutet, kann der Pulversammelbereich 104 mit mindestens einem Sensor S3 versehen sein. Dies kann ein Niveausensor oder Schalter sein, welcher ein Signal erzeugen, in Abhängigkeit davon, ob das Rückgewinnungspulver im Pulversammelbereich 104 mindestens das von dem Sensor S3 detektierte Pulverniveau erreicht oder nicht. Der Sensor S3 ist beispielsweise in einem bestimmten Abstand über dem Pulverauslassventil 64 angeordnet, und kann dazu verwendet werden, eine vorbestimmte Reservemenge an Rückgewinnungspulver zu definieren.

Die Verwendung von mindestens einem Sensor S3 ermöglicht eine Steuerung des Pulverauslassventils 64 in Abhängigkeit von einem Signal des Sensors S3 mittels des Steuergerätes 3. Das Pulverauslassventil 64 kann von dem Steuergerät 3, falls es erwünscht wird, auch in Abhängigkeit von anderen Kriterien gesteuert werden, beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob der Sensor Sl des Zwischenbehälters 24 Pulverbedarf meldet und/oder in Abhängigkeit von den Sensoren oder Wägemesszellen 76 und damit in Abhängigkeit davon, ob ausreichend Frischpul- ver im Frischpulverbehälter 12 vorhanden ist oder nicht.

Bevorzugt ist es, wenn eine Einrichtung zum Erzeugen von mechanischen Vibrationen in dem Pulversammelbereich 104 vorgesehen ist, so dass bei Bedarf eine mechanische Vibration auf den Pulversammelbereich 104 aufgebracht werden kann, um auf diese Weise gegebenenfalls auf dem Sensor S3 abgelagertes Pulvermaterial zu lösen. Das Pulverauslassventil 64 wird vorzugsweise jeweils nur dann geöffnet, wenn aus dem Pulversammelbereich 104 Rückgewinnungspulver entnommen wird, während das Pulverauslassventil 64 vorzugsweise immer dann geschlossen bleibt, wenn dem Zyklonabscheider 100 bzw. dem Pulversammelbereich 104 kein Pulver entnommen wird . Dadurch wird vermieden, dass Luft in den Zyklonabscheider 100 gelangt und die Fliehkraftabscheidung stört.

Gemäß der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist an die Auslassseite des Pulverauslassventils 64 die Pulverrückgewinnungsleitung 50 angeschlossen. Vorzugsweise befindet sich in der Pulverrückgewinnungsleitung 50 oder noch bevorzugter an ihrem stromaufwärtigen oder an ihrem stromabwärti- gen Ende, eine Pulverpumpe 4 zur Förderung von Rückgewinnungspulver aus dem Pulversammelbereich 104 zu der Zwischenbehälterkammer 22. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird diese Pulverpumpe 4 von einem Steuergerät 3 jeweils nur dann eingeschaltet, wenn auch das Pulverauslassventil 64 von dem Steuergerät 3 geöffnet wird . Dadurch wird je nach Art der Pulverpumpe 4 verhindert, dass von ihr Druckluft aus dem Zyklonabscheider 100 abgesaugt oder in den Zyklonabscheider 100 gefördert wird und dadurch die Funktion des Zyklonabscheiders 100 gestört wird .

Bei dem in FIG. 2 teilweise dargestellten Zyklonabscheider 100 ist vorgesehen, dass einerseits der untere Endbereich 103a des Abscheidebereiches 103 kegel- stumpfartig mit einer sich in Richtung des Pulversammelbereiches 104 verjüngen- den, insbesondere konisch zulaufenden Mantelgeometrie ausgeführt ist, und dass andererseits der Pulversammelbereich 104 ebenfalls mit einer sich in Richtung des Pulverauslasses 105 konisch verjüngenden Mantelgeometrie versehen ist, wobei die Mantellinien M l, M2 des kegelstumpfartig ausgebildeten unteren Endbereiches 103a des Abscheidebereiches 103 und die Mantellinien M3, M4 des ko- nisch ausgebildeten Pulversammelbereiches 104 jeweils zumindest in etwa den gleichen Winkel zu der Längsachse des Zyklonabscheiders 100 aufweisen können.

Zwischen dem unteren Endbereich 103a des Abscheidebereiches 103 und dem Pulversammelbereich 104 befindet sich ein zylindrischer Zwischenabschnitt, der bei der dargestellten Ausführungsform des Zyklonabscheiders 100 durch das Siebgehäuse 120 gebildet wird . Dieses Siebgehäuse 120 dient zum Halten des Siebes 121 und ist vorzugsweise in den Raum zwischen dem unteren Endbereich 103a des Abscheidebereiches 103 und dem Pulversammelbereich 104 einsetzbar, d . h. entfernbar angeordnet.

Der erfindungsgemäße Zyklonabscheider 100 zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest die mit dem Pulver-Luft-Gemischstrom in Kontakt kommende Innenoberfläche des Einlaufbereichs 101 und/oder zumindest die mit dem Pulver-Luft-Ge- mischstrom in Kontakt kommende Innenoberfläche des Abscheidebereiches 103 zumindest bereichsweise aus einem besonderes harten und somit widerstandsfähigen Material gefertigt ist, welches eine Rockwell-Härte C (Rc) von mindestens 60 aufweist. Denkbar in diesem Zusammenhang ist es ferner, wenn auch zumindest bereichsweise die Innenoberfläche des kegelstumpfartig ausgeführten End- bereiches 103a des Abscheidebereiches 103 zumindest bereichsweise aus dem genannten harten Material gefertigt ist.

Für das harte Material eignen sich insbesondere ein Hartmetall, eine Hartmetall- Legierung, ein Metallkarbid oder ein Keramikmaterial, insbesondere ein Emaille an. Denkbar in diesem Zusammenhang ist es, die Innenoberfläche des Bereiches, welche aus dem harten Material gefertigt ist, als integralen Bestandteil des Zyklonabscheiders 100, oder als Beschichtung oder als ein Einsatz auszuführen.

Ein Keramikmaterial im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet insbeson- dere auch eine Masse anorganischer Zusammensetzung, meist aus Silikaten und Oxiden bestehend, die durch Schmelzen oder Fritten, was einen kurz vor der Vollendung abgebrochenen Schmelzvorgang bedeutet, in meist glasig erstarrter Form hergestellt wird. Diese Masse wird, manchmal mit Zusätzen, in der Regel in einer oder mehreren Schichten auf ein Trägermaterial aufgebracht und bei hohen Tem- peraturen und kurzer Brenndauer geschmolzen, wobei meist ein Überzug des Trägermaterials angestrebt wird . Email kommt auf Metall oder Glas als Trägermaterial zum Einsatz.

Gemäß manchen Ausführungsformen der Erfindung entspricht der hierin verwen- dete Begriff „Emaille" einen„Emaillelack" oder eine„Emaillierpaste". Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen beispielhaft gezeigten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zyklonabscheiders beschränkt, sondern ergibt sich vielmehr aus einer fachmännischen Gesamtbetrachtung der Patentansprüche und der Beschreibung, insbesondere der beispielshaften Ausführungsfor- men.