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Title:
PROCESS FOR LOOSENING UP PULVEROUS MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/025377
Kind Code:
A1
Abstract:
To create a process and device for loosening up pulverous material, in particular dye powder for coating objects, ensuring an even feed of material from a container holding the material, the container is vibrated to produce an essentially vertical oscillation such that the largest oscillation amplitude of the container runs vertically. The almost exclusively vertical oscillatory movement of the container enables the material contained therein to be evenly loosened up and, for example, drawn out, since without agglomeration it is extremely well loosened or fluidized, i.e. made to "flow" without additional air supply.

Inventors:
PINGEL JOACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP1994/001349
Publication Date:
November 10, 1994
Filing Date:
April 29, 1994
Export Citation:
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Assignee:
FARB TEC BESCHICHTUNG (DE)
PINGEL JOACHIM (DE)
International Classes:
B05B7/14; B65D88/66; (IPC1-7): B65D88/66; B05B7/14
Foreign References:
DE4021674A11992-01-16
FR2195569A11974-03-08
DE1970483U1967-10-12
DE946314C1956-07-26
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Auflockern von pulverartigem Material, ins besondere von Farbpulver zum Beschichten von Gegenstän¬ den, wobei ein das Material beinhaltendes Behältnis einer Vibration unterworfen wird, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß die Vibration das Behältnis (1) in eine im wesentlichen vertikale Schwingung versetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß die dominate vertikale Komponente der Vibration des Behältnisses (1) eine im wesentlichen vertikale Beschleunigung auf das Material (12) ausübt, durch die das Material (12) aufgelockert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die vertikale Komponente der Vibrationsbewegung eine vertikale, im statistischen Re sonanzbereich des beschleunigten Materials (12) liegende Beschleunigung auf das Material (12) ausübt.
4. Verfahren nach einem der Anspüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die vertikale Komponente der Vibration das Material (12) mit Beschleunigungswerten im Bereich von 1,5 bis 5 g beschleunigt.
5. Einrichtung zum Auflockern von pulverartigem Material, insbesondere von Farbpulver zum Beschichten von Gegen ständen, wobei ein das Material beinhaltendes Behältnis mit einer Vibrationseinrichtung wirkverbunden ist, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vibra¬ tionseinrichtung (10) eine im wesentlichen vertikal aus¬ gerichtete Schwingungsbewegung des das Material (12) ent haltenden Behältnisses (1) erzeugt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß mindestens ein Federelement (11) die von der Vibrationseinrichtung (10) erzeugte Schwingung in eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Schwingungs bewegung des Behältnisses (1) umsetzt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t, daß das/die Federelement/e (11) so ausge¬ bildet ist/sind, daß die Summe der horizontal wirkenden Federkonstante/n größer ist als die Summe der vertikal wirkenden Federkonstanten.
8. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß eine Aufnahmeeinrichtung (7) für das Behältnis (1) vorgesehen ist, die eine in einem Rahmen (8) gelagerte Absteilfläche (9) für das Behältnis (1) umfaßt, wobei mindestens ein Federelement (11) zwi¬ schen Rahmen (8) und Absteilfläche (9) angeordnet ist, das die von der Vibrationseinrichtung (10) erzeugte Schwingungen in eine im wesentlichen vertikal ausgerich¬ tete Schwingungsbewegung der Abstellflache (9) und damit des Behältnisses (1) umwandelt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Längsachse/n der/des zwischen Rahmen (8) und Absteilfläche (9) angeordneten Federele¬ mente/s (11) im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist/sind.
10. Einrichtung nach einem Ansprüche 5 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Aufnahmeeinrichtung (7) nach Art eines ZweiMasseSystems aufgebaut ist, wo¬ bei die Abstellflache (9) über mindestens ein Federele ment (11) federnd am Rahmen (8) und die Vibrationsein¬ richtung (10) über mindestens ein Federelement (11) fe¬ dernd an der Absteilfläche (9) gelagert ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die federnde Lagerung zwischen Vi¬ brationseinrichtung (10) und Absteilfläche (9) über im wesentlichen vertikal ausgerichtete, als Gummipuffer (111) ausgebildete Federelemente und die federnde Lage rung zwischen Abstellflache (9) und Rahmen (8) über im wesentlichen horizontal ausgerichtete, als Gummipuffer (14) ausgebildete Federelemente (11) erfolgt.
12. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Abstellflache (9) für das Behältnis (1) mit einer zusätzlichen Schwungmasse (15) wirkverbunden ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Absteilfläche (9) über im we¬ sentlichen horizontal ausgerichtete Längsachsen (16) auf¬ weisende Federelemente (11) mit der Zusatzmasse (15) und diese über im wesentlichen horizontal ausgerichtete Längsachsen (16) aufweisende Federelemente (11) mit dem Rahmen (8) wirkverbunden ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t, daß die vertikale Schwingungsam¬ plitude der Schwungmasse (15) kleiner ist als die der Ab Stellfläche (9).
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vibra¬ tionseinrichtung (10) starr mit der Abstellflache (9) wirkverbunden ist.
Description:
Verfahren zum Auflockern von pulverartigem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auflockern von pul¬ verartigem Material, insbesondere von Farbpulver zum Be¬ schichten von Gegenständen, wobei ein das Material beinhal¬ tendes Behältnis einer Vibration unterworfen wird, sowie eine Einrichtung zum Auflockern von pulverartigem Material, wobei das Behältnis mit einer Vibrationseinrichtung wirkverbunden ist. Unter pulverartigem Material ist mindestens schüttfähi¬ ges Festkörpergut zu verstehen.

Es ist eine Vorrichtung bekannt (EP 0103745), die dem Ent- leeren eines mit pulverför igen Material gefüllten Behält¬ nisses dient. Das Behältnis umfaßt einen mit einer Öffnung versehenen Deckel, durch den ein Saugrohr verschiebbar in das Behältnis eingeführt ist. Das Behältnis ist so in einer Hal- terung gelagert, da/3 das untere Ende des Vorschub- bzw. Saug- rohres bei seiner Absenkung in das im Behältnis gelagerte

Material in die untere Ecke des Behältnisses ragt. Zusätzlich ist das Behältnis zur Auflockerung des darin gelagerten pul¬ verförmigen Materials mit einer Vibrationseinrichtung wirk¬ verbunden. Um das Saugrohr ist im Abstand ein weiteres Füh- rungsrohr angeordnet, durch das Umgebungsluft während des Absaugens des Materials angesogen wird. Dadurch wird das im Bereich der Enden der Rohre liegende Pulver zusätzlich aufge¬ wirbelt.

Eine weitgehend gleichmäßige Materialmengen-Förderung des im Behältnis gelagterten Materials ist allerdings nicht mit aus¬ reichender Sicherheit möglich, da insbesondere Farbpulver zum Verfestigen neigt und bei bestimmten Frequenzen, Amplituden und Schwingungsrichtungen der Vibrationseinrichtung eine Ver- feεtigung anstatt der angestrebten Auflockerung eintritt. Auch das zusätzliche Ansaugen von Luft über den Abstand

zwischen beiden Rohren kann eine gleichmäßige Materialmengen- Absaugung nicht mit Sicherheit gewährleisten.

Desweiteren ist die Reinigung der Saugrohr und Führungsrohr umfassenden Saugeinrichtung bei einem Materialwechsel, z.B. einem Wechsel von Farbpulver, relativ aufwendig und damit un¬ produktiv.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ver- fahren und eine Einrichtung zum Auflockern von pulverartigem Material, insbesondere von Farbpulver zum Beschichten von Gegenständen, zu schaffen, so daß ein gleichmäßiger Material¬ transport aus einem das Material aufnehmenden Behältnis ge¬ währleistet wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Vibration das Behältnis in eine im wesentlichen vertikale Schwingung versetzt, also die größte Schwingungsamplitude des Behältnisses in vertikaler Richtung verläuft. Durch eine nahezu ausschließlich vertikale Schwingungsbewegung des Behältnisses kann das darin aufgenom¬ mene Material gleichmäßig aufgelockert und z.B. gefördert werden, da es ohne Agglo eratbildung hervorragend aufge¬ lockert bzw. fluidisiert, d.h. zum "Fließen" ohne zusätzliche Luftzuführung gebracht wird. Dadurch ist z.B. nicht nur eine kontinuierliche Förderung gewährleistet, sondern auch das Einbringen eines Saugrohres in das Behältnis wird gegenüber bekannten Verfahren maßgeblich erleichtert. Ein weiterer, sich aus genannter Maßnahme ergebender Vorteil besteht darin, daß ein Förderrohr konstruktiv einfach ohne zusätzliche

Hilfsvorrichtungen ausgeführt werden kann, wodurch eine Rei¬ nigung des Förderrohres bei einem Materialwechsel, insbe¬ sondere einem Farbwechsel von Farbpulver, besonders schnell, einfach und problemlos möglich ist, so daß sich erforderliche Umrüstzeiten maßgeblich verringern lassen.

Das im Behältnis gelagerte Material wird hervorragend fluidi- siert, wenn die dominante vertikale Komponente der Vibration eine im wesentlichen vertikale Beschleunigung auf das Materi¬ al ausübt.

Vorteilhafterweise kann die vertikale Komponente der Vibra¬ tionsbewegung eine vertikale, im statistischen Resonanzbe¬ reich des beschleunigten Materials liegende Beschleunigung auf das Material ausüben. Somit ist eine Auflockerung des Materials mit hoher Sicherheit möglich und ein ungewolltes Verfestigen ausgeschlossen.

Die vertikale Komponente der Vibration kann das Material mit Beschleunigungswerten im Bereich von 1,5 bis 5 g beschleuni- gen. Damit ist eine besonders "fließende" Auflockerung der maßgeblichen, d.h. der die Saugöffnung eines Förderrohres di¬ rekt umgebenden Bereiche des im Behältnis gelagerten Mate¬ rials möglich, wodurch die gleichmäßige und kontinierliche Förderung von Material aus dem Behältnis unter praktischen Gesichtspunkten noch sicherer und somit z.B. eine qualitativ hochwertige Beschichtung von Gegenständen mit Farbpulver er¬ reichbar ist, da durch eine Förderung von Material mit ge¬ ringem Luftanteil und ohne zusätzliche Luft am Förderrohr, d.h. es wird mit nur einer Gassäule und geringen Förderluft- mengen gearbeitet, eine wesentlich verbesserte Aufladung möglich wird. Eine Beschleunigung über 5g führt in der Regel, insbesondere bei Farbpulver, zu einer Staubentwicklung, be¬ sonders verursacht durch den Feinstanteil.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationseinrichtung eine im wesentlichen vertikal ausgerichtete Schwingungsbewegung des das Material enthal¬ tenden Behältnisses erzeugt.

Mit relativ geringem gerätetechnischen Aufwand läßt sich eine solche vertikale Schwingungsbewegung des Behältnisses erzeu-

gen, indem die von der Vibrationseinrichtung verursachte Schwingung über mindestens ein Federelement zu einer im we¬ sentlichen vertikal ausgerichteten Schwingungsbewegung des Behältnisses umgesetzt wird.

Vorteilhafterweise kann/können das/die Federelement/e so aus¬ gebildet sein, daß die Summe der horizontal wirkenden Feder¬ konstante/n größer ist als die Summe der vertikal wirkenden Federkonstante/n. So ist mit großer Sicherheit gewährleistet, daß die von der Vibrationseinrichtung, sinnvollerweise eine mit vertikaler Schwingungsrichtung, erzeugte Schwingung auf Grund der entstehenden vertikalen Amplitude, die dem größten Betrag aller entstehenden Amplituden aufweist, als vertikale Schwingbewegung des Behältnisses umgesetzt wird, so daß eine sichere Auflockerung des im Behältnis gelagerten Farbpulvers erreichbar ist.

Eine besonders robuste und zuverlässig arbeitende Ausfüh¬ rungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist erreichbar, wenn eine Aufnahmeinrichtung für das Behältnis vorgesehen ist, die eine in einem Rahmen gelagerte Absteilfläche für das Behältnis umfaßt, wobei mindestens ein Federelement zwischen Rahmen und Absteilfläche angeordnet ist, das die von der Vi¬ brationseinrichtung erzeugte Schwingung in eine im wesentli- chen vertikal ausgerichtete Schwingungsbewegung der Absteil¬ fläche und damit des Behältnisses umwandelt.

Die Längsachse/n der/des Federelemente/s kann im wesentlichen horizontal zwischen Rahmen und Absteilfläche ausgerichtet sein. Dadurch ist die gewünschte vertikale Schwingungsbewe¬ gung des Behältnisses auf einfache Weise und mit geringem Aufwand erreichbar.

Vorteilhafterweise kann die Aufnahmeeinrichtung nach Art eines Zwei-Masse-Systems aufgebaut sein, wobei die Absteil¬ fläche über mindestens ein Federelement federnd am Rahmen und

die Vibrationseinrichtung über mindestens ein Federelement federnd an der Absteilfläche gelagert ist. Dabei wird die Vi¬ brationseinrichtung im Sinne dieser Lösungsvariante als eine Masse des Zwei-Masse-Systems betrachtet. Durch diese spe- zielle Ausbildung der Lagerung für das Behältnis lassen sich die zur Auflockerung benötigten vertikalen Beschleunigungs¬ werte über die vertikale Vibrationskomponente mit hoher Si¬ cherheit erreichen und die während der Förderung des Mate¬ rials aus dem Behältnis entstehenden Masseunterschiede des gefüllten Behältnisses weitgehend kompensieren. Vorzugsweise erfolgt die federnde Lagerung zwischen Vibrationseinrichtung und Absteilfläche über im wesentlichen vertikal ausgerichtete Gummipuffer und die federnde Lagerung zwischen Absteilfläche und Rahmen über im wesentlichen horizontal ausgerichtete Gummipuffer.

In,einer anderen Ausführungsform kann die Absteilfläche für das Behältnis mit einer zusätzlichen Schwungmasse wirkver¬ bunden sein. Dadurch ist ebenfalls eine zuverlässige Auf- lockerung des Materials erreichbar.

Dabei kann die Absteilfläche über im wesentlichen horizontal ausgerichtete Längsachsen aufweisende Federelemente mit der zusätzlichen Schwungmasse und diese über im wesentlichen horizontal ausgerichtete Längsachsen aufweisende Federele¬ mente mit dem Rahmen wirkverbunden sein. Diese Ausführungs¬ form ist besonders stabil, mit geringem Aufwand herzustellen und genügt allen praktischen Einsatzbedingungen hinsichtlich Robustheit, geringem Wartungsaufwand etc.

Vorteilhalfterweise ist die vertikale Schwingungsamplitude der Schwungmasse kleiner als die der Absteilfläche, so daß ein sicheres Fluidisieren des im Behältnis gelagerten Mate¬ rials zuverlässig erreichbar ist.

Zur weiteren Vereinfachung dieser Form der er indungsgemäßen Einrichtung kann die Vibrationseinrichtung starr mit der Ab- stellflache wirkverbunden sein.

Weitere Vorteile und Ausfuhrungsformen oder -möglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer und der Erfindung konzipier¬ ten Einrichtung zum Auflockern und Fördern von pul¬ verartigem Material aus einem Behältnis und

Fig. 2 eine weitere Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer zusätzlichen Schwungmasse.

Eine in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt eine Aufnahmeinrichtung 7 für ein mit pulverartigem Material 12 gefülltes Behältnis 1. Das Behältnis 1 ist mit einem Deckel 13 dichtend verschlos¬ sen. Durch den Deckel 13 ist abgedichtet ein Förderrohr 4 einer Saugeinrichtung 3 in das Behältnis eingebracht, und zwar so, daß die Ansaugöffnung des Förderrohres 4 vollständig von Material 12 umgeben ist. Weiterhin ist im Deckel 13 min¬ destens eine Zuführeinrichtung 2 dichtend eingebracht, deren Öffnung in das Behältnis ragt und deren anderes Ende mit min¬ destens einem zweiten nicht dargestellten Materialsammelbe- reich 6 wirkverbunden ist. Dieser kann z.B. ein Material- Rückgewinnungsbehältnis und/oder aber ein weiteres, Frisch¬ material enthaltendes Behältnis sein.

Das Behältnis 1 ist mit seiner Bodenfläche auf eine Abstell- fläche 9 der Aufnahmeeinrichtung 7 gestellt, wobei die Ab- stellflache 9 in einem Rahmen 8 federnd gelagert ist. Die

Absteilfläche 9 ist ebenfalls federnd mit einer Vibrations¬ einrichtung 10 verbunden. Die federnde Anordnung der Vibra¬ tionseinrichtung 10 an der Absteilfläche 9 wird über im we¬ sentlichen vertikal ausgerichtete Federelemente 11 in Form von Gummipuffern 111 realisiert, wogegen die federnde Lage¬ rung zwischen Absteilfläche 9 und Rahmen über im wesentlichen horizontral ausgerichte Federelemente 11 in Form von Gummi¬ puffern 14 erfolgt. Somit ergibt sich eine Aufnahmeinrichtung 7, die nach Art eines Zwei-Masse-Systems aufgebaut ist, wobei von der Vibrationseinrichtung 10, vorzugsweise ein vertikal eingebauter Kolbenvibrator, über die Federelemente 11 auf das Behältnis 1 und damit das Material 12 eine vertikale Be¬ schleunigung übertragen wird. Die Beschleunigungswerte der vertikalen Komponente der Vibration auf das Material errei- chen Werte im Bereich von 1,5 bis 5 g, so daß das im Behält¬ nis 1 gelagerte Material 12 hervorragend aufgelockert wird. Diese Beschleunigungswerte liegen im Resonanzbereich des be¬ schleunigen Materials, speziell dem sogen, statistischen Re¬ sonanzbereich. Somit wird ein "Fließen" des Materials 12 er- reicht. Dadurch ist es weiterhin möglich, daß im Behältnis ausschließlich Unterdr ck anliegt, der über die Saugein¬ richtung 3 erzeugt wird. Dieser Unterdr ck ermöglicht z.B. eine Nachförderung von Material aus dem zweiten Material¬ sammelbereich 6, so daß eine gleichmäßige Entnahme von Ma- terial 12 aus dem Behältnis 1 gewährleistet ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Saugrohr sehr einfach eingeführt werden kann, da durch die ausgezeichnete Auflockerung des Materials 12 zusätzliche Einrichtungen zum Fluidisieren des Materials 12 nicht erforderlich sind. Somit ist insbesondere bei einem Materialwechsel die Saugeinrich¬ tung 3 und das Förderrohr 4 schnell und problemlos zu reini¬ gen.

Besonders vorteilhaft ist es außerdem, die Ansaugöffnung des Förderrohres 4 in geringem Abstand über den Behältnisboden

anzuordnen, so daß die erfoderlichen Vibrationskräfte klein¬ gehalten werden können und demzufolge relativ klein dimensio¬ nierte preisgünstigere Vibratoren eingesetzt werden können.

Bei der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Einrichtung zur Auflockerung von in einem Behältnis 1 gelagertem Material 12 ist die Absteilfläche 9 für das Behältnis 1 über eine zu¬ sätzliche Schwungmasse 15 und horizontal ausgerichtete Längs¬ achsen 16 aufweisende Federelemente 11 mit dem Rahmen 8 ver- bunden. Dabei ist die Vibrationseinrichtung 10 starr mit der Absteilfläche 9 verbunden. Mit dieser Ausführungsform ist ebenfalls eine hervorragende Auflockerung des im Behältnis 1 gelagerten Materials 12 erreichbar.