过滤器模块和用于分离过喷物的装置以及具有这种装置的设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于从涂装设备、特别是上漆设备的载有过喷物的室空气分离过喷物的过滤器模块，所述过滤器模块具有限定出过滤器空间(62)的过滤器壳体(46)，能够经所述过滤器空间沿主流动方向(74)引导载有过喷物的室空气。在所述过滤器空间(62)内将多个由室空气可穿透的分离材料制成的分离元件(80；92；94)布置成使得在所述分离元件(80；92；94)之间形成流动迷宫(87)。此外，本发明还涉及一种分离装置和一种用于为物体进行涂装的具有这种过滤器模块的设备。
【专利说明】过滤器模块和用于分离过喷物的装置以及具有这种装置的设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于从涂装设备、特别是上漆设备的载有过喷物的室空气分离过喷物的过滤器模块，所述过滤器模块具有限定出过滤器空间的过滤器壳体，能够经所述过滤器空间沿主流动方向弓I导载有过喷物的室空气。
[0002]此外，本发明涉及一种用于从涂装设备、特别是上漆设备的载有过喷物的室空气分离过喷物的装置，所述装置具有至少一个过滤器模块，载有过喷物的室空气能够被导引通过所述过滤器模块并且过喷物在所述过滤器模块中被分离。
[0003]本发明还涉及一种用于对物体、特别是车身进行涂装、特别是上漆的设备，所述设备具有
[0004]a)涂装室，在所述涂装室中能够将涂装材料施加到物体(4)上并且能够经所述涂装室引导空气流，所述空气流接纳和携带所产生的涂装材料的过喷物；
[0005]b)分离装置，能够将室空气输送至所述分离装置并且在所述分离装置中将至少固体的一大部分从过喷物中分离出来。
【背景技术】
[0006]在为物体手动或自动上漆的过程中，通常既包含固体和/或粘接剂又包含溶剂的一部分漆流并未被涂覆在物体上。这部分流在本领域被称为“过喷物”。此外，术语“过喷物”、“过喷物颗粒”或者“过喷物固体”总是在离散的系统、如乳液或悬浮液或者他们的组合的含义下理解。过喷物被涂装室内的空气流提取并被输送至分离装置，使得空气在必要时在适当的调节之后可被再次引回到涂装室中。
[0007]特别是对于漆消耗较大的设备，例如对于用于为车身上漆的设备，优选使用湿式分尚系统。
[0008]作为湿式分离的替代方案，在市场上已知本文开头所述类型的过滤器模块和分离装置，借助其进行干式分离。在此特别是具有静电式工作的分离器，其中漆过喷物被引导经过分离表面并且在该处通过以下方式分离，即，过喷物颗粒通过电极装置被离子化并且由于在分离表面和电极装置之间形成的电场而朝向分离表面移动。然后，粘附在分离表面上的过喷物颗粒可以例如机械地从该表面剥离和带走。
[0009]尽管这种分离器的清洁作用很显著，但为了连续运行必须总是保证分离表面与电极装置之间能够形成足够强的电场，这只对于分离表面上的漆过喷物达到一定层厚时是可行的，因为这种层具有绝缘作用。然而从分离表面连续移除漆过喷物可能需要构造上非常昂贵的措施。此外，过喷物可能在分离表面上以如下方式反应、硬化或者干燥，即，使得该过喷物不再能够通过简单地剥离而从分离表面被去除。此外，在这种分离器中不能忽略高的分离效果所造成的能耗。
[0010]作为静电分离器的替代方案，市场上也具有用于过喷物的干式分离器。例如存在无纺布过滤器，其中，载有过喷物的室空气流过无纺布材料，过喷物在无纺布材料上进行分离。然而，这种无纺布过滤器的表面特别是在漆过喷物中存在黏性颗粒的情况下会迅速且不可逆地堵塞，从而在流动的空气中形成压降并且不再能保证充分的分离。这种无纺布过滤器也可以设计为烧结的薄片过滤器，并且还例如涂覆有石粉；这种层用作对于实际过滤材料的保护层并且可以定期地清洁。然而，为此有时需要大量石粉或者一般来说大量层材料。
[0011]干式分离器的另一个例子是所谓的惯性过滤器，其中，流过过滤器的空气经过尽可能多的方向改变，在该过程中，漆颗粒由于其惯性而与所流过的表面碰撞并且粘附在该处。然而，较小并由此较轻的漆颗粒留在空气流中，因此，这种惯性过滤器的分离作用是有限的。
【发明内容】
[0012]因此，本发明的目的是，提供一种能够解决所述问题的本文开头所述类型的过滤器模块、分离装置和设备。
[0013]该目的通过一种本文开头所述类型的过滤器模块实现，即，在过滤器空间内将多个由室空气可穿透的 分离材料制成的分离元件布置成使得在分离元件之间形成流动迷宫/曲径。
[0014]本发明基于这样的认知，即以这种方式能够以良好的分离效率达到过滤器模块的吸收量，因为过滤器模块首先作为经典的分离过滤器工作，但是当分离元件被过喷物堵塞之后，该过滤器模块也可以按照惯性过滤器的原理工作。主流动方向在该过滤器中定义出室空气经过过滤器模块的流经方向，但是不再表示室空气经过流动迷宫的流动路径。这将在下文进一步阐述。
[0015]在实践中，已证明过滤器薄片、过滤器套筒、格室结构或者腔结构作为分离元件是有利的。
[0016]对于过滤器薄片，当过滤器薄片设计为分离垫形式时，能够实现良好的分离结果。
[0017]作为备选，过滤器薄片可以设计成具有V形或者弧形截面。
[0018]如果分离材料是纤维材料，则按照经典的分离过滤器工作的分离作用特别好。所述分离材料优选是无纺布材料。
[0019]如果所述分离元件布置在沿主流动方向前后相继的过滤器级中，则过滤器模块能够特别有效地工作。
[0020]如果所述分离元件在过滤器级中的材料密度沿主流动方向增大，则确保了通过随后的过滤器级还能从室空气分离出甚至相当细小的颗粒。
[0021]对于本文开头所述类型的分离装置，上述目的如此解决，即，至少一个过滤器模块是具有一些或者全部上述特征的过滤器模块。
[0022]在本文开头所述类型的涂装设备的情况下，所述目的如此解决，即，存在所述分离
>J-U ρ?α装直。
[0023]上述分离装置和涂装设备的优点与之前针对过滤器模块所阐述的优点相对应。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]以下参照附图进一步阐述本发明的实施例。在附图中:[0025]图1以正视图示出具有用于过喷物的分离装置的表面处理设备的涂装室；
[0026]图2示出沿图1的剖切线I1-1I剖切涂装室得到的局部剖面；
[0027]图3示出分离装置的过滤器模块的立体图，其中一部分过滤器壳体被去掉；
[0028]图4示出过滤器模块的水平剖面，其示出由无纺布材料制成的多个分离元件的布置结构和形式；
[0029]图5A和图5B是与图4对应的水平剖面，其中设有变型的分离元件。
【具体实施方式】
[0030]在图1中，表面处理设备的涂装室整体上用附图标记2表示，车身4在已在涂装室2上游的、未具体示出的预处理站中例如被清洁和去污之后在表面处理设备中被涂装。涂装室2被置于本身已知的钢结构6上。
[0031]涂装室2包括布置在上部的涂装通道8，其由竖直的侧壁10和水平的室顶12限界，但是在端面上是敞开的。此外，涂装通道8向下敞开，以使得载有过喷物的室废气能够向下流动。室顶12以传统的方式构造为具有过滤顶16的空气供应空间14的下部界限。
[0032]在涂装通道8的下部开口 18上方布置有钢架20，其支承输送系统22，在此不再进一步阐述。通过该钢架能够将待涂装的车身4从涂装通道8的入口侧传输至其出口侧。在涂装通道8内部具有形式为本身已知的多轴施用机器人24的施用装置。借助施用机器人24能够为车身4上漆。
[0033]涂装通道8的下部开口 18由可穿过的格栅26遮盖。格栅26下方具有设备区域28，在该区域中由室空气携带的过喷物颗粒与室空气分离。
[0034]空气从空气供应空间14向下经涂装通道8流至设备区域28，空气接纳并携带存在于涂装通道8内的漆过喷物。
[0035]设备区域28包括流动区域30，载有过喷物的室空气首先流入该流动区域并且该流动区域为此向上朝涂装室2敞开，但在侧面由侧壁10限定并且向下由中间盖32限定。中间盖32具有多个沿室纵向依次布置的通孔34。每个通孔34通向各空气导引管道38的管道入口 36，载有过喷物颗粒的室空气首先整体竖直向下地流入空气导引管道38。
[0036]随后，空气导引管道38将室空气偏转90°而进入水平状态，室空气然后由此整体沿水平方向流入过滤器模块40。每个过滤器模块40形成一分离单元，整体上用42表示的分离装置通过所述分离单元工作，所述分离装置存在于涂装室2的分离区域44内并布置在流动区域30下方。
[0037]每个过滤器模块40与空气导引管道38之一可拆卸地连接。为此，每个过滤器模块40具有带过滤器入口 48的过滤器壳体46，所述过滤器入口与空气导引管道38的管道出口接头50互补地设计，使得过滤器模块40可以通过相应的水平运动与空气导引管道38的管道出口接头50流体连接或者与其断开。
[0038]因此，在本实施例中，分离装置42是由过滤器模块40模块化地构成的分离过滤器。
[0039]室空气在过滤器模块40中又进行了两次90°的偏转，随后流经漆过喷物在其上被分离的过滤器单元52，并且经与过滤器入口 48处于过滤器壳体46的同一侧上的过滤器出口接头54离开过滤器模块40。从该处，在很大程度上去除了过喷物颗粒的室空气流入中间管道56，室空气通过所述中间管道进入集流管道58。
[0040]中间管道56具有入口法兰60，过滤器模块40的过滤器出口接头54能够通过之前所述的该模块的水平运动与入口法兰60流体连接或者与其断开。因此，当过滤器模块40的过滤器入口 48与空气导引管道38的管道出口接头50相连并且其过滤器出口接头54与中间管道56的入口法兰60相连时，过滤器模块40在运行位置中准备好运行。
[0041]室空气经由集流管道58被传输进行其它处理和调节并且接下来在此处未示出的回路中被再次导入空气供应空间14，室空气从空气供应空间再次从上部流入涂装通道8。如果室空气仍未能通过分离过滤器42充分地去除过喷物颗粒，则还可以在分离过滤器42下游设置其它过滤器级，将室空气输送至这些过滤器级并且在这些过滤器级中例如装有无纺布过滤器或者静电式工作的分离过滤器(本身已知)。必要时也可以将一个或多个这种其它的过滤器级集成在过滤器模块40中。因此，例如可以在过滤器出口接头54之前布置过滤器无纺布。
[0042]现在参照图3进一步阐述过滤器模块40之一。如在图3中所示的，过滤器模块40的过滤器壳体46限定出流动腔室62作为过滤器空间，所述流动腔室在过滤器入口 48与过滤器出口接头54之间延伸并且室空气按照弯曲180°的流动路径流经该流动腔室。
[0043]过滤器壳体46本身包括底部部件64和由底部部件64承载的腔室盖66，在腔室盖中，腔室壁具有过滤器入口 48和过滤器出口接头54。底部部件64在其几何形状和尺寸方面设计为标准化的承载结构，例如根据所谓的EuiO-Palette规定进行设计。以此方式，过滤器模块40能够通过与这种标准结构适配的输送系统68被移动并且进入其运行位置或者离开其运行位置。这在图1和图2中以可由操作人员手动操作的输送升降车辆70为例进行说明。
[0044]根据所使用的标准化的底部部件64上的格栅，可相应地将过滤器模块40布置在涂装室2的分离区域44内。
[0045]过滤器模块40的至少一个下部集流区域是液体密封的并且以此方式设计为用于漆的集流槽72，漆在过滤器单元52上被分离并且在其中向下流出。
[0046]过滤器单元52在过滤器空间62内布置在过滤器出口接头54之前，使得载有过喷物的室空气沿水平的主流动方向74流经该过滤器单元52。所述过滤器单元52包括承载结构76，所述承载结构具有在很大程度上水平的承载板78，如图3所示，承载板78在此沿进入过滤器模块40的室空气的流动方向相对于水平面略微向下倾斜，该板被固定在具有过滤器入口 48和过滤器出口接头54的过滤器壳体46的壳体壁的内侧上。
[0047]承载板78承载作为分离元件的多个过滤器薄片80，所述过滤器薄片沿集流槽72的方向向下延伸，为了清楚起见，只有一些过滤器薄片设有附图标记。这在本实施例中例如能够通过如下的方式实现，即承载板78具有与过滤器薄片80互补的缝82，过滤器薄片80被插入该缝内。对于缝82，也只有其中一些缝具有附图标记。
[0048]分离元件(即在此为过滤器薄片80)由室空气可穿透的分离材料形成。在此处描述的实施例中，分离元件形成为由纤维材料制成的纤维垫84形式的分离垫(本身已知)。在实践中已证明例如在过滤器中使用在市场上可获得的形式为无纺布垫的无纺布材料是可行的。
[0049]在图3和图4所示的实施例中，纤维垫84横向于空气的流动方向74布置。在此，用于纤维垫84中的各过滤器薄片80的纤维材料的材料密度(即纤维密度)沿流动方向74增大。这在图4中通过单个纤维垫84中更密集的纤维结构示出，所述纤维垫沿流动方向74布置在相继的过滤器级86a至86d中。也可以设置多于四个或者少于四个过滤器级。
[0050]在过滤器单元52中形成有可供室空气流过的流动迷宫87。为此，在本实施例中，单个过滤器薄片80沿流动方向74并且在每个过滤器级86a至86d中彼此间隔且相互错移地布置。
[0051 ] 过滤器模块40如下地工作:
[0052]首先将未吸附的新的过滤器模块40作为初始状态。当载有过喷物的室空气进入过滤器单元52时，室空气沿主流动方向74流过纤维垫84，则过喷物在纤维垫上被分离。在此，过喷物中的一大部分在室空气首先流过的并且具有最小材料密度的第一过滤器级86a中在纤维垫84上被分离。
[0053]随着时间推移，纤维垫84在各过滤器级86a、86b、86c和86d中逐渐吸收如此多的过喷物，以至于室空气不能穿透纤维垫。在此，通常首先是第一过滤器级86a中的纤维垫84堵塞，然后依次是第二、第三和第四过滤器级86b、86c和86d中的纤维垫84堵塞。这样室空气首先不能再穿过第一过滤器级86a中的各纤维垫84，而是经过第一过滤器级86a的纤维垫84之间的间隙流入流动迷宫87。必要时也可以是第四过滤器级86d的纤维垫84首先堵塞，接着是第三、第二和第一过滤器级86c、86b和86a的纤维垫84堵塞。这取决于各纤维垫84的材料密度。
[0054]当载有过喷物的室空气撞击不可穿透的纤维垫84时，室空气通过该纤维垫84被偏转并且可以通过过滤器级86a、86b、86c或者86d的两个纤维垫84之间的下一通道继续流动。这在图4中通过弯箭头示出。
[0055]也就是当室空气不能穿透过滤器级86a、86b、86c或者86d的纤维垫84时，过滤器模块40因此以惯性过滤器的方式工作，其中，当流动的室空气改变方向时，过喷物颗粒以本身已知的方式按照质量惯性原理在不再可穿透的过滤器薄片80上被分离。必要时可设置能够阻断经过流动迷宫87的通道的装置(例如滑动件)，使得过滤器模块40能够在一定时间段内作为纯无纺布过滤器工作。
[0056]过喷物从纤维垫84向下流入集流槽72，过喷物在该处聚集至漆池。
[0057]如图1所示，过滤器模块40在其运行位置上处于秤90上并且借助锁定装置90在上方和下方处被锁定在其运行位置中。
[0058]每个过滤器模块40设计成用于吸收最大量的漆，即用于极限装载过喷物，这取决于过滤器模块40的构造方式和所使用的材料。已经被吸收的漆量可以通过秤进行监测。作为备选，可以借助压差确定来确定极限装载。过滤器模块40的装载越多，由过滤器模块40建立的空气阻力就越大。
[0059]当过滤器模块40达到其最大吸收容量时，锁定装置90松开，通过升降输送器70将被完全装载的过滤器模块40从涂装室2的分离区域44移出并且替换为空的过滤器模块40。为此，通过借助于未具体示出的关断滑动件关闭导引管道38的管道出口接头50和连接管道56的入口法兰60来预先切断待更换的过滤器模块40与导引管道38和连接管道56的流体连接。
[0060]当空的过滤器模块40已被移至其在秤88上的运行位置时，其相应地通过锁定装置90被锁定并且由此被固定以防止从分离区域44无意地移出。导引管道38和连接管道56的关断滑动件被再次置入打开位置，从而使室空气流过新定位的过滤器模块40。
[0061]取代纤维垫84，也可以使用在几何形状和尺寸方面设计得不同的分离元件。图5A和图5B分别示出了变型的过滤器模块40。在图5A中示出了截面呈V形的过滤器薄片92，在图5B中示出了截面呈弧形的过滤器薄片94。
[0062]取代过滤器薄片80、92或者94，也可以将格室结构或者腔结构设置为分离元件。例如可折叠或可插接地相互连接的薄片或者板可以用作格室结构。腔结构在实践中构造为蜂窝的形式。
[0063]在过滤器模块40的加工或清理方面，过滤器模块40的一个部件、多个部件或者所有部件可以由防水的可回收材料制造。
[0064]可能的防水的可回收材料的示例是纸质材料和纸板材料、瓦楞板、具有竖向凹槽的板、具有蜂窝结构的板或者裹装板、MDF材料或者木头。塑料、尤其是例如聚乙烯或者聚丙烯也是适用的。
[0065]此外，过滤器模块40也可以设计为模块化组合件。在这种情况下，过滤器模块可以就地组装并且节省空间地、例如折叠地被运输至其使用地。
【权利要求】
1.用于从涂装设备、特别是上漆设备的载有过喷物的室空气分离过喷物的过滤器模块，所述过滤器模块具有限定出过滤器空间(62)的过滤器壳体(46)，能够经所述过滤器空间沿主流动方向(74)引导载有过喷物的室空气，其特征在于，在所述过滤器空间(62)内将多个由室空气可穿透的分离材料制成的分离元件(80 ；92 ；94)布置成使得在所述分离元件(80 ；92 ；94)之间形成流动迷宫(87)。
2.根据权利要求1所述的过滤器模块，其特征在于，将过滤器薄片(80;92;94)、过滤器套筒、格室结构或者腔结构作为分离元件。
3.根据权利要求2所述的过滤器模块，其特征在于，所述分离元件设计为分离垫(84)形式的过滤器薄片(80)。
4.根据权利要求2所述的过滤器模块，其特征在于，所述分离元件设计为具有V形或者弧形截面的过滤器薄片(92 ；94)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的过滤器模块，其特征在于，所述分离材料是纤维材料。
6.根据权利要求5所述的过滤器模块，其特征在于，所述分离材料是无纺布材料。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的过滤器模块，其特征在于，所述分离元件布置在沿主流动方向(74)前后相续的过滤器级(86a，86b，86c，86d)中。
8.根据权利要求5所述的过滤器模块，其特征在于，所述过滤器级(86a，86b，86c，86d)中的所述分离元件(80 ；92 ；94)的材料密度沿所述主流动方向(74)增大。
9.用于从涂装设备、特别是上漆设备的载有过喷物的室空气分离过喷物的装置，所述装置具有至少一个过滤器模块(40)，载有过喷物的室空气能够被导引通过所述过滤器模块并且过喷物在所述过滤器模块中被分离，其特征在于，所述至少一个过滤器模块(40)是根据权利要求1至8中任一项所述的过滤器模块。
10.用于对物体、特别是车身进行涂装、特别是上漆的设备，所述设备具有 a)涂装室(2)，在所述涂装室中能够将涂装材料施加到物体(4)上并且能够经所述涂装室引导空气流，所述空气流接纳和携带所产生的涂装材料的过喷物； b)分离装置(42)，能够将室空气输送至所述分离装置并且在所述分离装置中将至少固体的一大部分从过喷物中分离出来， 其特征在于， c)所述分离装置(42)根据权利要求9进行设计。
【文档编号】B01D46/00GK103930185SQ201280053769
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年10月16日 优先权日:2011年11月3日
【发明者】A·卡特菲迪斯, J·罗克勒 申请人:艾森曼股份公司