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DE102006019365A1 - Apparatus for the steam-assisted spraying of coating material and method for coating substrates with a coating material - Google Patents

Apparatus for the steam-assisted spraying of coating material and method for coating substrates with a coating material Download PDF

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DE102006019365A1 DE200610019365 DE102006019365A DE102006019365A1 DE 102006019365 A1 DE102006019365 A1 DE 102006019365A1 DE 200610019365 DE200610019365 DE 200610019365 DE 102006019365 A DE102006019365 A DE 102006019365A DE 102006019365 A1 DE102006019365 A1 DE 102006019365A1
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum wasserdampfunterstützenden Spritzen von Beschichtungsmaterial, insbesondere von wasserlöslichem Material, beschrieben. Die Vorrichtung weist einen Spritzapparat (2), eine an den Spritzapparat (2) angeschlossene Materialfördereinrichtung (7) mit Materialreservoir und einen an den Spritzapparat (2) angeschlossenen Dampferzeuger (3) auf. Vor dem Dampferzeuger (3) ist ein Dampferhitzer (4) nachgeschaltet, der überhitzten Dampf erzeugt. Das Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem Beschichtungsmaterial sieht vor, das überhitzter Wasserdampf verwendet wird.A device for the steam-assisted spraying of coating material, in particular water-soluble material, is described. The device has a spray gun (2), a material conveying device (7) with a material reservoir connected to the spray gun (2) and a steam generator (3) connected to the spray gun (2). A steam heater (4) is connected downstream of the steam generator (3) and generates superheated steam. The method for coating substrates with a coating material provides that superheated steam is used.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum wasserdampfunterstützten Spritzen von Beschichtungsmaterial gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem Beschichtungsmaterial gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 7.The The invention relates to a device for steam-assisted spraying of coating material according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method for coating substrates with a coating material according to the preamble of claim 7.

Die DE 10 2004 012 889 A1 beschreibt allgemein eine Anlage zum Beschichten von Substraten mit einer Düsenanordnung zum Zerstäuben und Spritzen eines Beschichtungsstoffes. Diese Düsenanordnung ist an eine Wasserdampferzeugungseinrichtung angeschlossen. Bei der Ausgestaltung der Spritzdüse wird zwischen einer Innen- und einer Außenmischung unterschieden. Bei der Außenmischung ist die Düsenöffnung der inneren Düsenanordnung auf gleicher Höhe mit der Düsenöffnung der äußeren Düsenanordnung angeordnet, wobei der in der inneren Düsenanordnung befindliche Beschichtungsstoff erst nach dem Verlassen der Düsenanordnung mit dem Wasserdampf, der die äußere Düsenanordnung durch die Düsenöffnung verlassen hat, vermischt wird.The DE 10 2004 012 889 A1 generally describes a system for coating substrates with a nozzle arrangement for atomizing and spraying a coating material. This nozzle arrangement is connected to a steam generating device. In the embodiment of the spray nozzle, a distinction is made between an inner and an outer mixture. In the external mixing, the nozzle opening of the inner nozzle assembly is arranged at the same height with the nozzle opening of the outer nozzle assembly, wherein the coating material located in the inner nozzle assembly is mixed only after leaving the nozzle assembly with the water vapor, which has left the outer nozzle assembly through the nozzle opening ,

Weitere Angaben zur Ausgestaltung der Spritzvorrichtung sowie zur Dampferzeugung sind dieser Schrift nicht zu entnehmen.Further Information on the design of the spray device and steam generation are not apparent from this document.

Vorrichtungen zum wasserdampfunterstützten Spritzen von Beschichtungsmaterial haben den Nachteil, dass der Wasserdampf im Spritzapparat kondensiert und dort zu einer nachteiligen Wasseransammlung führt, wodurch insbesondere das Sprühbild beeinträchtigt wird.devices for water vapor assisted Spraying of coating material have the disadvantage that the Water vapor condenses in the spray gun and there to an adverse water accumulation leads, whereby in particular the spray pattern impaired becomes.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum wasserdampfunterstützten Spritzen von Beschichtungsmaterial anzugeben, bei der kein kondensiertes Wasser anfällt.task The invention is an apparatus and a method for steam-assisted spraying of coating material in which no condensed Water is generated.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass dem Dampferzeuger ein Dampferhitzer nachgeschaltet ist, der überhitzten Dampf erzeugt. Der Dampferhitzer erhitzt den Dampf vorzugsweise auf eine Temperatur von 200°C bis 260°C, insbesondere auf 220°C bis 250°C. Es hat sich herausgestellt, dass durch die Verwendung von überhitztem Dampf selbst bei dem Temperaturabfall an der oder den Austrittsdüse/n des Spritzapparates kein Kondenswasser anfällt. Dadurch wird gewährleistet, dass das Sprühbild nicht beeinträchtigt wird.These Task is solved by that the steam generator is followed by a steam heater, which overheated Steam generated. The steam heater preferably heats the steam to a temperature of 200 ° C up to 260 ° C, especially at 220 ° C up to 250 ° C. It has been proven that through the use of overheated Steam even at the temperature drop at the outlet nozzle (s) Sprayer no condensation occurs. This will ensure that the spray picture is not impaired becomes.

Vorzugsweise weist der Spritzapparat eine Dampfringdüse und mindestens zwei gegenüberliegend angeordnete Dampfflachstrahldüsen auf, wobei die Düsen über Dampfmengenregler an den Dampferhitzer angeschlossen sind.Preferably the spray gun has a steam ring nozzle and at least two opposite arranged steam jet nozzles on, with the nozzles via steam flow regulator connected to the steam heater.

Die Dampfringdüse umgibt vorzugsweise die Materialaustrittsdüse. Der durch die Dampfringdüse austretende überhitzte Wasserdampf dient der Zerstäubung des Beschichtungsmaterials, wobei ein im wesentlichen kreisförmiger Beschichtungsstrahl (Rundstrahl) erzeugt wird.The Dampfringdüse preferably surrounds the material outlet nozzle. The superheated by the steam ring nozzle exiting Steam is used for atomization of the coating material, wherein a substantially circular coating jet (round jet) is produced.

Über die Dampfflachstrahldüsen wird ebenfalls überhitzter Wasserdampf seitlich auf den Rundstrahl gerichtet, so dass aus dem Rundstrahl ein Flachstrahl erzeugt werden kann.About the Steam fan nozzles is also overheated Steam is directed sideways on the round jet, so that from the Round jet a flat jet can be generated.

Da sowohl die Dampfringdüse als auch die beiden Dampfflachstrahldüsen mit überhitztem Wasserdampf beaufschlagt werden, ist nur ein Dampferzeuger und ein Dampferhitzer erforderlich. Über die Dampfmengenregler kann der Beschichtungsstrahl auf die gewünschte Strahlform eingestellt werden. Je größer die Dampfmenge gewählt wird, die durch die Dampfflachstrahldüsen austritt, desto flacher wird der Beschichtungsstrahl.There both the steam ring nozzle as well as the two steam jet nozzles with superheated steam applied only one steam generator and one steamer heater are required. About the steam quantity regulator the coating jet can be adjusted to the desired beam shape become. The bigger the Steam quantity selected As it passes through the steam jet nozzles, the flatter becomes the coating jet.

Vorzugsweise werden die beiden Dampfflachstrahldüsen über einen gemeinsamen Dampfmengenregler an den Dampferhitzer angeschlossen. Die Versorgung über einen gemeinsamen Dampfmengenregler gewährleistet, dass die Dampfmenge, die aus den beiden Dampfflachstrahldüsen austritt, gleich groß ist, so dass ein symmetrischer Flachstrahl erzeugt werden kann.Preferably The two steam jet nozzles are via a common steam flow regulator connected to the steam heater. The supply over one common steam regulator ensures that the amount of steam that from the two steam jet nozzles exit, is equal, so that a symmetrical flat jet can be generated.

Vorzugsweise sind die Dampfflachstrahldüsen in gegenüberliegenden Düsenhörnern angeordnet.Preferably are the vapor jet nozzles in opposite Arranged nozzle horns.

Es hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung von überhitztem Wasserdampf weder in der Dampfringdüse noch an den Dampfflachstrahldüsen eine Kondensatbildung auftritt, die das gewünschte Sprühbild beeinflussen könnte.It It has been shown that by using superheated steam neither in the steam ring nozzle still at the steam jet nozzles one Condensation occurs that could affect the desired spray pattern.

Um eine vorzeitige Abkühlung des Wasserdampfes und somit eine Kondensatbildung innerhalb des Spritzapparates zu verhindern, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die materialführenden Bauteile des Spritzapparates aus einem wärmeisolierenden Material bestehen. Hierfür kommen insbesondere Kunststoffe oder Keramiken in Frage.Around a premature cooling the water vapor and thus a condensation within the To prevent spray guns, it is preferably provided that the material leading Components of the spray gun consist of a heat-insulating material. Therefor In particular, plastics or ceramics come into question.

Vorzugsweise bestehen die dampfführenden Bauteile des Spritzapparates aus einem wärmeleitenden Material, wie z. B. Metall. Hierfür kommen insbesondere Stahl oder Edelstahl in Frage. Die Materialpaarung von Metall und wärmeisolierenden Materialien bewirkt einerseits eine günstige Wärmeisolation innerhalb des Spritzapparates, andererseits wirkt die wärmespeichernde Eigenschaft des Metalls optimal auf die Dampfqualität ein.Preferably exist the steam-carrying components of the spray gun made of a thermally conductive Material, such. Metal. This is especially steel or stainless steel in question. The material combination of metal and heat insulating On the one hand, materials cause a favorable heat insulation within the Spritzapparates, on the other hand affects the heat-storing property of the metal optimally on the steam quality.

Das Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem Beschichtungsmaterial, wobei das Beschichtungsmaterial durch Unterstützung von Wasserdampf aufgespritzt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass überhitzter Wasserdampf verwendet wird.The method for coating Subst Advised with a coating material, wherein the coating material is sprayed by supporting steam, is characterized in that superheated steam is used.

Vorzugsweise wird Wasserdampf mit einer Temperatur von 200°C bis 260°C, insbesondere von 220°C bis 250°C, verwendet.Preferably steam with a temperature of 200 ° C to 260 ° C, in particular from 220 ° C to 250 ° C, is used.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:exemplary embodiments The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung der Spritzvorrichtung, 1 a schematic representation of the spray device,

2 einen Vertikalschnitt durch den Spritzkopf eines Spritzapparates. 2 a vertical section through the spray head of a spray gun.

In der 1 ist eine Spritzvorrichtung 1 dargestellt, die einen Spritzapparat 2 mit Spritzkopf 20 zum Verspritzen von Beschichtungsmaterial aufweist. Der Spritzapparat 2 wird von einer Materialfördereinrichtung 7 über die Materialleitung 7a mit Beschichtungsmaterial versorgt, das über den Materialanschluss 22 dem Spritzkopf 20 des Spritzapparates 2 zugeführt wird.In the 1 is a sprayer 1 shown a spray gun 2 with spray head 20 for spraying coating material. The spray gun 2 is from a material conveyor 7 over the material line 7a supplied with coating material via the material connection 22 the spray head 20 of the spray gun 2 is supplied.

Für die Erzeugung des Beschichtungssstrahls ist Dampf bereitzustellen, der in einem Dampferzeuger 3 erzeugt wird, der über eine Dampfleitung 6a an einen Dampferhitzer 4 angeschlossen ist. Der im Dampferzeuger 3 erzeugte Wasserdampf wird im Dampferhitzer 4 auf eine Temperatur > 200°C erhitzt. Dieser überhitzte Wasserdampf wird anschließend über die Dampfleitung 6b den Dampfmengenreglern 5a, 5b zugeführt, die über weitere Dampfleitungen 6c und 6d an den Spritzkopf 20 angeschlossen sind.For the generation of the coating jet, steam is to be provided in a steam generator 3 is generated, via a steam line 6a to a steam heater 4 connected. The in the steam generator 3 generated water vapor is in the steam heater 4 heated to a temperature> 200 ° C. This superheated steam is then transferred via the steam line 6b the steam flow controllers 5a . 5b supplied via further steam lines 6c and 6d to the spray head 20 are connected.

Die Aufteilung in zwei Dampfleitungsstränge mit eigenen Dampfmengenreglern dient dazu, zum einen die im Spritzkopf 20 vorhandene Dampfringdüse 35 und zum anderen die zwei Dampfflachstrahldüsen 45, 46 mit überhitztem Wasserdampf zu versorgen.The division into two steam line strands with their own steam quantity regulators serves, on the one hand, in the spray head 20 existing steam ring nozzle 35 and on the other hand the two steam jet nozzles 45 . 46 to supply with superheated steam.

In der 2 ist ein Vertikalschnitt durch einen Spritzkopf 20 dargestellt. Der vordere Teil des Spritzkopfes 20 weist einen Materialzuführkörper 21, einen Materialdüsenkörper 24, der von einem Dampfzuführkörper 30 umgeben ist, und einen auf den Materialdüsenkörper 24 aufgesetzten Düsenkopf 40 auf.In the 2 is a vertical section through a spray head 20 shown. The front part of the spray head 20 has a Materialzuführkörper 21 , a material nozzle body 24 that of a steam supply body 30 is surrounded, and one on the material nozzle body 24 attached nozzle head 40 on.

Der Materialzuführkörper 21 weist den Materialanschluss 22 auf, der in den Materialkanal 26 mündet, in dem die Materialnadel 23 in Längsrichtung beweglich angeordnet ist. Der Materialkanal 26 setzt sich nach vorne im Materialkanal 26b fort, der sich im Materialdüsenkörper 24 befindet. Der Materialdüsenkörper 24 verjüngt sich nach vorne und weist am Ausgang des Materialkanals 26b die Materialdüse 25 auf.The material feed body 21 indicates the material connection 22 on, in the material channel 26 opens, in which the material needle 23 is arranged to be movable in the longitudinal direction. The material channel 26 sits forward in the material channel 26b continuing in the material nozzle body 24 located. The material nozzle body 24 tapers forward and points at the exit of the material channel 26b the material nozzle 25 on.

Der Materialzuführkörper 21 und der Materialdüsenkörper 24 bestehen vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden Material, wie z. B. Kunststoff oder Keramik.The material feed body 21 and the material nozzle body 24 are preferably made of a heat-insulating material, such as. As plastic or ceramic.

Der Materialdüsenkörper 24 ist von dem Dampfzuführkörper 30 umgeben, der den ersten Dampfanschluss 31 und den zweiten Dampfanschluss 32 aufweist. Der erste Dampfanschluss 31 mündet in einen ersten Dampfkanal 33a, der in den Dampfringkanal 33b übergeht.The material nozzle body 24 is from the steam supply body 30 Surrounded by the first steam connection 31 and the second steam connection 32 having. The first steam connection 31 flows into a first steam channel 33a in the steam ring channel 33b passes.

Dieser Dampfringkanal 33b wird zwischen dem auf den Dampfzuführkörper 30 aufgesetzten Düsenkopf 40 und der Außenseite des Materialdüsenkörpers 24 gebildet. Der Düsenkopf 40 besitzt eine Öffnung, die zusammen mit der Spitze des Materialdüsenkörpers 24 die Dampfringdüse 35 bildet.This steam ring channel 33b is between the on the Dampfzuführkörper 30 attached nozzle head 40 and the outside of the material nozzle body 24 educated. The nozzle head 40 has an opening which, together with the tip of the material nozzle body 24 the steam ring nozzle 35 forms.

Der Düsenkopf 40 besitzt zwei gegenüberliegend angeordnete Hörner 41, 42, in denen Dampfkanäle 43, 44 angeordnet sind, die mit dem zweiten Dampfkanal 34 in Verbindung stehen. Über diese Dampfkanäle 43, 44 werden die Dampfflachstrahldüsen 45, 46 mit überhitztem Wasserdampf versorgt. Die Ausrichtung der Dampfflachstrahldüsen 45, 46 ist derart gewählt, dass der die Form eines Rundstrahls aufweisende Beschichtungsstrahl zu einem Flachstrahl verändert werden kann.The nozzle head 40 has two oppositely arranged horns 41 . 42 in which steam channels 43 . 44 are arranged with the second steam channel 34 keep in touch. About these steam channels 43 . 44 become the steam jet nozzles 45 . 46 supplied with superheated steam. The orientation of the vapor jet nozzles 45 . 46 is chosen such that the coating jet having the shape of an omnidirectional beam can be changed to a flat jet.

11
Spritzvorrichtungsprayer
22
Spritzapparatspray Gun
33
Dampferzeugersteam generator
44
Dampferhitzersteam heater
5a5a
DampfmengenreglerSteam regulator
5b5b
DampfmengenreglerSteam regulator
6a6a
Dampfleitungsteam line
6b6b
Dampfleitungsteam line
6c6c
Dampfleitungsteam line
6d6d
Dampfleitungsteam line
77
Materialfördereinrichtung mit MaterialreservoirMaterial conveyor with material reservoir
7a7a
MaterialleitungFluid line
2020
Spritzkopfspray head
2121
MaterialzuführkörperMaterialzuführkörper
2222
Materialanschlussmaterial connection
2323
Materialnadelmaterial needle
2424
MaterialdüsenkörperMaterial nozzle body
2525
Materialdüsefluid nozzle
26a26a
Materialkanalmaterial channel
26b26b
Materialkanalmaterial channel
2828
Dichtungpoetry
3030
DampfzuführkörperDampfzuführkörper
3131
erster Dampfanschlussfirst steam connection
3232
zweiter Dampfanschlusssecond steam connection
33a33a
erster Dampfkanalfirst vapor channel
33b33b
DampfringkanalSteam annular channel
3434
zweiter Dampfkanalsecond vapor channel
3535
DampfringdüseDampfringdüse
4040
Düsenkopfnozzle head
4141
Hornhorn
4242
Hornhorn
4343
Dampfkanalvapor channel
4444
Dampfkanalvapor channel
4545
DampfflachstrahldüseDampfflachstrahldüse
4646
DampfflachstrahldüseDampfflachstrahldüse

Claims (9)

Vorrichtung zum wasserdampfunterstützten Spritzen von Beschichtungsmaterial, insbesondere von wasserlöslichem Material, mit einem Spritzapparat (2), mit einer an den Spritzapparat (2) angeschlossenen Materialfördereinrichtung (7) mit Materialreservoir und mit einem an den Spritzapparat (2) angeschlossenen Dampferzeuger (3), dadurch gekennzeichnet, dass dem Dampferzeuger (3) ein Dampferhitzer (4) nachgeschaltet ist, der überhitzten Dampf erzeugt.Apparatus for the steam-assisted spraying of coating material, in particular of water-soluble material, with a spray gun (US Pat. 2 ), with one to the spray gun ( 2 ) connected material conveyor ( 7 ) with material reservoir and with a to the spray gun ( 2 ) connected steam generator ( 3 ), characterized in that the steam generator ( 3 ) a steamer heater ( 4 ), which generates superheated steam. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferhitzer (4) den Dampf auf eine Temperatur von 200°C bis 260°C erhitzt.Apparatus according to claim 1, characterized in that the steam heater ( 4 ) the steam to a temperature of 200 ° C to 260 ° C heated. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzapparat (2) eine Dampfringdüse (35) und mindestens zwei gegenüberliegend angeordnete Dampfflachstrahldüsen (45, 46) aufweist, und dass die Düsen (35, 45, 46) über Dampfmengenregler (5a, 5b) an den Dampferhitzer (3) angeschlossen sind.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the spray gun ( 2 ) a steam ring nozzle ( 35 ) and at least two oppositely arranged steam jet nozzles ( 45 . 46 ), and that the nozzles ( 35 . 45 . 46 ) via steam quantity regulator ( 5a . 5b ) to the steam heater ( 3 ) are connected. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dampfflachstrahldüsen (45, 46) über einen gemeinsamen Dampfmengenregler (5b) an den Dampferhitzer (4) angeschlossen sind.Device according to claim 3, characterized in that the two steam jet nozzles ( 45 . 46 ) via a common steam quantity regulator ( 5b ) to the steam heater ( 4 ) are connected. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfflachstrahldüsen (45, 46) in gegenüberliegenden Hörnern (41, 42) eines Düsenkopfes (40) angeordnet sind.Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the steam jet nozzles ( 45 . 46 ) in opposite horns ( 41 . 42 ) of a nozzle head ( 40 ) are arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die materialführenden Bauteile (21, 24) des Spritzapparates (2) aus einem wärmeisolierenden Material bestehen.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the material-carrying components ( 21 . 24 ) of the spray gun ( 2 ) consist of a heat-insulating material. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dampfführenden Bauteile (30, 40) des Spritzapparates (2) aus einem wärmeleitenden Material bestehen.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the steam-carrying components ( 30 . 40 ) of the spray gun ( 2 ) consist of a thermally conductive material. Verfahren zum Beschichten von Substraten mit einem Beschichtungsmaterial, das durch Unterstützung von Wasserdampf aufgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass überhitzter Wasserdampf verwendet wird.Process for coating substrates with a Coating material sprayed on by the assistance of steam is, characterized in that superheated steam used becomes. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserdampf mit einer Temperatur von 200°C bis 260°C verwendet wird.Method according to claim 8, characterized in that that steam with a temperature of 200 ° C to 260 ° C is used.
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