DE69904315T2

DE69904315T2 - System zur trennung von verunreinigungen von strahlmitteln

Info

Publication number: DE69904315T2
Application number: DE69904315T
Authority: DE
Inventors: James Pittman
Original assignee: PITTMAN VACUUM BLASTING SYSTEM
Current assignee: PITTMAN VACUUM BLASTING SYSTEM
Priority date: 1998-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2019-05-08
Also published as: DE69904315D1; WO1999058298A1; US6482078B1; AU3804599A; CA2331272A1; EP1075353B1; EP1075353A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein System zum Sandstrahlen und zum Trennen leichter Teilchen von schwereren Teilchen in einem Gasstrom und insbesondere zum Trennen von Farbe in Form von Flocken, Spänen und Staub vom Sandstrahlmedium.

Stand der Technik

Beim Sandstrahlen farbbeschichteter Oberflächen ist es nunmehr wesentlich, daß Freisetzen von Kontaminierung in die Umgebung über die verwendeten Strahlmittel zu vermeiden. Die Farbe enthält häufig Blei oder andere toxische oder unerwünschte Elemente. Gleichzeitig ist es wesentlich, das Sandstrahlpersonal und andere Arbeiter vor dem Einatmen von während des Sandstrahlvorgangs erzeugten Staub zu schützen.
Ein System zum Sandstrahlen einer Oberfläche, zum Sammeln von verbrauchtem Sandmedium und Teilchen und zum Trennen der Teilchen von dem Medium gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-5 064 454 bekannt. Dieses Gerät zum Entfernen von Material wie beispielsweise Asbest auf einem Gasstrom arbeitet mit einer Verdrängungskammer zum Trennen groben und feinen Materials, und mit einem Filtersystem mit zwei regenerativen Filtern zum Zurückhalten des feinen Materials. Mindestens zwei Filtereinheiten werden parallel eingebaut, um den Gasstrom aufzunehmen und zu filtern. Die Filtereinheiten haben am Boden Auslässe für festes Material und erste bzw. zweite Ventile auf beiden Seiten jeder Filtereinheit zum Reinigen mit verdichteter Luft, falsch gewünscht. Die Verdrängungskammer befindet sich stromauf der Filtereinheiten, mit einer Feststoffentnahmeöffnung am Boden. Die Bodenauslässe der Filter und der Verdrängungskammer sind gegen die um sie herum befindliche Umgebung abgedichtet, und die gefilterten Feststoffe werden über mindestens eine Verpackungseinheit, die mit den Auslässen und der Austragsöffnung dicht verbunden ist, in Säcke ausgetragen. Dritte Ventile sind am Feststoffauslaß jeder Filtereinheit vorgesehen, und diese Auslässe sind über eine Rückführleitung mit der Verdrängungskammer verbunden. Vierte Ventile von den Filtereinheiten sind mit einer Gasquelle höheren Drucks verbunden, beispielsweise in einem Vakuumsystem mit der Atmosphäre, so daß der Feststoff durch Schließen der ersten und zweiten Ven tile und Öffnen der dritten und vierten Ventile zur Verdrängungskammer zurückgeleitet werden kann. Ein Stempel verdichtet das am Boden der Verdrängungskammer gesammelte grobe Material, während die im Filtersystem gesammelten feinen Stoffe vorzugsweise während der Reinigung der Filter in den Boden der Verdrängungskammer rezirkuliert werden. Wenn der Gasstrom toxisches Material enthält, wie beispielsweise toxische Farbspäne, wird das toxische Material aus den Filtern zur Verdrängungskammer rezirkuliert, bis eine gefährliche Konzentration toxischen Materials in dem System erreicht wird. Das verdichtete grobe Material wird zur Entsorgung in Säcken verpackt.
Das oben beschriebene System arbeitet am besten in Anwendungsfällen, wo das meiste des gesammelten Materials ein großes Volumen toxischen Materials enthält, das, beispielsweise zur Asbestentfernung, zu entsorgen ist. Jedoch schafft dies natürlich ein Entsorgungsproblem und/oder ein Kostenproblem, wenn das Gesamtvolumen an toxischem Material klein im Vergleich zu dem Volumen des gesammelten nicht toxischen Materials ist. Sämtliches gesammeltes Material muß zu einer genehmigten Deponiestelle gebracht werden, obwohl nur ein Teil des Materials toxisch ist. Da sowohl toxisches als auch nicht toxisches Material in den Speichersäcken vermischt ist, benötigt das gesamte gesammelte Material spezielle und kostspielige Entsorgungseinrichtungen. Des weiteren muß eine ziemlich große Menge von Material deponiert werden, was schon deswegen die Entsorgungskosten steigert.
Damit mehr als nur eine Sandstrahlhaube an die Verdrängungskammer ohne Verlust von Vakuum in irgendeiner der Hauben angeschlossen werden können, wird ein Vakuumkompensationsventil eingesetzt, wie es in der WO 94/22 355 und der US 5 566 421 beschrieben ist. Mehrere Schläuche sind zum Sammeln von Materialien von verschiedenen Orten mit der Verdrängungskammer verbunden (entweder unmittelbar einander benachbart, wobei die Schläuche gewünschtenfalls aneinander befestigt sein können, oder an verschiedenen Orten entfernt voneinander). Jedem Schlauch zugeordnete Druckfühler erfassen den Druck im Schlauch, und es werden Dämpfer in Abhängigkeit der relativen Drücke zwischen den Schläuchen eingesetzt, um den wirksamen Querschnitt der Verbindung zwischen den Schläuchen und der Verdrängungskammer zu variieren, um so die relativen Drücke auszugleichen und zu optimieren. Vorzugsweise werden konische Stopfen oder Stopper, die mit Bezug auf entsprechende Sitze mittels linearer Betätigungsorgane hin- und wegbewegbar sind, als Dämpfer benutzt. Die Dämpfer werden vorzugsweise durch eine programmierbare Logiksteuerung (PLC) gesteuert, die Signale von den Druckfühlern erhält und so programmiert ist, daß sie die Dämpfer für die erfassten Drücke in ihre optimalen Positionen bewegt.

Offenbarung der Erfindung

Wenn die oben beschriebene Einrichtung zum Reinigen eines Sandstrahlmedien, entfernte Farbe, Rost usw. von einer behandelten Oberfläche mitführenden Luftstroms verwendet wird, enthält das verdichtete grobe Material verbrauchte Sandstrahlmedien und gröbere Farbspänel oder -Flocken zusammen mit größeren Rostteilchen und anderem Material, das von der behandelten Oberfläche abgestrahlt wurde. Es muß also ein unnötig großes Materialvolumen entsorgt werden, falls nicht noch verwendbares Sandstrahlmedium von dem groben Material wie beispielsweise möglicherweise toxische Farbspäne, Staub und Rostflocken abgetrennt und wiederverwendet werden kann. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein geeignetes System zum Erreichen der gewünschten Trennung innerhalb des Zusammenhangs eines Gesamtsystems zu schaffen, das eine Wiederverwendung der Sandstrahlmedien ermöglicht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines geeigneten Systems zum Entfernen toxischer Teilchen aus dem Filtersystem, bevor das Rezirkulieren von Material Toxizität in dem System auf einen gefährlichen Pegel aufbaut.
Diese Ziele werden durch ein System erreicht, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
Gemäß der Erfindung ist eine Sandstrahlhaube mit einem Sandstrahlmedien zuführenden Schlauch verbunden, und die Haube ist von einer Haube umgeben, die mit einer Vakuumquelle verbunden ist, um sämtliche Sandstrahlmedien, Farbflocken, Staub usw. aus dem Bereich zu sammeln, wo das Sandstrahlen stattfindet. Der Schlauch, der die Sandstrahlmedien, Späne, Staub und andere Teilchen sammelt, ist mit einer "Versatzkammer" verbunden. Mehrere solcher Schläuche können mit der Kammer verbunden sein, so daß das Sand strahlen auch gleichzeitig an mehreren verschiedenen Orten stattfinden kann. Innerhalb der Versatzkammer ist ein Prallblech so positioniert, daß es den ankommenden Luftstrom abwärts leitet, so daß die meisten Teilchen abwärts gelenkt werden. Jedoch wird Luft am oberen Ende der Versatzkammer durch mindestens einen Auslaß durch Hochleistungsfilter mittels einer Gebläseeinheit abgezogen, die das ganze System mit einem negativen Druck beaufschlagt. Diese Luft führt den größten Teil des Staubs und der "Feinstoffe", die besonders gesundheitsschädlich sind.
Vom Boden der Versatzkammer wird das Sandstrahlmaterial und schwere Farbspäne usw. durch ein Drehventil auf einen Schwingsiebsoperator ausgetragen. Das Schwingsieb trennt die Farbspäne von den Sandstrahlmedien, so daß die Sandstrahlmedien wiederverwendet werden können. Die Sandstrahlmedien können mehrere hundert Mal wiederverwendet werden, was die erfolgreiche Trennung auch zur Kostenreduzierung wünschenswert macht. Die Farbspäne werden zur Entsorgung in Säcke verpackt.
Aus der Versatzkammer wird die staubbeladene Luft zu einer von zwei Filtereinheiten, nämlich einer ersten Filtereinheit und einer zweiten Filtereinheit, abgezogen. Jede Filtereinheit umfasst mehrere HEPA-Filter, die vertikal innerhalb eines Gehäuses montiert sind. Luft wird durch diese Filter durch einen Kanal gesaugt, der von der sauberen Seite der Filter zur Hauptgebläseeinheit führt.
Wenn die Filter in der ersten Filtereinheit zu verstopfen beginnen, was leicht durch Meßgeräte festgestellt werden kann, die den Druckabfall über den Filtern messen, wird die erste Filtereinheit abgeschaltet und der Luftstrom durch die zweite Filtereinheit geleitet. Wenn die erste Filtereinheit abgeschaltet ist, wird ein Ventil am Boden der ersten Filtereinheit geöffnet, wo viel von dem Staub sich abgesetzt hat, um den Staub zu einem Farb- und Staubfilter abzuziehen, das zwischen die erste Filtereinheit und die Versatzkammer geschaltet ist. Das Farb- und Staubfilter nützt dem negativen Druck in der Versatzkammer aus, um den Staub aus der ersten Filtereinheit durch den Farb/Staub-Filter zu ziehen. Ein kleiner Lufteinlaß an der Filtereinheit wird geöffnet, um Luft in die erste Filtereinheit eintreten zu lassen, so daß der Staub zu dem Farb- und Staubfilter abgezogen werden kann. Wenn die erste Filtereinheit auf diese Weise gereinigt worden ist, wird das Ventil zum Farb- und Staubfilter geschlossen, und der Staub kann über das Drehventil am Boden aus dem Farb- und Staubfilter abgeführt werden.
Wenn die zweite Filtereinheit verstopft wird, wird dieser Prozeß wiederholt, aber dieses Mal wird die zweite Filtereinheit abgeschaltet und mit dem Farb- und Staubfilter verbunden, während die erste Filtereinheit wieder eingeschaltet wird.
Weitere Merkmale der Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben oder daraus ersichtlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Damit die Erfindung besser verständlich wird, wird deren bevorzugte Ausführungsform nunmehr im einzelnen beispielshalber unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems nach der Erfindung,
Fig. 2a eine schematische Ansicht einer Sandstrahlhaube und der Versatzkammer,
Fig. 2B eine schematische Darstellung des Kompensationsventils und der zugeordneten Steuermittel,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Versatzkammer und der zugeordneten Filter,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Versatzkammer, des Schwingsiebseparators und des Sandstrahlmedienbehälters,
Fig. 5 ein Strömungsdiagramm eines Systems nach der Erfindung,
Fig. 6A eine schematische Seitenansicht eines Systems nach der Erfindung, das auf einem mobilen Anhänger montiert ist, und
Fig. 6B eine schematische Draufsicht eines Systems nach der Erfindung, das auf einem mobilen Anhänger montiert ist.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Wie in den Fig. 1 bis 2B gezeigt ist, weist das System 1 nach der Erfindung eine oder mehrere Sandstrahlhauben 100 auf, von denen jede mit einem Vakuumschlauch 110 und mit einem oder mehreren Sandstrahlzuführschläuchen 120 verbunden ist. Der oder jeder Sandstrahlzuführschlauch ist innerhalb der Haube 100 so positioniert, daß Sandstrahlmedien über eine oder mehrere Düsen 105 zugeführt wird, die vorzugsweise innerhalb der Haube von Seite zu Seite vor und zurück abstrahlen können. Die Sandstrahlhaube ist längs einer zu behandelnden Oberfläche 10 beweglich. Sandstrahlmedium wird von einem Sandstrahlmediumbehälter 600 über einen oder mehrere Sandstrahlzuführschläuche 120 zugeführt. Jeder Vakuumschlauch 110 sammelt das Sandstrahlmedium, Spänel, Staub und andere Teilchen, und ist mit einer Versatzkammer 200 verbunden. Eine umfangsmäßige Dichtung 130 ist um die Ränder jeder Haube 100 angeordnet, welche mit der zu behandelnden Oberfläche 10 in Berührung steht. Es können mehrere Vakuumschläuche mit der Versatzkammer verbunden sein, so daß ein Sandstrahlen gleichzeitig an mehreren verschiedenen Orten stattfinden kann.
Der Vakuumschlauch 110 ist mit der Versatzkammer 200 über ein Kompensationsventil 210 verbunden, wie in Fig. 2B dargestellt, das den gewünschten Druck aufrecht erhält, wenn mehrere Vakuumschläuche in Betrieb sind. Das Kompensationsventil ist grundsätzlich wie im US Patent Nr. 5 566 421 ausgebildet, das dem vorliegenden Erfinder erteilt wurde, und wo die Vakuumschläuche in die Versatzkammer 200 eintreten, sind in einem Verteiler 21 Sitze 20 gebildet, die in herkömmlicher Weise unmittelbar angrenzend an die Versatzkammer angeordnet sein können, obwohl die genaue Anordnung offensichtlich nicht kritisch ist. Tauchkolben 22 sind mittels linearen Betätigungsorgane 24 zu den Sitzen hin und von diesen weg bewegbar, um die Größe der Öffnungen in die Versatzkammer zu verändern, um so den Luftstrom durch die Öffnungen zu steuern. Jeder Vakuumschlauch 110 weist einen zum Erfassen des Drucks angeschlossenen Vakuumsensor 26 auf, und die Signale von den Sensoren werden zu einer automatischen Steuerung 140 zugeführt. Die automatische Steuerung ist so programmiert, daß sie die Dämpfer 22 in ihre optimalen Stellungen für die erfassten Drücke bewegbar um den Luftstrom durch die Vakuumschläuche für eine optimale Systemleistung auszubalancieren. Wenn beispielsweise ein bestimmter Vakuumschlauch 110 nicht zum Sammeln irgendwelchen Materials eingesetzt ist oder weniger Material als ein anderer Vakuumschlauch führt, wird mehr Luft als wünschenswert durch diesen Vakuumschlauch abgesaugt. Dies äußert sich in dem vom Fühler 26 für diesen Vakuumschlauch erfassten Druck. In Abhängigkeit auf diesen Druck sendet die automatische Steuerung 140 ein Signal zum entsprechenden linearen Betätigungsorgan 24, um den Tauchkolben 22 im Sinne eines weiteren Schließens der Öffnung zu diesem Vakuumschlauch bis auf einen Punkt zu bewegen, wo die Drücke ausgeglichen sind.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform konische Tauchkolben 22 oder Stopper verwendet, die zu und von den entsprechenden Sitzen 20 bewegbar sind, wie oben beschrieben, ist klar, daß irgendwelche geeigneten Mittel zum Drosseln der Öffnungsgröße wie beispielsweise ein Irisventil, eine Schieberplatte oder andere wünschenswerte Mittel eingesetzt werden könnten. Es ist auch klar verständlich, daß, obwohl nur zwei und drei Vakuumschläuche mit 110 dargestellt sind, das Prinzip der Erfindung leicht auch bei einem System mit einer beliebigen Anzahl von Vakuumschläuchen einsetzbar ist.
Innerhalb der Versatzkammer 200 ist mindestens ein Einlassprallblech 220 so positioniert, daß es den ankommenden Luftstrom abwärts umlenkt, um so den größten Teil der Teilchen abwärts zu lenken. Die Luft wird aus der Versatzkammer vorzugsweise vom oberen Ende der Versatzkammer über mindestens ein Auslaßprallblech 225 und durch mindestens einen Auslaß 226 abgezogen. Die Luft wird durch einen ersten Kanal 230 zu einer Mehrzahl von Hochleistungsfiltereinheiten geführt, vorzugsweise zu einer ersten Filtereinheit 300 und einer zweiten Filtereinheit 310. Eine Gebläseseinheit 400 erzeugt negativen Druck im gesamten System einschließlich der Versatzkammer 200 und der Haube 100. Die Luft führt das meiste an Staub und "Feinstoffen" mit, die besonders gesundheitsschädlich sind.
Fig. 2A zeigt die automatische Steuerung 140, beispielsweise eine programmierbare Logiksteuerung, die mit einem Vakuumsensor 150 verbunden ist, der an der Sandstrahlhaube 100 angeordnet ist, um das relative Vakuum innerhalb der Haube zu messen. Ein Vakuumentlastungsventil 116 wird von der Steuerung geöffnet, falls die Dichtung um die Haube zu dicht ist, so daß das Vakuum innerhalb der Haube über einen gewissen voreingestellten Maximalwert ansteigt. Das Vakuumentlastungsventil arbeitet daher als Sicherheitsventil. Wenn der Druck zu hoch ist, d. h. die Absaugung innerhalb der Haube nicht hoch genug ist, wird das Kompensationsventil 210, das zum aktuellen Vakuumschlauch 110 gehört, um ein gewisses Maß durch die automatische Steuerung 140 geöffnet, um das notwendige Vakuum wiederherzustellen.
Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, werden das verbrauchte Sandstrahlmedium und schwere Farbspäne usw. zu einem Schwingsiebseparator 500 über ein Drehventil 510 ausgetragen, das in einem Feststoffsammel- und -Austragbereich 205 am Boden der Versatzkammer 200 angeordnet ist. Der Schwingsiebseparator trennt die größeren Teilchen wie beispielsweise Farbspäne oder Rost von dem Sandstrahlmedium, so daß das Sandstrahlmedium wiederverwendet werden kann. Das Sandstrahlmedium wird aus dem Schwingsiebseparator 500 über einen Feinstoffauslaß 520 abgeführt, der mit dem Sandstrahlmediumbehälter 600 verbunden ist. Die Farbspäne und andere größere Teile werden über einen Grobstoffauslaß 530 abgeführt und zur Entsorgung in Säcke verpackt. In Fig. 4 bezeichnet A das ankommende vakuumbeaufschlagte Material aus der Sandstrahlhaube, B bezeichnet das Luft/Feinstoff-Gemisch, das durch die erste Filtereinheit 300 oder die zweite Filtereinheit 300 angesaugt wird, C bezeichnet das wiederverwendbare Sandstrahlmedium, das vom Sandstrahlmediumbehälter 600 kommt, und D bezeichnet das gröbere Material, das vom Schwingsiebseparator 500 übrig bleibt.
Aus der Versatzkammer 200 wird die staubbeladene Luft in eine der Filtereinheiten 300, 310 angesaugt, wie durch B in Fig. 4 bezeichnet ist. Jede Filtereinheit umfasst vorzugsweise mehrere HEPA-Filter, die vertikal innerhalb eines Gehäuses montiert sind. Luft wird durch die Filtereinheiten über einen Gebläsekanal 410 eingesaugt, der von der sauberen Seite der Filtereinheiten zur Gebläseeinheit 400 führt. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Versatzkammer 200 mit der ersten Filtereinheit 300 und der zweiten Filtereinheit 310 über den ersten Kanal 230 verbunden. Der erste Kanal ist in einen ersten Einlasskanal 32, der zur ersten Filtereinheit führt, und einen zweiten Einlasskanal 32' unterteilt, der zur zweiten Filtereinheit führt. Ein erstes Einlassventil 38 ist im ersten Einlasskanal und ein zweites Einlassventil 38' ist im zweiten Einlasskanal angeordnet und ermöglicht es, den jeweiligen Einlasskanal zu öffnen oder zu schließen. Jede Filtereinheit ist über den Gebläsekanal 410 mit dem Gebläse 400 verbunden, und die Verbindung zur ersten Filtereinheit 300 kann unter Verwendung eines ersten Gebläseventils 40 geöffnet oder geschlossen werden, während die Verbindung zur zweiten Filtereinheit 310 mittels eines zweiten Gebläseventils 40' geöffnet oder geschlossen werden kann. Der Boden jeder Filtereinheit ist mit einem gemeinsamen Farb- und Staubfilter 700 über einen Auslasskanal 710 verbunden, und die Verbindung zur ersten Filtereinheit 300 kann unter Verwendung eines ersten Auslassventils 55 geöffnet oder geschlossen werden, während die Verbindung zur zweiten Filtereinheit 310 mittels eines zweiten Auslassventils 55' geöffnet oder geschlossen werden kann. Die erste Filtereinheit weist ein erstes Lufteinlassventil 56 und die zweite Filtereinheit 310 weist ein zweites Lufteinlaßventil 56' auf, um die gesteuerte Einströmung von Außenluft in die jeweilige Filtereinheit zu ermöglichen. Das Farb- und Staubfilter 700 ist über einen Saugkanal 730 mit der Versatzkammer 200 verbunden. Der Schwingseparator 500 weist einen Feinstoffauslaß 520 auf, durch welchen das Sandstrahlmedium aus dem Schwingsiebseparator abgeführt wird. Der Feinstoffauslaß ist mit dem Sandstrahlmediumbehälter 600 verbunden. Ein Grobstoffauslaß 530, durch welchen größere Teilchen wie beispielsweise Farbspäne abgeführt und zur Entsorgung in Säcke verpackt werden, ist ebenfalls am Schwingseparator 500 angeordnet.
Wenn die Filter in der ersten Filtereinheit 300 zu verstopfen beginnen, was leicht durch (nicht gezeigte) Mittel nachgewiesen werden kann, die den Druckabfall über den Filtern messen, wird die Filtereinheit durch Schließen des ersten Einlassventils 38 abgeschaltet und der Luftstrom wird durch Öffnen des zweiten Gebläseventils 40' und des zweiten Einlaßventils 38' durch die zweite Filtereinheit 310 geleitet. Das erste Gebläseventil 40 wird dann geschlossen, um das Ansaugen von Luft durch die erste Filtereinheit 300 durch das Gebläse 400 zu unterbrechen. Nachdem die erste Filtereinheit abgeschaltet ist, wird das erste Auslassventil 55 am Boden der ersten Filtereinheit geöffnet, wo viel von dem Staub sich abgesetzt hat, um den Staub in den Farb- und Staubfilter 700 abzusaugen, der sich zwischen der ersten und der zweiten Filtereinheit 300 bzw. 310 und der Versatzkammer 200 befindet. Der Farb- und Staubfilter nützt den negativen Druck in der Versatzkammer aus, um den Staub aus der ersten Filtereinheit durch den Farb/Staub-Filter zu saugen. Das erste Lufteinlassventil 56 an der ersten Filtereinheit 300 wird geöffnet, um Luft in die erste Filtereinheit eintreten zu lassen, so daß der Staub in das Farb- und Staubfilter 700 abgesaugt werden kann. Nachdem die erste Filtereinheit auf diese Weise gereinigt worden ist, wird das erste Auslassventil 55 zum Farb- und Staubfilter 700 geschlossen, und der Staub kann aus dem Farb- und Staubfilter über das dritte Auslassventil 720 abgeführt werden, das vorzugsweise am Boden des Farb- und Staubfilters angeordnet ist.
Wenn die zweite Filtereinheit verstopft wird, wird dieser Prozeß wiederholt, aber dieses Mal unter Abschalten der zweiten Filtereinheit und Verbinden derselben mit dem Farb- und Staubfilter, während die erste Filtereinheit wieder zugeschaltet wird. Wenn also die Filter in der zweiten Filtereinheit 310 zu verstopfen beginnen, was leicht durch (nicht dargestellte) Mittel feststellbar ist, die den Druckabfall über den Filtern messen, wird die Filtereinheit durch Schließen des zweiten Einlassventils 38' abgeschaltet und der Luftstrom wird durch die erste Filtereinheit 300 durch Öffnen des ersten Gebläseventils 40 und des ersten Einlassventils 38 geleitet. Das zweite Gebläseventil 40' wird dann geschlossen, um das Ansaugen von Luft durch die zweite Filtereinheit 310 durch das Gebläse 400 zu unterbrechen. Wenn die zweite Filtereinheit abgeschaltet ist, wird das zweite Auslassventil 55' am Boden der zweiten Filtereinheit geöffnet, wo viel von dem Staub sich abgesetzt hat, um den Staub in das Farb- und Staubfilter 7 zu saugen. Das Farb- und Staubfilter nützt den negativen Druck in der Versatzkammer aus, um den Staub aus der zweiten Filtereinheit durch das Farb- und Staubfilter zu saugen. Das zweite Lufteinlassventil 56' an der zweiten Filtereinheit 310 wird geöffnet, um Luft in die zweite Filtereinheit eintreten zu lassen, so daß der Staub zum Farb- und Staubfilter 700 gesaugt werden kann. Wenn die zweite Filtereinheit in dieser Weise gereinigt worden ist, wird das zweite Auslassventil 55' zum Farb- und Staubfilter 700 geschlossen, und der Staub kann durch das dritte Auslassventil 720 aus dem Farb- und Staubfilter abgeführt werden.
Fig. 5 zeigt ein Strömungsdiagramm, welches den Betrieb des Systems illustriert. Der Kasten 1 zeigt das vakuumbeaufschlagte Material aus der Sandstrahlhaube. Dieses Material enthält Strahlmedium (Gries, Farbflocken/Späne/Teilchen, Rostteilchen und das Trägergas (vorzugsweise Luft). Das vakuumbeaufschlagte Material wird in die Versatzkammer 200 eingesaugt, wie durch den Kasten 2 dargestellt. Innerhalb der Versatzkammer trifft das vakuumbeaufschlagte Material auf ein oder mehrere Einlassprallbleche 220 auf, und die schwereren Teilchen wie beispielsweise das Sandstrahlmedium und größere Farbteilchen, werden zum Boden der Versatzkammer hin abgelenkt, was im Kasten 3 dargestellt ist. Die schwereren Teilchen werden zum Schwingsiebseparator 500 transportiert. Der Kasten 4 zeigt die Trennung nicht verwendbarer Teilchen von dem wiederverwendbaren Sandstrahlmedium, was im Schwingsiebseparator stattfindet. Die feineren Teilchen, die in der Versatzkammer 200 schwebend bleiben, werden über mindestens ein Auslassprallblech 225 aus der Versatzkammer herausgesaugt, so daß die verhältnismäßig großen Teilchen, die immer noch schwebend sind, auf den Boden der Versatzkammer fallen, wie im Kasten 5 dargestellt ist. Der Kasten 6 zeigt, wie die feineren Teilchen in entweder die erste Filtereinheit 300 oder die zweite Filtereinheit 310 durch das Gebläse 400 (dargestellt im Kasten 7) eingesaugt werden, je nachdem, welche Filtereinheit in Betrieb ist und welche regeneriert wird. Im Kasten 8 ist das Farb- und Staubfilter 700 dargestellt. Die toxischen Teilchen, die in einer der Filtereinheiten 300, 310 zurückgehalten worden sind, werden zum Farb- und Staubfilter gerührt, wo sie weiter gefiltert werden, so daß das toxische Abfallvolumen so klein wie möglich wird.
Die Fig. 6A und 6B zeigen ein System 1 nach der Erfindung, das auf einem mobilen Anhänger 800 montiert ist. Das ganze System kann klein genug gefertigt werden, um in einen verhältnismäßig kleinen Raum zu passen. Die Bezugszahlen entsprechen denjenigen, die in den Fig. 1 bis 5 verwendet sind, und betreffen die gleichen technischen Merkmale. Ein mobiler Stromerzeuger 850 kann zur Versorgung des Systems 1 mit elektrischer Energie benutzt werden. Des weiteren ist eine mittige Steuerkanzel 900 vorgesehen, um den Betrieb und die Überwachung des Systems durch einen Bediener zur erleichtern. Der mobile Anhänger 800 ist vorzugsweise mit einer Umhüllung (aus Gründen der Klarheit nicht gezeigt) versehen, die als Wetterschutz für das System 1 dient.
Der Gasstrom wurde beispielsweise als ein Luftstrom beschrieben, aber in gewissen speziellen Fällen kann eine nicht oxidierende Gasatmosphäre wünschenswert oder notwendig sein. Ein solches Inertgas kann Stickstoffgas oder ein Edelgas sein. In anderen Fällen kann Wasserstoffgas verwendet werden. Des weiteren können das verbrauchte Sandstrahlmedi um, Rostflocken und Staubteilchen, welche die Versatzkammer verlassen, in irgendeinem geeigneten Separator behandelt werden, wobei die bevorzugte Bauart eines Separators ein Schwingsiebseparator ist, wie in den Zeichnungen dargestellt. Die Filtereinheiten sind als Paar dargestellt, aber es kann jede Anzahl von Filtereinheiten eingesetzt werden, so lange mindestens zwei Filtereinheiten vorhanden sind.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die Erfindung bezieht sich auf Systeme zum Trennen toxischer Teilchen aus Sandstrahlmedien und das Rezirkulieren des Sandstrahlmediums zum Sandstrahlreinigen von Oberflächen.

Claims

1. System (1) zum Sandstrahlen einer Oberfläche, Sammeln von gebrauchtem Strahlmittel und Abfall und Scheiden des Abfalls vom Strahlmittel, wobei das System Folgendes umfasst:

wenigstens eine Strahldüse (105) mit einer Haube (100), die an einer zu behandelnden Oberfläche (10) positionierbar ist, wobei jede Haube mit einem Vakuumschlauch (110) verbunden ist, der Strahlmittel, Späne, Staub und anderen Abfall, die während des Strahlbetriebs in der genannten Strahlhaube vorhanden sind, sammelt;

eine Versatzkammer (200) mit wenigstens einem Einlaß, der über den Vakuumschlauch (110) mit der Haube (100) verbunden ist, wenigstens einer Einlassprallfäche (220), die zum Lenken des ankommenden Gasstroms nach unten positioniert ist, einem Feststoffsammel- und -ablassbereich (205) an ihrem Boden zum Aufnehmen von Feststoffen, die aus dem Gasstrom in der Versatzkammer herausfallen, und wenigstens einem Auslaß (226) für den abgehenden Gasstrom;

eine erste Filtereinheit (300) und eine zweite Filtereinheit (310), die über einen ersten Kanal (230) mit der Versatzkammer (200) verbunden sind, wobei die Filtereinheiten so angeordnet sind, dass die eine Einheit den von der Versatzkammer kommenden Gastrom filtert, während die andere Einheit regeneriert wird, wobei die zwei Filtereinheiten jeweils abwechselnd filtern und regenerieren;

einen Strahlmittelbehälter (600), der mit wenigstens einem Strahlmittelzuführschlauch (120) verbunden ist, der mit der genannten wenigsten einen Strahldüse (105) verbunden ist;

ein Gebläse (400) zur Sogerzeugung auf den Gasstrom von der Strahldüse (105) zur Versatzkammer (200) durch die erste Filtereinheit (300) und die zweite Filtereinheit (310);

wobei das System (1) dadurch gekennzeichnet ist:

dass die genannte Versatzkammer wenigstens eine Auslassprallfläche (225), die so positioniert ist, daß sie einen abgehenden Gasstrom zunächst in eine Abwärtsrichtung und dann in einer Richtung nach oben und nach außen führt, und einen Drehschieber (510) hat, der am Boden der Versatzkammer angeordnet ist, um das Ablassen der genannten Feststoffe zu ermöglichen;

dass angrenzend an den Drehschieber (510) der Versatzkammer (200) ein Abscheider (500) angeordnet ist, damit schwere Partikel wie gebrauchtes Strahlmittel und schwere Farbspäne, vom Boden der Versatzkammer zum Abscheider abgelassen werden können, wenn der Drehschieber geöffnet wird, wobei der Abscheider so angeordnet ist, daß er gebrauchtes Strahlmittel vom größeren Teilchen trennt;

und dass zwischen der ersten und zweiten Filtereinheit (300, 310) und der Versatzkammer (200) ein Farb- und Staubfilter (700) zum Filtern des Filtrats aus entweder der ersten Filtereinheit oder der zweiten Filtereinheit angeschlossen ist, wobei das Farb- und Staubfilter die Gebläsesaugwirkung von der Versatzkammer zum Ansaugen des Filtrats aus der ersten Filtereinheit bzw. der zweiten Filtereinheit benutzt.

2. System (1) nach Anspruch 1, bei dem der Abscheider ein Schwingsiebabscheider (500) ist, der umfasst:

einen Abscheiderauslass für Feinstoffe (520), durch den das Strahlmittel aus dem Schwingsiebabscheider entfernt wird, wobei der Abscheiderauslass für Feinstoffe mit dem Strahlmittelbehälter (600) verbunden ist; und

einen Abscheiderauslass für Grobstoffe (530), durch den größere Stücke, wie z. B. Farbspäne, entfernt und zur Entsorgung in Säcke gefüllt werden.

3. System (1) nach Anspruch 1, bei dem der Drehschieber (510) druckdicht ist, um das Eindringen von Umgebungsluft über den Druckschieber in die Versatzkammer (200) zu verhindern, wenn der Drehschieber geschlossen ist.

4. System nach Anspruch 1, bei dem

der erste Kanal (230) in einen ersten Einlasskanal (32), der zur ersten Filtereinheit führt, und einen zweiten Einlasskanal (32'), der zur zweiten Filtereinheit führt, unterteilt ist;

ein erstes Einlassventil (38) in dem ersten Einlasskanal (32) angeordnet ist und ein zweites Einlassventil (38') in dem zweiten Einlasskanal (32') angeordnet ist, um das Öffnen und Schließen der betreffenden Einlasskanäle zu ermöglichen;

die erste Filtereinheit (300) und die zweite Filtereinheit (310) über einen Gebläsekanal (410) mit dem Gebläse (400) verbunden sind und die Gebläseverbindung zur ersten Filtereinheit mit Hilfe eines in dem Gebläsekanal angeordneten ersten Gebläseventils (40) geöffnet oder geschlossen werden kann und die Gebläseverbindung zur zweiten Filtereinheit mit einem in dem Gebläsekanal angeordneten zweiten Gebläseventil (40') geöffnet oder geschlossen werden kann;

der Boden jeder der Filtereinheiten (300, 310) über einen Auslasskanal (710) mit einem gemeinsamen Farb- und Staubfilter (700) verbunden ist und die Verbindung des gemeinsamen Farbfilters zur ersten Filtereinheit mit Hilfe eines ersten Auslassventils (55) geöffnet oder geschlossen wird und die Verbindung des gemeinsamen Farbfilters zur zweiten Filtereinheit mit Hilfe eines zweiten Auslassventils (55') geöffnet oder geschlossen wird;

die erste Filtereinheit (300) ein erstes Lufteinlassventil (56) hat und die zweite Filtereinheit (310) ein zweitel Lufteinlassventil (56') hat, um das geregelte Einströmen von Außenluft in die betreffende Filtereinheit zu ermöglichen und

das Farb- und Staubfilter (700) über einen Saugkanal (730) mit der Versatzkam mer (200) verbunden ist.

5. System (1) nach Anspruch 4, bei dem das Farb- und Staubfilter (700) ein drittes, vorzugsweise am Boden des Farb- und Staubfilters angeordnetes Auslassventils (720) hat, durch das Staub aus dem Farb- und Staubfilter entfernt werden kann.

6. System (1) nach Anspruch 1, bei dem das System folgendes umfasst: wenigstens zwei Strahldüsen (105) mit einer Haube (100), wobei jede der wenigsten zwei Strahldüsen über ein betreffendes Vakuumausgleichventil (210) mit der Versatzkammer (200) verbunden ist, mit dem der Druck in dem betreffenden Vakuumschlauch (110) von Drucksensoren (26) geregelt wird, die zum Erfassen des Drucks in jedem Vakuumschlauch angeschlossen sind, Dämpfer (22), die in Reaktion auf den relativen Druck zwischen den Vakuumschläuchen betriebsfähig sind, um die Durchflussöffnung der betreffenden Verbindungen zwischen den Vakuumschläuchen und der Versatzkammer zum Ausgleichen und Optimieren der relativen Drücke zu variieren, und eine automatische Steuereinrichtung (140), um die Dampfer in Reaktion auf die erfassten Drücke so zu betätigen.