Strömungsmessung in Lackieranlagen

Luftströmung in einer Lackierkabine und an deren Auslass

Prozessdaten

Messaufgabe:
Strömungsgeschwindigkeit zur Prozessregelung

Messstelle:
Im Bereich der Laminarströmung unter den Deckenfiltern (Plenum)
Im Abluftkanal

Messbereich:
Laminar: 0,25 … 0,5 m/s
Abluft: 15 … 25 m/s

Prozessdruck:
Atmosphärisch

Prozessumgebung:
20 … 200 °C

Empfohlene Produkte

Laminar: TA10 … C

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Abluft: VA40 ZG8

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Anwendung

In Lackieranlagen muss an verschiedenen Stellen die Strömungsgeschwindigkeit genau gemessen werden. Zum Einen muss in der Spritzkabine die Laminarströmung sichergestellt werden um ein optimales Ergebnis zu bekommen, zum Anderen muss die Abluftabsaugung der Lackierkabine und des Trockenofens aus Sicherheits- und Umweltschutzgründen überwacht werden.

Um ein optimales Lackierergebnis zu erzielen, müssen in der Spritzkabine definierte Raumbedingungen herrschen. Die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und eben auch die Luftströmung sind in einem eng begrenzten Bereich zu halten.

Neben der Raumkonditionierung spielt auch der Umweltschutz bei Lackieranlagen eine wichtige Rolle. Der entstehende Farbnebel in der Spritzkabine wird durch einen geregelten, nach unten gerichteten Luftstrom abgeleitet. Dieser Luftstrom wird gesammelt, gemessen und behandelt. Auch die Abluft der Trockenöfen wird gemessen. So werden Umweltbelastungen reduziert.  Zusätzlich wird somit sichergestellt, dass keine gesundheitsschädlichen oder gar entzündlichen Konzentrationen von Lösemittel etc. entstehen können.

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Riesiges Einsatzspektrum von Lackierkabinen

Lackieranlagen gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungen für sehr unterschiedliche Produkte. Von der Getränkedose über Bauteile, in diversen Größen und aus verschiedensten Materialien, bis hin zu ganzen KFZ oder LKW Karosserien. In Lackieranlagen werden vielfältige Luftströmungen an unterschiedlichen Stellen gemessen.

Laminare Strömung

Einerseits wird die laminare Strömung in der Spritzkabine gemessen. Dabei handelt es sich um eine sehr langsame, homogene Strömung, die typischerweise von der Decke bzw. dem Plenum zum Boden strömt.

Sie dient dazu den Lacknebel (englisch Overspray) abzutransportieren. Lacknebel bezeichnet den Anteil an Lack der nicht das Produkt erreicht, sondern frei im Raum schwebt.

Trotz elektrostatischer Aufladung und anderer technischen Maßnahmen beim Lackierprozess entsteht auch in modernsten Lackierkabinen ein erheblicher Anteil an Overspray.

 

Mittels der laminaren Strömung werden auch Gefahrstoffe in der Lackierkabine abgeführt. Dies ist insbesondere bei manuellen Prozessen zum Schutz der Mitarbeiter wichtig. Gleichzeitig dient sie dazu, die Umweltbelastung durch den Lackierprozess zu reduzieren.

Die laminare Strömung muss langsam sein, um keine Verwirbelungen zu erzeugen und damit den Lackierprozess nicht negativ zu beeinflussen. Um die Homogenität sicherzustellen sollte an mehreren Stellen unter dem Plenum gemessen werden. Genaue Werte werden unter anderem vom VDMA und in der DIN EN 16985:2019-04 „Lackierkabinen für organische Beschichtungsstoffe - Sicherheitsanforderungen; Deutsche Fassung EN 16985:2018“ definiert.

Laut diesen Vorschriften darf der Betrieb des Applikationssystems nur möglich sein, wenn die technische Lösung in Betrieb ist und die Anforderungen an den Luftstrom erfüllt sind.

 

Abluft

Eine weitere Strömungsmessung erfolgt in den gesammelten Abgasen, die die Lackierkabine verlassen und einer nachgelagerten Verarbeitung zugeführt werden. Diese Abluftvolumenströme sind meist schwach mit Schadstoffen beladen. Deshalb werden sie üblicherweise aufkonzentriert, um den Aufbereitungsprozess wirtschaftlich zu gestalten.

Unter anderem können die Gase in einer thermischen Nachverbrennung gereinigt werden. Aufgrund der mit Lacknebel angereicherten Luft kommt hier der Vortex-Sensor zum Einsatz.