DE3447338A1 - Vorrichtung zum elektrokinetischen aufladen von pulverfoermigen stoffen - Google Patents

Vorrichtung zum elektrokinetischen aufladen von pulverfoermigen stoffen

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Helmut Dr.-Ing. Ddr 8010 Dresden Bauch
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/047—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns using tribo-charging

Description

Berlin, den 7» 12. 84 WP B 05 0/259 926
Vorrichtung zum elektrokinetischen Aufladen von pulverförmiqen Stoffen ,
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrokinetischen Aufladen pulverförmiger Stoffe zum Zwecke dee elektrostatischen Beschichtens von Gegenständen mit diesem Pulver. Sie kann sowohl in manuell und automatisch geführten Pulversprühgeräten als auch in Wirbelbettanlagen als Aufladevorrichtung Verwendung finden« Als Beschichtungestoffe können duro- oder thermoplastische Pulver« Email oder ähnliche Materialien in Pulverform eingesetzt werden*
Es sind Sprühgeräte für die elektrostatische Oberflächenbeschichtung bekannt, bei denen der pulverförmige Beschichtungsstoff beim pneumatischen Durchströmen eines Isolierstoffkanals durch Reibungseffekte infolge der Berührung der Pulverteilchen mit der Wand des Strömungskanals elektrisch aufgeladen wird (z. B* DE-PS 1 577 757 und 2 203 351)«
Der Nachteil dieser Geräte besteht darin, daß sie nur mit einem relativ niedrigen Pulverdurchsatz arbeiten, um durch intensiven allseitigen Kontakt der Pulverteilchen mit dem Strömungskanal eine verfahrenstechnisch ausreichende Aufladung zu erzielen· Zur Erhöhung der Pulveraufladung wurden verschiedene Maßnahmen vorgesehen, die auf eine Erhöhung der Turbulenz der Strömung hinzielen, so der Einsatz spezieller Wirbelerzeugungseinrichtungen (DE-OS 2 938 606), Propeller (US-PS 3 905 330) oder eines Gebläserades (DE-OS 2 451 514) im Strömungskanal, von Flächenprofilierungen (DE-OS 2 209 231) und gekrümmten Laderohren (DE-OS
-X-
3 100 002)· Weiterhin sind konstruktive Ausführungsformen bekannt» bei denen durch einen halbtorroidförmigen Einlaufabschnitt unter Ausnutzung des Coanda-Effektes (OE-OS 2 713 697) oder durch Erzeugung einer schraubenlinienförmigen Teilchenbahn (DE-OS 2 756 009) eine intensive Wandberührung verursacht wird«
Ferner sind elektrokinetische Aufladeorgane bekannt, bei denen die Pulveraufladung durch Oberlagerung von reibungselektrischen Effekten mit von diesen ausgelösten Ionisationsprozessen an passiven Influenzelektroden erfolgt (DD-WP 106 306 und 113 289 und DE-OS 3 303 137)« Dabei wird das pneumatisch zugeführte Pulver durch einen Gasstrom im Isolierstoffrohr aufgewirbelt« Die Vorrichtung hat die Form eines Strahlapparates und weist zwei im Anfangsteil des Isolierstoff kanals zusammentreffende Zuführungskanäle und im Bereich der vereinigten Gasströme eine oder mehrere Influenzionisator-Elektroden auf« Diese Elektroden haben die Form eines in die Innenwand des Isolierstoffrohres eingelassenen Ringes bzw. von axial oder radial in das Isolierstoff rohr ragenden Nadel-Elektroden»
Bekannt ist ferner eine Vorrichtung, bei der in Strömungsrichtung hinter oder in unmittelbarer Nähe der Influenzionisator-Elektroden zur Erhöhung der reibungselektrischen Effekte ein kegelförmiger Strömungskörper angeordnet ist (DD-WP 134 841)* Allen mit einem zusätzlichen Gasstrom arbeitenden Vorrichtungen ist gemeinsam, daß sie nach dem Prinzip des Strahlapparates arbeiten, wodurch die Gleichmäßigkeit des über eine Schlauchleitung mittels Ejektor zugeführten Pulver-Gasstromes beeinträchtigt wird« Die Vorrichtungen mit In-
fluenzionisator-Elektroden besitzen den Nachteil, daß die Ionisationsprozesse an bevorzugten Punkten erfolgen und an diesen Stellen mit partiell hohen Feldstärken durch die Glimmentladung Pulverteilchen an der Elektrode ansintern oder aufschmelzen* wodurch die Ionisation unterdrückt wird und die Pulveraufladung zurückgeht* Die Influenz-Elektroden müssen deshalb zur Entfernung der Pulververkrustungen in bestimmten Abständen gereinigt werden*
Ziel der Erfindung ist es, die Funktionstüchtigkeit der Pulverbeschichtungsgeräte mit elektrokinetischer Aufladung durch gleichmäßigeren Pulverauestoß sowie höhere und stabilere Pulveraufladung zu verbessern* den Reinigungeaufwand zu senken und damit die Anwendungsbreite der elektrokinetischen Pulverbeschichtungsgeräte zu erweitern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine bessere Gestaltung der Aufladezone und entsprechenden Werkstoffeinsatz die Verkrustung der Influenzionisator-Elektroden zu verhindern und die Intensität der Aufladeprozesse zu erhöhen·
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Mündungszone der beiden Zuführungskanäle für das in einem Gasstrom dispergierte Pulver und einen weiteren Gasstrom die Form einer doppelten Ringspaltdüse hat, wobei über den inneren Kanal der Pulvergasstrom und über den äußeren Ringspalt der zweite Gasstrom zugeführt wird und die als passive Influenzionisator-Elektrode wirkende rohrförmige Trennwand zwischen beiden Kanälen aus einem elektrisch halb
leitenden Material mit Antihafteigenschaften besteht und direkt oder indirekt über eine Meß- und/oder Kontrolleinrichtung am Erdpotential angeschlossen ist und der sich anschließende Strömungskanal ringspaltartig aus Isolierstoff ausgebildet ist« Als besonders zweckmäßig hat sich eine Ausführung erwiesen, bei der die Influenzionisator-Elektrode aus einem Werkstoff mit einem spezifischen Volumen-Widerstand von 10 ·,. 10 St- m besteht»
Als besondere geeignet wurde Polytetrafluoräthylen mit einem Graphitgehalt von 10 ··· 25 % gefunden*
Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der rohrförmigen Influenzelektrode besteht aus Isolierstoff mit einem elektrisch halbleitfahigen Belag auf der Außenfläche, der einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 10 ·«* 10 Ohm (gemessen mit zwei, 10 cm langen« im Abstand von 1 cm angeordneten Schneidenelektroden) besitzt*
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung verjüngt sich der äußere ringförmige Zuführungskanal für den Gasstrom konisch« wobei die Mantellinie der Kanalwand zur Rohrachse einen Winkel von 5 ·«· 30 einschließt«
Der sich an die Mündungszone anschließende Isolierstoffkanal besteht vorteilhafterweise aus einem Rohr und einem zentrischen Stab, wobei das Verhältnis von Stabdurchmesser zu Rohrinnendurchmesser im Bereich 0,75 ·., 0,9 liegt.
- ϊ-
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden· Die zugehörige Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Aufladevorrichtung«
Ober den Zuführungskanal I4 der in die von der Influenzionisator-Elektrode 3 begrenzte innere Ringkammer 4 mündet« wird das mittels eines Ejektors einem Vorratsbehälter entnommene und in einem Fördergasstrom dispergierte Pulver zugeführt· Der Zuführungskanal 2 für den zweiten Gasstrom mündet in die äußere Ringkammer 5«
Die rohrförmige Trennwand zwischen beiden Ringkammern bildet die Influenzionisator-Elektrode 3· Erfindungsgemäß ist sie aus einem Werkstoff mit Antihafteigenschaften und einem spezifischen Volumenwiderstand von IO bis 10 '■»& m hergestellt« Besonders geeignet ist Polytetrafluoräthylen mit einem Zusatz von 10 ··· 25 % Graphit» Die Vorderseite der Influenzionisator-Elektrode ist scharfkantig ausgebildet« Während sich die Innenwand nach außen erweitert, verjüngt sich die Außenwand·
Der sich anschließende Strömungskanal wird aus einem Isolierstoff rohr 6 und einem darin zentrisch angeordneten Stab 7 gleichen Materials gebildet, wobei das Verhältnis von Stab- zu Rohrinnendurchmesser 0,75 «·· 0,9 beträgt«
Durch den Einsatz des elektrisch halbleitenden Materials wird gewährleistet» daß sich die Ionisationsprozesse sehr gleichmäßig auf die vordere Kante verteilen« Das über den sich konisch verjüngenden äußeren Ringspalt ausströmende
344733
- fir-Gas bewirkt eine Ablösung des Pulver-Gasstromes vom Rand der Influenzionisator-Elektrode« Dadurch wird der Bereich hoher Feldstärken vor der ringförmigen Elektronenkante von Pulverteilchen freigehalten« so daß die Ionisierprozesse (Glimm- oder Koronaentladung) im reinen Gas erfolgen und kein Anschmelzen oder Aufsintern von Pulverteilchen stattfindet« Dieser Effekt wird durch die Antihafteigenschaften des Polytetrafluorethylene noch unterstützt«
Die ringspaltartige Form des sich anschließenden Strömungskanals, in der durch die sich überlagernden beiden Strömungen unterschiedlicher Geschwindigkeit sehr starke elektrokinetische Effekte auftreten, gewährleistet im Zusammenwirken mit der durch die Werkstoffwahl und konstruktiven Form der Influenzionisator-Elektrode bedingten gleichmäßigen Verteilung der Ionisierprozesse eine sehr hohe Pulveraufladung·
Ein weiterer Vorteil ist, daß keine die Gleichmäßigkeit der Pulverförderung beeinträchtigende Ejektorwirkungen auftreten«
Aufstellung der verwendeten Bezuqszeichen
1 - Zuführungskanal für Pulver-Gas-Gemisch
2 - Zuführungskanal für Gas
3 - Influenzionisator-Elektrode
4 - innere Ringkammer
5 - äußere Ringkammer
6 - Isolierstoff rohr
7 - Isolierstoffstab
-40-
- Leerseite -

Claims (1)

  1. 3AA7338
    Patentansprüche
    1· Vorrichtung zum elektrokinetischen Aufladen von pulver* förmigen Stoffen zum Zwecke des elektrostatischen Beschichtens von Gegenständen mit einem Zuführungskanal für das in einem Gasstrom dispergierte Pulver und einem weiteren Zuführungskanal für einen Gasstrom, die im Anfangsbereich eines Isolierstoffkanals zusammentreffen« und einer Influenzionisator-Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungszone der beiden Zuführungskanäle (1, 2) die Form einer doppelten Ringspaltdüse hat, wobei über den inneren Kanal (4) der Pulver-Gasstrom und über den äußeren Ringspalt (5) der zweite Gasstrom zugeführt wird und die als passive Influenzionisator-Elektrode (3) wirkende rohrförmige Trennwand zwischen den beiden Kanälen aus elektrisch halbleitendem Material mit Antihafteigenschaften gefertigt und direkt oder indirekt über eine Meß- und/oder Kontrolleinrichtung am Erdpotential angeschlossen ist und der sich anschließende Strömungskanal (6, 7) ringspaltartig aus Isolierstoff ausgebildet ist·
    2« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Influenzionisator-Elektrode (3) aus einem Material
    A
    mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 10 ··* 10 Q besteht«
    3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Influenzionisator-Elektrode (3) aus Polytetrafluorethylen mit einem Graphitgehalt von 10 ··· 25 % besteht.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 2* dadurch gekennzeichnet, daß die Influenzionisator-Elektrode (3) aus Isolierstoff besteht und vorzugsweise auf der Außenfläche ein elektrisch halbleitender Belag mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand von IO ··· 10 Ohm aufgebracht ist,
    5, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Mündungestück des äußeren Ringspaltes (5) in Strömungerichtung konisch verjüngt, wobei die Mantellinie der Kanalwand zur Rohrachse einen Winkel von 5° ..· 30° bildet«
    6« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich an die doppelte Ringspaltdüse anschließende Isolierstoffkanal aus einem Rohr (6) mit einem darin zentrisch angeordneten Stab (7) gebildet wird, wobei das Verhältnis von Stabdurchmesser zu Rohrinnendurchmesser im Bereich 0,75 ·.* 0,9 liegt«
    - Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -
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