Устройство для электростатического нанесения покрытий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, содержащее камеру напыления с емкостью для напьшяемого материала и распылителем и размещенные в емкости газовое Сопло с конусообра зной наружной поверхностью, связанное с источником высокого напряжения, и i диффузор, соединенный материалопроводом с распылителем, отличающ ее с я тем. Что, с целью-повышения эффективности зарядки напыляемого материала, оно снабжено дополнительной камерой, установленной коаксиальноiсоплу с возможностью осевого перемещения и охватывающей его, причем дополнительная камера выполнена о-скрытой со :стороны диффузора и соединена с узлом подачи сжатого газа, которым снабжено устройство . (Л

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 0 зев В 05 В 5/08.

1 и

It йФа@юОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИй i4 OTHPblTHA (21) 3606018/23-05 (22) 17.03,83 (46) 30.06.84, Бюл. 1Ф 24 (72) В.И.Ткачев, О.P.Þðêåâè÷, В.А.Дов. гяло и Ю.А.Усович (71) Институт механики металлополнмерных систем АН БССР (53) 678.055.(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 535110, кл. В 05 В 5/08, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

8 509296, кл. В 05 В 5/08, 1973 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, содержащее камеру напыления с емкостью для напыляемого материала и раснылителем и размещенные в емкости га- зовое сопла с конусообразной наружной поверхностью, связанное с источником высокого напряжения, и диффузор, соединенный материалопроводом с .распылителем, о т л и ч а ющ е е c ..я тем, что, с целью повышения эффективности зарядки напыаяемого материала, оно снабжено дополнительной камерой, установленной коаксиально.соплу с возможностью осевого перемещения и охватывающей его, причем дополнительная камера выполнена открытой со стороны диффузора и соединена с узлом подачи сжатого газа, которым снабжено уст- Щ ройство.

1 1! 0000

Изобретение относится к электронно-ионной технологии. получения покрытий из дисперсных материалов и может быть использовано в машиноб строительной, электротехнической, 5 и других отраслях промышленности.

Известно устройство, содержащее емкость для покрывного материала и размещенные в ней газовые сопло и диффузор, соединенный материалопро водом с распылителем, а также связанный с источником высокого напряжения узел зарядки распыляемого порошка, размещенный в выходном пат.рубке диффузора 1 J..

Однако наличие на пути транспортирования порошкообразного материала протяженных в пространстве элементов существенно ухудшает аэродинамику подаваемой на распыление газопорошковой смеси, что отрицательно сказывается на качестве покрытий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, содержащее камеру напыления с емкостью для напыляемого материала и распылителем и размещенные в ней газовое сопло с конусообразной наружной поверх30 ностью, связанное с источником высокого напряжения, и диффузор, соединенный материалопроводом с распылителем(2 .

Данное устройство позволяет производить зарядку распыляемого порошка в процессе отбора, однако при обес- печении требуемых параметров (плотности, расхода и т.д.) подаваемой на распыление газопорошковой смеси изменение величины зазора между соплом и диффузором сопровождается

40 изменением параметров коронного разряда (напряженности электростатического поля, силы тука короны) между указанными элементами. Причем зазор зачастую необходимо изменять в таких

45 пределах, при которых поддержание устойчивого коронного разряда .невозможно или неэффективно. В результате при больших плотности и расходе газопорошковой смеси эффективность 5О зарядки напыляемого материала у данного устройства оказывается недостаточной, что приводит к ухудшению качества покрытий на изделиях сложной конфигурации.

Целью изобретения является повышение эффективности зарядки напыляемого материала. б 2

Указанная цель достигается тем, Что устройство для электростатического нанесения покрытий, содержащее камеру напыления с емкостью для напыляемого материала и распылителем и размещенные в емкости газовое сопло с конусообразной наружной поверхностью, .связанное с источником высокого напряжения, и диффузор, соединенный материалопроводом с распылителем, снабжено дополнительной камерой, установленной коаксиально соплу с возможностью осевого перемещения и охватывающей его, причем дополнительная камера выполнена открытой со стороны диффузора и соединена с узлом подачи сжатого газа, которым снабжено устройство.

На чертеже схематически показано предлагаемое устройство (в рабочем состоянии).

Устройство содержит выполненную из тонколистовой стали заземленную камеру напыления 1 с размещенной в ее нижней части емкостью 2 для полимерного порошка. Емкость пористой перегородкой 3 разделена на рабочий резервуар 4 и камеру 5 наддува. В последний установлен электромагнитный вибратор б, якорь 7 которого закреплен на перегородке. В противоположных бо ковых стенках резервуара смонтированы газовое сопло 8 и диффузор 9, установленные с зазором 10. Диффузор электрически соединен,с емкостью 2, закреплен в цанговом зажиме 11 и посредством материалопровода 12 сообщается с распылителем 13 по.лимерного порошка. Сопло, наружная поверхность которого выполнена в виде усеченного конуса, герметично посажено на диэлектрический патрубок 14 и связано с источником 15 высокого напряжения.. На патрубке размещена дополнительная камера 16 с заземленным через перемейный резистор 17 (величина его сопротивления порядка 30 MOM) электродом 18.

Последний образует с наружной поверхностью сопла 8 кольцевой зазор 19.

Кроме того, дополнительная камера 16 снабжена пружиной 20 и установлена с зазором 21 (его величина 0,3 мм) и с возможностью продольного перемещения относительно сопла по диэлектрическому патрубку 14. С помощью гибкого шланга 22 камера соединена с источником 23 подачи легкоионизируемого газа (может использо3 »оо ваться азот, фреон и т.п.). Зона QTбора "отделена" от рабочего резервуара 4 проницаемой для порошка обечайкой 24, закрепленной на диффузоре 9. Подвеска 25 заземлена и пред5 назначена для размещения изделия 26.

Устройство работает следующим образом.

В рабочий резервуар 4 засыпается

10 полимерный порошок. На обмотку электромагнитного вибратора 6 подается напряжение, а в камеру 5 наддува— воздух. Совместным воздействием вибрации и проходящего через пористую

„15 перегородку 3 воздуха порошок переводится в псевдоожиженное состояние.

Изделие 26 закрепляется на заземленной подвеске 25 и направляется в камеру напыления 1. В дополнительную камеру 16 подается легкоионизируемый

20 газ, который истекает через зазоры

21 и 19 и попадает в пространство между газовым соплом 8 и диффузором 9.

Расход газа выбирается с таким рас25 четом, чтобы создать в камере избы-. точное давление, в силу чего она перемещается в левое положение, сжав пружину 20. При этом между соплом .и электродом 18 устанавливается не.обходимый зазор 19. Одновременно соп30 пу от источника 15 высокого напряжения сообщается заданный электрический потенциал, а переменным резистором 17 устанавливается такое сопротивление,. чтобы в кольцевом "-zsope 19 возник 35, устойчивый коронный разряд с требуе мой вольт-амперной характеристикой.

В то же время коронный разряд возникает и в зазоре 10 между соплом и заземленным диффузором. Молекулы 40 легкоионизируемого газа равно как и смеси его с воздухом, проходя соответственно через зоны коронного разряда 19 и 10, получают отрицательный заряд. Вследствие этого простран- 45 ство между соплом и диффузором насыщается ионами газа. Величина заряда задается значениями напряженностей электростатического поля в отмеченных зазорах. При подаче в газовое сопло 50 сжатого воздуха псевдоожиженный полимерный порошок через отверстия в обечайке 24 поступает в указанное пространство, и соединяясь с ионами газа, приобретает отрицательный объем- 55 ный заряд. Далее порошок инжектиру/ ется через зазор 10 и по материалопроводу 12 транспортируется к распыли006 4 телю 13 и распыляется на поверхность изделия 26. Заряженные частицы порошка равномерно распределяются по поверхности вращающегося заземленного изделия и значительное время удерживаются на ней. При последующем оплавлении напыленного порошка получается сплошное, равномерное по толщине покрытие.

Толщина получаемого покрытия определяется размером и зарядом частиц и временем напыления (3 — 1S с) полимерного материала.

Кроме того, возможны и другие различные варианты конструктивного исполнения устройства. Так, газовое сопло 8 может быть выполнено проницаемым для газа, подаваемого от дополни- тельного источника, и тогда необязательно наличие зазора 21 между соплом и дополнительной камерой 16. При этом степень очистки рабочей поверхности сопла и эффективность зарядки частиц распыляемого материала сохра;

1 няются на прежнем уровне. Положительные результаты получены и при провер, ке работоспособности конструкции соп1 ла, наружная поверхность которого представляет усеченные параболоид или

I гиперболоид вращения и их сочетание. Bo втором и третьем случаях наблюдается улучшение аэродинамики подаваемой к покрываемому изделию газопорош- ковой смеси.

Снабдив устройство дополнительной камерой, установленной коаксиально соплу с возможностью перемещения относительно него, охватывающей сопло и выполненной открытой со стороны диффузора, и системой подачи сжатого газа в дополнительную камеру удается обеспечить устойчивый режим коронного разряда в кольцевом зазоре между соплом и дополнительной камерой.

Вследствие этого достигается стабильное сообщение высоких величин зарядов молекулами газа, подаваемого через указанную зону коронного разряда, что в свою очередь, приводит к повышению эффективности зарядки распыляемого материала. Благодаря этому улучшается равномерность распределения частиц полимерного порошка на поверхности изделия сложной конфигурации, что позволяет повысить качество получаемых на них покрытий.

Указанные меры способствуют и расширению технологических возможностей

Составитель Л.Янюшин

Техред О.Неце Корректор N.Øàðîøè

Редактор А. Гулько

4463/8 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1100006 а устройства, так как параметры, и от характеристик (плотности, раскоронного разряда не зависят от вели-,мода и т.д.) подаваемой на распычины зазора между соплом и диффузором ление газопорошковой смеси.