Устройство для электростатического нанесения порошкообразного материала на рулонную основу

 

Изобретение относится к технике получения покрытий и композиционных материалов в электрическом поле. Цель - расширение технологических возможностей. Устройство для электростатического нанесения порошкообразного материала на рулонную основу снабжено двумя направляющими, первая из которых размещена вертикально между восходящими ветвями транспортеров, а вторая - горизонтально над аппаратом, при этом осадительный электрод выполнен в виде бесконечной электропроводной ленты, огибающей ролики, один из которых установлен в первой, а другой - во второй направляющих, причем ролики кинематически связаны с механизмом перемещения рулонной основы. Устройство снабжено также дополнительными направляющими и механизмом перемещения барабанов бесконечных ленточных транспортеров во встречном направлении, а приводные барабаны транспортеров кинематически связаны с приводом механизма перемещения рулонной основы. Бесконечные ленточные транспортеры выполнены в виде соединенных между собой и чередующихся по длине транспортера диэлектрических и электропроводных элементов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l91 S U (Ill (S1)5 В 05 В 5/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М A ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР (2!) 4354422/31 05 (22) 04.01 88 (46) 15.07 ° 90. Бюл, ¹- 26 (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР (72) В.И,Ткачев, О,Р,Юркевич, Ю,А,Усович, В.А,Довгяло и А.И.Ляпунов (53) 678.056(088.8) (56) Патент Франции № 1337865, кл В 05 В 5/00, 1963, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО МАТЕРИАПА .НА РУЛОННУЮ ОСНОВУ (57) Изобретение относится к технике получения покрытий и композиционных материалов в электрическом поле, Цель - расширение технологических возможностей, Устройство для электр рос атического нанесения порошкообразного материала на рулонную основу снабжено двумя направляющими, первая из которых размещена вертикально

Изобретение относится к технике получения покрытий и композиционных материалов, методом совмещения порошкообразных полимерных материалов и гибких длинномерных изделии - основ (фольги, ткани, войлока, ленты и т,ц.) в электринеском поле и может использоваться в различных отраслях промышленности (машиностроительной, электротехнической, химической и др,)

Целью изобретения является расширение технологических возможностей, между восходящими ветвями трансгортеров, а вторая - горизонтально над. аппаратом, при этом осадительный электрод выполнен в виде бесконечной электропроводной ленты, огибающей ролики, один из которых установлен в первой, а другой - во второй направляющих, причем ролики кинематически связаны с механизмом перемещения рулонной основы. Устройство снабжено также дополнительными направляющими и механизмом перемещения барабанов бесконечных ленточных транСпортеров во встречном направлении, а приводные барабаны транспортеров кинематически связаны с приводом механизма перемещения рулонной основы, Бесконечные ленточные транспортеры выполнены в виде соединенных между собой и чередующихся по длине транс- ( портера .диэлектрических и электропроводных элементов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на ри,2 — принципиальная схема процесса двухстороннего электроосаждения. заряженных частиц порошкообразного материала на заземленную электропроводную рулонную осногу, Устройство состоит нз аппарата 1 псевдоожижения с пористой перегородкой 2, разделенного на секции 3 и 4 с камерами 5 и 6 наддува, механизма .7 перемещения рулонной основы. установленных вер икально в секциях на

1577857 приводных барабанах 8-11 двух бескоk1å÷Hûõ ленточных транспортеров 12, Заземленных цилиндрических щеточнь х нейтрализаторов 13 с эластичным элект"

5 ропроводным ворсом, ионизаторов 14 и

15, осадительного электрода — бесконечной электропрсводной ленты 15 огибающей приводные ролики 17 и 18, тер.макамеры 19 проходного типа с ИК-излучателями. В пористой перегородке 2

ыполнено щелевое уплотнение упруголастичными прокладками 20 отверстие я перемещения рулонной основы,. Меанизм 7 перемещения основы включает

1 одторможенный отпускной узел 21 и

11риемный узел 22, опорны ролики 2325 и облицованные упруго-эластичным полиуретаном тянущие валки 26, соединенные кинематически (через цепную 20 передачу и фрикционную муфту включе ния) с регулируемым электроприводом

И (электродвигатель постоянного тока с блоком управления), С последним кинематически соединены (цепными пе- 25 редачами через вариаторы) барабаны

9 и 10, а также (дополнительно через фрикционную муфту. включения) ролик

18, Приемный узел 22 аналогичным образом связан с тянущимч валками 26.

Приводные барабаны и ролики подшип никовыми узлами установлены в направляющих 27-30 и снабжены винтовыми механизмами (не показано). Направляющие 29 размещены между восходящими

35 ветвями транспортеров 12 вертикально, а направляющие 30 - горизонтально над аппаратом 1, а ролики 17 и 18 установлены с возможностью перемещения в направляющих 29 и 30. Направляющие

27 и 28 обеспечивают перемещение барабанов 8-11 бесконечных ленточных транспортеров 1? во встречном на" правлении, Бесконечные ленточные транспорте ры 12 выполнены в виде адгезионно соединенных между собой, чередующихся по длине диэлектрических 31 (из ..полиэтилена) и электропроводных 32 (из медной фольги толщиной 100 мкм) упруго "эластичных элементов, которые

50 перфорированы отверстиями g 2,5 мм, Нейтрализаторы .13 смонтированы на корпусах подшипниковых узлов барабанов 8 и 11,. соединены с последними повышающей (i = 2) передачей (по- 55 средством шкивов и пасиков) и сопряжены с наружными поверхностями элементов транспортеров )2, Между восходящими ветвями 33 и

34 иобратными 35 .и 36 .транспортеров

12 размещены коронирующие электроды

37 и 38, через высокоомные переменные резисторы R1 и R2 подключенные к двухполярным источникам 39 и 40 высоковольтного потенциала, Электроды представляют собой натянутые на рамках парачлельные отрезки нихромовой проволоки 0,4 мм с шагом

30 мм, смонтированных на корпусах подшипниковых узлов барабанов и на-: ходятся в контакте с элементами восходящих ветвеи 33 и 34 и образуют зазоры (порядка 160 мм) относительно элементов обратных ветвей 35 и

36 транспортеров 12, Ионизаторы 14 и 15 выполнены в виде пластин, закрепленных на пористой перегородке

2 аппарата 1 параллельно. образующим цилиндрических щеточных нейтрализаторов 13, и подключены через переменные резисторы КЗ и R4 к одноименным с коронирующими электродами 37 и 38 транспортеров 12 полюсам источников 39 и 40, Радиус кривизны рабочих кромок ионизаторов 14 и 15, обращенных. к нейтрализаторам 13, составляет 0,2 мм, а зазор между нимипорядка 120 мм, С наружной поверхностью ленты 16 сопряжена кинематически связанная (посредством шкивов и пасика) с роликом 18 заземленная цилиндрическая щетка 41 с эластичным электропроводkxbxM ворсом. Щетка 41 снабжена пыле защитным кожухом 42, B верхней части секций 3 и 4 аппарата расположена камера 43 бортового отссса, Кожух

42 и камера 43 соединены с системой рекуперации порошкообразного материала.(не показано).

Кроме того, в устройстве преду- смотрено автономное управление подачей псевдоожижающего газа в камеры 5 и 6 наддува посредством пневмораспределителей 44 и 45, 1

Устройство работает следующим образом, При двухстороннем электростатическом нанесении разноименно заряженных частиц порошкообразного материала на противоположные стороны рулонной ди электрической основы последняя, на- . пример. стеклянная-ткань, заправляется в механизм 7 перемещения в следую шей последовательности: огибают во5 15 круг опорного ролика 23; пропускают между упруго-эластичными прокладками 20 щелевого отверстия; между восходящими ветвями 33 и 34 бесконечных ленточных транспортеров !2 и ИКизлучателями термокамеры 19; между тянущими валками 26 и заводят под прижимную планку приемного узла 22, Винтовыми механизмами перемещения приводных, барабанов 8-11 в направляющих 27 и 28 задают необходимые расстояния между восходящими ветвями 33 и 34 транспортеров 12, а значит и между коронирующими электродами 37 и

38 и основой. Характер изменения расстояния- в направлении перемещения основы определяется решаемой задачей: постоянное расстояние устанавливается при полидисперсном составе, а градиентно уменьшающееся или увеличивающееся - при необходимости обеспечить изменение дисперсности частиц по толщине электроосажденного слоя материала (эффективно в случае пористой основы). Бесконечную электропроводную ленту 16 разъединяют с зем лей и выводят из зазора между восходящими ветвями, для чего винтовыми механизмами приводные ролики 17 и 18 перемещаются в направляющих 29 и 30 соответственно вверх и нормально от плоскости движения основы, Включают систему рекуперации и в секции 3 и 4 аппарата 1 псевдоожижения засыпают порошкообразный полимерный или олигомерный материал, В камеры 5 и 6 наддува через пневмораспределители 44 и

45 подают сжатый газ, например воздух, расход которого назначают с учетом количества и структурно-физических свойств (плотность, дисперсность и т.д,) материала. Одновременно включают электропривод М, токовая нагрузка на котором задается блоком управления в соответствии с требуемой скоростью перемещения основы, При разъединенных фрикционных муфтах включения приводной ролик IS и тянущие валки

26 остаются неподвижными, В движение приходят только приводные барабаны

8-11 с бесконечными ленточными транспортерами 12 и нейтрализаторы 13. Совместным воздействием восходящих через пористую перегородку 2 и слой .материала потоков воздуха и вращаю« щихся барабанов 8-11 н нейтрализаторов 13 материал в секциях 3 и 4 переводится в псевдоожиженное состояние, 77857 б

Включают источники 39 и 40 высоковольтного потенциала и на коронирующие электроды 37 и 38, а также на

5 ионизаторы 14 н 15 через переменные резисторы Rl, R2, R3 и R4 подают разнополярные (+, -) потенциалы P,-Y>> обеспечивающие соответственно в зазорах между электродами 37 и 38 и основой, а также между ионизаторами

14 и 15 и нейтралиэаторами 13 необ» ходимые напряженности электрического поля (в пределах 1,0-3,0 кВ/см), Подают напряженке на ИК-излучатели термокамеры и включают фрикционную муфту тянущих валков 26, Диэлектрическая рулонная основа сматывается с отпускного узла 21 последовательно проходит через аппа20 рат 1 псевдоожижения, термокамеру

19 и наматывается на приемный узел

22, !1ри этом на поверхностях основы в электрическом поле между раэнополярными коронирующими электродами

25 37 и 38 индуцируются заряды противоположных знаков ° Аналогично заряжаются диэлектрические элементы 31 восходящих ветвей 33 и 34 и обратных ветвей 35 и 36 транспортеров 12, 30 Контактирующие с. электродами 37 и 38 электропроводные элементы 32 восходяших ветвей 33 и 34 находятся под одноименными. а смонтированные с зазором — под противоположными (индуцираванными) с ними потенциалами, 35

Заряженные биполярные (преимущественно положительно или отрицательно) за счет статической электризации при псевдоожижении и униполярно в элект40 рическом поле между нейтрализаторами

13 и ионизаторами 14 и 15. частицы порошкообразного материала осаждаются на противоположно им заряженных наружных поверхностях диэлектричес

41 ких 3! и электропроводных 32 элемен тов восходящих ветвей 33 и 34 движу щихся транспортеров 12 и выносятся вверх в зону (пере)осаждения, Причем из псевдоожиженного слоя секции 3 на

5О отрицательно заряженных (неконтактирующих с электродами) электропровод ных элементах 32 восходящей ветви 33 осаждаются положительно, а в секции

4 на положительно заряженных элект проводных элементах 32 восходящей ветви 34 — oтрнцательно заряженные частицы. Последующее (в процессе движения ленточных транспортеров) вхож дение этих элементов в контакт с

1577857 коронирующими электродами 37 и 38 приводит к мгновенному изменению их зарядов на протиноположкые. Вследствие этого оказываются одноименно с элементами заряженными находящиеся на их поверхностях частицы материа.ла, которые отталкинаются и переосаждаются на рулонную основу, Порошкообраэный материал осаждается на ,поверхности основы и непосредствен:но из псевдоожиженного слоя в элект, рических полях между электродами и

;основой. Одновременно ка диэлектрические элементы 31 восходящей 33 и обратной 35 ветвей ленточного транспор"ера секции 3, наружные поверхкости на горых постоянно заряжены поло>кительно, осаждаются отрицательно, а . на отрицательно заряженные наружные 2р поверхности диэлектрических элементов восходящей 34 и обратной 36 ветвей транспортера секции 4 — положительно заряженные частицы, которые непрерывно выносятся транспортерами из эан (пере-)осаждения, В аналогичном. режиме выноса частиц, заряженных противоположно участвующим в процессе (пере-)осаждения, т,е, в режиме, также способствующим насыщению ука- 3р занных зон частицами нужных зарядов, работают и вошедшие в коктакт с коранируюшими электродами 37 и 38 электропроводные элементы 32, Далее наружные поверхности элементов очищаются от вынесенных частиц эластичным электропроводным ворсом заземленных цилиндрических нейтрализаторов 13, вращающихся однанаправленно с приводными барабанами транспорте- 4р ров 12, При этом в значительной мере нейтрализуются заряды снимаемых частиц, которые затем проходят последующую обработку в электрических полях между щетками и ионизаторами 14 и 15, 45 а так>хе претерпеваот статическую электризацию. (Пере-)заряженные преимущественно положительно (в секции

3) или отрицательно (в секции 4) частицы вовлекаются в процесс (пере-)- 5р осаждения, Этот цикл непрерывно по-" вторяется, чем достигается высокая интенсинность и стабильность процесса злектроосаждения.

При изменении скорости перемещения рулонной основы благодаря наличию связи приводных барабанов 9 и 10 с тянущими валками 26 через регулируе,мый электропривод И автоматически изменяется и скорость движения бесконечных ленточных транспортеров, т,е. пропорционально увеличивается или уменьшается частота следонания диэлектрических 31 и электропроводных 32 элементов через эоны (пере-)заряжения и осаждения, а значит и количество транспортируемых в зону переосаждения частиц материала нужного заряда, Это способствует поддержанию стабильности процесса при изменении производительности, Конадрукция устройства позволяет также за". давать (вариаторами) различные пере-. даточные отношения механических передач - приводные барабаны — электропринад M и за счет этого реализовать необходимые скорости каждого из транспортеров (частоты следования диэлектрических н электропроводных элементов) и их соотношения со скоростью основы, что обеспечивает эффективное тонкое регулирование иктексивкости электроосаждения порошкаобразного материала на противоположные поверхности основы, равно как и толщины осажденных его слоев при неизменных прочих параметрах процесса, По мере расхода порошкообразнаго материала произнодится его периодическая подача в секции 3 и 4 аппарата.

Содержащий частицы парашкообраэкого материала псендоажижающкй воздух ка выходе из аппарата уланливается камерой 43 бортового отсоса, Осажденный порошкообразный материал при последующем перемещении через термокамеру 19 расплавляется ИК-излучателями и пропитывает рулонную основу. Получаемый препрег для производства слоистых пластиков наматывают ка барабан приемного узла 22. При двухстороннем электроосажденки одноименно заряженных частиц порошкообразного материала на противоположные стороны рулон>|ой электропроводной основы, например, углеродной ленты, отличия в работе устройства "..îñòîÿò в следующем, Основу заземляют. На коронирующие электроды 37 и 38, а так>хе ионизаторы 14 и 15 подают вьгсоковольтные потенциалы одноименной, предпочтительно отрицательной полярности,,рбе поверхности основы в электрическом поле между однополярными электродами заряжаются положительно, Наружные понерхкости диэлект1577857 рических элементов 31 обоих ленточных транспортеров 12 заряжаются отрицательно: контактирующие с электродами электропроводные элементы

32 - отрицательно, а расположенчые с зазором — положительно, Таким образом, на поверхностях электропроводных элементов 32 в зонах (пере-)заряжения осаждаются и выносятся вверх в эоны (пере-)осаждения отрицательно заряженные частицы материала, При последующем вхождении этих элементов в контакт с электродами частицы переосаждаются на положительно заряженную рулонную основу, а на их освобожденные поверхности осаждаются и транспортируются в зоны (пере-)заряжения частицы с положительными зарядами. В аналогичном режиме работают и диэлектрические элементы транспортеров 12, чем достигается насыщение зон (пере-)осаждения частицами отрицательного заряда, Таким образом, обеспечивается стаt бильность процесса при высокой его интенсивности и расширяются техноло.гические возможности устройства, Формула изобретения

1. Устройство для электростатического нанесения порошкообразного материала на рулонную основу. содержашее аппарат псевдоожижения порошкообразного материала с установленными на приводных барабанах вертикально двумя бесконечными ленточными транспортерами, коронирующие электроды, размещенные в каждом транспортере в зазоре между восходящей и обратной ветвями и соединенные с источником высоковольтного потенциала, расположенный между восходящими ветвями транспортеров осадительный электрод, заземленные приводные цилиндрические щеточные нейтрализаторы зарядов обратных ветвей и механизм перемещения рулонной основы между восходяпрг" ми ветвями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических воз ожностей, устройство снабжено двумя направляющими, первая из которых размещена между восходящими ветвями транспортеров вертикально, а вторая — горизонтально над аппаратом, при этом осадительный электрод выполнен в виде бесконечной

2р электропроводной ленты, огибающей ролики, один из которых установлен в первой, а другой - во второй направляющих, причем ролики кинематически связаны с механизмом перемещения ру?5 лонной основы, 2, Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е .е с я тем, что оно снабжено дополнительными направляющими и механизмом перемещения барабанов

30 бесконечных ленточных транспортеров во встречном направлении, а приводные барабаны транспортеров кинематически связаны с приводом механизма перемещения основы, 3, cTðÎHñTa< >о и ° 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что бесконечные ленточные транспортеры выпОлнены в виде соединенных между собой и чередующихся по длине транспортера ди4р электрических и электропроводных элементов.

1577857

1577857

Составитель Г,Догадин .

Техред Jl. Серд окова . Корректор С. Черни

Редактор Ю.Середа

Заказ 1875 Тираж 564 Подпи с но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101