Распылитель порошкообразных материалов

 

Изобретение относится к устройствам нанесения на изделия порошковых материалов способом пневматического распыления в электростатическом поле. Изобретение решает задачу повышения эффективности зарядки порошка за счет обеспечения раздельного управления режимом зарядки порошка и внешним электрическим полем, что позволяет покрывать порошком электрически экранированные зоны объекта и объекты с диэлектрической поверхностью (например, стекло, дерево и т.д.). Распылитель содержит корпус 1, путепровод 2 для газопорошковой смеси, распылительную головку 4 чашеобразной формы, соосные корпусу электрод 6, соединенный с источником высокого напряжения 7, рассекатель 8 и отражатель 5. Отражатель 5, согласно изобретению, имеет форму усеченного конуса, соединенного основанием с чашей головки, и выполнен из диэлектрического материала. На внешней поверхности отражателя 5 закреплена экранирующая сетка 9, соединенная с дополнительным источником питания, и кожух. Между кожухом 11 и экраном 9 образован путепровод для подачи газовой смеси. Отражатель 5 может быть выполнен из газопроницаемого микропористого материала, что способствует сдуванию с внутренней поверхности отражателя заряженного порошка в случае попадания газовой смеси под кожух. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам нанесения на объекты порошковых материалов способом пневматического распыления в электростатическом поле и может быть использовано при окрашивании объектов в различных отраслях промышленности.

Известны 2 основных способа переноса заряда на частицы порошка: - трибостатичесий, при котором частицы порошка заряжаются в процессе трения о поверхность специально подобранного материала, (см., например, авт. свид. СССР N 1835319, кл. B 05 B 5/08, 1991); электростатический, при котором заряд переносится на порошок через воздух при прохождении порошка через зону коронного разряда.

В последнем способе коронный разряд может быть создан между электродом распылителя и покрываемым объектом (внешняя зарядка) - см., например, авт. свид. СССР N 1508395, кл. B 05 B 5/08, 1987, заявку РСТ N 94/08725, кл. B 05 B /025, 1993, пр. Японии от 8.10.92, или между электродом распылителя и дополнительным заземленным электродом ("контроэлектродом"), расположенным в зоне распылителя (внутренняя зарядка).

Наиболее широко применяемые распылители с внешней зарядкой обладают высокой производительностью, стабильным качеством зарядки в довольно широко меняющемся диапазоне условий работы по температуре и влажности воздуха, но плохо покрывают электрически экранированные зоны объекта. Последнее объясняется тем, что заряженные частицы порошка летят на объект вдоль линий электрического поля и не попадают в эти зоны.

Распылители с внутренней зарядкой практически не применяются, так как контроэлектрод через короткое время покрывается порошком, и зарядка прекращается.

Трибостатические распылители не создают внешнего поля и позволяют покрыть порошком экранированные зоны объекта, но обладают пониженной производительностью и очень критичны к условиям работы, к типу и дисперсному составу краски, а, кроме того, практически не позволяет управлять процессом зарядки порошка.

Наиболее близким техническим решением к предложенному можно считать распылитель порошкообразных материалов по авт. свид. СССР N 1811907, кл. B 05 B 5/025, 1990. Распылитель относится к электростатическим с внешней зарядкой порошка и содержит корпус с чашеобразной распылительной головкой, путепровод для газопорошковой смеси и соосные корпусу рассекатель порошковой смеси и электрод, соединенный с источником высокого напряжения. Внутри распылительной головки коаксиально ей установлен полый расширяющийся отражатель с чашеобразной внутренней поверхностью и сложной ступенчатой внешней поверхностью.

Введение отражателя способствует созданию между распылительной головкой и внешней поверхностью отражателя конфузорно-диффузорного сопла, где происходит гашение скорости частиц порошка и более эффективная их зарядка, что приводит к повышению качества распыления порошка.

Недостатком подобного устройства является отсутствие возможности управления внешним электрическим полем, транспортирующим порошок на объект, что существенно затрудняет, а иногда и полностью исключает нанесение порошка на электрически экранированные зоны объекта.

Изобретение решает задачу повышения эффективности зарядки порошка за счет обеспечения раздельного управления режимом зарядки порошка и внешним электрическим полем, что позволяет повысить качество покрытия объектов, включая возможность покрытия электрически экранированных зон объекта и объектов с диэлектрической поверхностью, таких как дерево, стекло и пр.

Для решения поставленной задачи в распылителе порошкообразных материалов, содержащем корпус с чашеобразной распылительной головкой, путепровод для газопорошковой смеси и соосные корпусу рассекатель, отражатель и электрод, соединенный с источником высокого напряжения, отражатель выполнен в виде полого усеченного конуса из диэлектрического материала, основание которого соединено по контуру с чашеобразной головкой, а электрод и рассекатель размещены внутри конуса.

С наружной стороны диэлектрического отражателя закреплена экранирующая поверхность в виде сетки, соединенной с дополнительным источником напряжения.

Диэлектрический отражатель может быть выполнен из микропористого газопроницаемого материала и снабжен кожухом, который закреплен на наружной стенке отражателя с возможностью образования путепровода для подачи газовой смеси.

Введение в конструкцию распылителя отражателя предлагаемой формы позволяет разделить процессы управления зарядкой порошка и внешним электрическим полем. Режим зарядки порошка регулируется выбором оптимального угла конусной поверхности отражается, выбором напряжения между электродом и сеткой отражателя, а также дополнительным сдуванием порошка путем подачи газовой смеси с внешней стороны отражателя (в случае выполнения его из газопроницаемого материала). Режим управления внешним полем определяется путем регулировки напряжения, а также дополнительно управлением напряжения на сетке отражателя.

Изобретение поясняется чертежом, где показан общий вид распылителя.

Распылитель содержит корпус 1, путепровод 2 для подачи газопорошковой смеси 3 (показана стрелками) в распылительную головку 4, которая установлена соосно корпусу 1 и имеет чашеобразную форму, расширяющуюся к выходу.

По контуру чаши 4 закреплено основание отражателя 5, который имеет форму усеченного полого конуса и выполнен из диэлектрического материала. Внутри конуса отражателя 5 соосно корпусу 1 смонтированы электрод 6, соединенный с источником высокого напряжения 7, и рассекатель 8.

Вплотную к внешней стенке отражателя 5 установлена экранирующая поверхность 9 в виде сетки, спирали или колец. Экран 9 соединен с дополнительным источником питания 10 и заключен в кожух 11.

Устройство работает следующим образом. При включении источника напряжения 7 из области возле электрода 1 вылетают отрицательные ионы и устремляются вдоль линий электрического поля, создаваемого между электродом 1 и экраном 9. На пути отрицательных ионов возникает диэлектрический отражатель 5. Ионы останавливаются у стены отражателя и заряжают его поверхность до тех пор, пока ток электрода не прекращается.

Незаряженный порошок 3, смешанный с газом, выдувается из распылительной головки 4 и направляется частично в область 12 с высокой концентрацией созданного короной объемного заряда, а частично под углом к отражателю 5, с которого снимает своей поверхностью часть заряда, подобно трибостатике. При этом прилегающий к отражателю 5 порошок замедляется, а мелкие частицы вовсе останавливаются, увеличивая трение порошка о стенку отражателя 5. Это способствует переносу заряда на порошок. Заряженный порошок сдувается газом (воздухом) и уносится через сопло отражателя 5 в сторону покрываемого порошком объекта.

Заряд восстанавливается за счет тока коронного разряда с электрода 1.

Частицы порошка, пролегающие через область 12 коронного разряда, заряжаются и, приближаясь к стенке отражателя 5, стоящей на их пути, прижимаются к ней и образуют дополнительный слой порошка. Стекающие с электрода 1 ионы в дальнейшем тормозятся уже не зарядом стенки отражателя 5, а слоем порошка на ней, создавая высокую концентрацию заряда на поверхности этого порошкового слоя. Заряженный слой порошка также сдувается потоком газа и уносится через выходное отверстие в конусе отражателя 5. Процесс зарядки автоматически стабилизируется.

На скорость переноса заряда влияет ряд факторов и, в первую очередь, скорость и эффективность сдувания заряженного порошка, распределение заряда между этим слоем и поверхностью отражателя, а также распределением заряда внутри слоя порошка.

В зависимости от особенностей объекта, на которое наносится порошковое покрытие, предлагаемое устройство позволяет использовать три разных режима работы.

1. На сетке экрана 9 отрицательное напряжение, меньшее, чем на электроде. Обеспечивается обычный режим переноса частиц во внешнем элетростатическом поле. Уменьшая напряжение на электроде и на сетке одновременно, можно уменьшить транспортное поле и перейти в режим внутренней зарядки.

2. Сетка 9 заземлена. В этом случае внешнее поле отсутствует и порошок транспортируется воздушным потоком и собственным полем объемного заряда, как в трибостатике или внутренней зарядке. Эффективно покрываются экранированные зоны объекта.

3. На сетке 9 положительное напряжение. Происходит ускоренное удаление из области 12 отрицательных ионов газа (воздуха) и ионов паров воды, что резко уменьшает перенос заряда на изделие. Так как у частиц порошка соотношение заряда к массе во много раз меньше, чем у ионов, они долетают до объекта и оседают на нем. Это позволяет наносить порошок в любые экранированные зоны и на любые поверхности, включает диэлектрики, например, стекло и дерево, на которых частицы порошка удерживаются за счет поляризации молекул диэлектрика.

Для улучшения сдувания порошка с внутренней поверхности диэлектрического отражателя 5 его выполняют из микропористого материала, сквозь который внутрь конусного отражателя подают рабочую газовую смесь. Для этого снаружи отражатель 5 закрывают кожухом 11 и подают газовую смесь между кожухом 11 и внешней поверхностью отражателя 5.

Таким образом, предлагаемая конструкция распылителя обеспечивает раздельное управление режимом зарядки порошка и внешним электрическим полем, что позволяет повысить качество покрытия объектов, в том числе за счет получения возможности покрытия электрически экранированных зон и объектов с диэлектрическими поверхностями (стекло, дерево и т.д.).

Формула изобретения

1. Распылитель порошкообразных материалов, содержащий корпус с чашеобразной распылительной головкой, путепровод для газопорошковой смеси и соосные с корпусом рассекатель, отражатель и электрод, соединенный с источником высокого напряжения, отличающийся тем, что отражатель выполнен в виде усеченного конуса из диэлектрического материала, основание которого соединено по контуру с чашеобразной головкой, а электрод и рассекатель размещены внутри конуса отражателя.

2. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что с наружной стороны диэлектрического отражателя закреплена экранирующая поверхность в виде сетки, соединенной с дополнительным источником напряжения.

3. Распылитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отражатель выполнен из микропористого газопроницаемого материала и снабжен кожухом, который закреплен на наружной стенке отражателя с возможностью образования путепровода для подачи газовой смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1