Способ нанесения порошковых полимерных покрытий на металлические изделия и установка для его усушествления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 526396

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.07.74 (21) 2044185/12 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 23.09.76 (51) М. Кл. В 05В 5/08;

В 44D 2/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 678.026.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Н. Кучумов и T. Г. Александрова (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ

ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

ИЗДЕЛИЯ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области нанесения покрытий, в частности к способам нанесения порошковых полимерных покрытий на металлические изделия и конструкциям устройств, осуществляющих эти способы.

Известен способ нанесения порошковых полимерных покрытий на металлические изделия, включающий псевдоожижение порошка полимера в распылительном устройстве и электростатическое перенесение его на изделие. Для осуществления этого способа используются различные устройства, содержащие средства для приведения порошка в псевдоожиженное состояние и электростатического переноса его частиц на металлические изделия, которые заземлены или имеют заряд, противоположный по знаку заряду частиц полимера.

В частности известна установка для нанесения порошковых полимерных покрытий на металические изделия, содержащая камеру напыления с распылительными устройствами, каждое из которых выполнено в виде псевдоожижения с расположенными в ней игольчатыми электродами, соединенными с источником высокого напряжения, и заземленное транспортирующее приспособление с подвесками из электропроводного материала.

Однако известные технические решения не обеспечивают достаточно высокого качества получаемого покрытия. Это обусловлено тем, что частицы полимерного порошка не получают заряд, необходимый для образования требуемой паковки покрытия, поскольку в каме5 ру псевдоожижения распылительного устройства порошок полимера поступает незаряженным. Вместе с этим не обеспечивается равномерность покрытия по высоте детали.

Цель изобретения — повышение качества покрытия.

Достигается это тем, что по предлагаемому способу порошок полимера перед подачей его в распылительное устройство электризуют.

Установка для этой цели снабжена средством для электростатической обработки полимерного порошка перед подачей его в каждое из распылительных устройств, выполненным в виде массообменного аппарата с камерой псевдоожижения и смонтированной в ней токопроводящей кассетой, соединенной с источником высокого напряжения, причем над кассетой установлен аспиратор с кольцевым электродом, связанный посредством трубопровода с верхней частью камеры псевдоожиже25 ния распылительного устройства.

Кроме того, токопроводящая кассета выполнена в виде ряда расположенных одна над другой сеток, последовательно соединенных между собой посредством сопротивлений, име30 ющих различные номиналы, а кольцевой

526396 электрод аспиратора заземлен через тивление.

На фиг. 1 схематично изображена установка для нанесения покрытий из порошковых полимерных материалов на металлические изделия, по предлагаемому способу, общий вид; на фиг. 2 — массообменный аппарат электростатической зарядки порошкового полимерного материала; на фиг. 3 — распылительное устройство с игольчатым коронатором, общий вид и разрез по А — А; на фиг.

4 — аспиратор; на фиг. 5 — сетчатая кассета с сопротивлениями.

Установка содержит: камеру напыления 1 с двумя распылитсльными устройствами 2; два массообменных аппарата 3; два загрузочных бункера 4; электростатический мультициклон 5; систему б подачи воздуха в массообменные аппараты 3 и распылительные устройства 2.

Над камерой 1 установлено транспортирующее приспособление 7 с подвесками 8 из электропроводного материала для изделий 9.

Для прохода подвесок 8 с изделиями 9 камера 1 в верхней части имеет щель 10, уплотненную губчатой резиной. По бокам камеры

1 расположены боковые отсосы 11, соединенные с мультициклоном 5.

Каждое из распылительных устройств 2 расположено по высоте камеры 1 и имеет камеру псевдоожнжения 12, в которой установлены игольчатые электроды 13, последовательно соединенные между собой, и камеру наддува 14, отделенную от камеры 12 пористой перегородкой 15.

Цепь электродов 13 в верхней части камеры 12 соединена с источником высокого напряжения 1б, а в нижней — заземлена. Распылительное устройство 2 имеет регулируемый по ширине щелевой выход 17 в камеру напыления 1.

Каждый из массообменных аппаратов 3 содержит камеры псевдоожижения 18 и наддува 19, отделенпые одна от другой пористой перегородкой 20. В нижней части камеры 18 смонтирована токопроводящая кассета 21, выполненная в виде ряда расположенных друг над другом сеток 2, которые последовательно соединены между собой посредством сопротивлений 23, имеющих различные номиналы. Нижняя сетка 22 кассеты 21 соединена с источником высокого напряжения 24.

B верхней части массообменного аппарата

3 закреплена фильтрующая перегородка 25, соединенная с верхней сеткой 22 кассеты 21 и заземленная через сопротивление 26.

Массообменный аппарат также имеет аспиратор 27, установленный с возможностью вертикального перемещения в камере псевдоожижения 18. Аспиратор 27 имеет кольцевой электрод 28, заземленный через сопротивление 29 и связанньш посредством гибкого трубопровода 30 с верхней частью камеры псевдоожижения 12 распылительного устройства

2. Нижняя часть камеры псевдоожижения 18

ЗО

65 массообменного аппарата 3 соединена с загрузочным бункером 4 через шлюзовый затвор 31. Аппарат 3 имеет также фотооптический датчик 32 уровня псевдоожиженного слоя, связанный с системой управления (на чертежах не показана) шлюзового затвора

31. Загрузочный бункер 4 соединен с мультициклоном через шлюзовой затвор 33.

Система б подачи воздуха в массообменные аппараты 3 и распылительные устройства 2 включает в себя две идентичные по выполнению линии, каждая из которых содержит редуктор давления 34, регулировочные краны

35, ротаметры Зб и вентиль 37. Выходы ротаметров Зб соединены с камерами наддува 14 и 19 распылительных устройств 2 и массообменных аппаратов 3 соответственно.

Кроме того, в установке имеются ротаметры 38 и краны 39 для регулировки выхода воздуха в атмосферу из массообменных аппаратов 3, а мультициклон 5 имеет привод 40.

Установка работает следующим образом.

Сухой очищенный сжатый воздух подается последовательно через вентили 37, редукторы давления 34, краны 35 и ротаметры Зб в камеры наддува 14 и 19 устройств 2 и аппаратов 3 соответственно.

I3 массообменном аппарате 3 из камеры наддува 19 через пористую перегородку 20 воздух поступает в камеру 18, в которую через шлюзовой затвор 31 из загрузочного бункера 4 подается порошковый полимерный материал. Под воздействием воздушного потока слой порошка переходит во взвешенное состояние; при критической скорости воздушного потока начинается псевдоожижение полимерного порошка. Уровень псевдоожиженного слоя поддерживается фотооптически ми датчиками 32, которые включают или выключают шлюзовый затвор 31 загрузочного бункера 4.

B процессе псевдоожижения происходит интенсивное перемешивание порошка, а также контактное соприкосновение частиц порошка с токопроводящей кассетой 21. Среди частиц полимерного материала за счет трибоэффекта могут встретиться частицы, заряженные противоположным по знаку электрическим зарядом по отношению к тому, который дает источник высокого напряжения 24, частицы, заряженные одноименным зарядом, и частицы, вообще не заряженные. При этом полимерные частицы с зарядом, противоположным по знаку электрическому заряду, который дает источник 24, осаждаются на кассете 21 и удерживаются на ней до тех пор, пока их заряд не станет аналогичен по знаку заряду, подаваемому на кассету 21. Полимерные частицы, заряженные одноименно по отношению к электрическому заряду, который дает источник 24, отталкиваются от кассеты

21. Незаряженные полимерные частицы в процессе псевдоожижения полимерного порошка и контактного соприкосновения с сетчатой кассетой 21 постепенно заряжаются за5263 рядом, аналогичным по знаку заряду, подаваемому на кассету.

За счет плавного изменения потенциала между нижними и верхними сетками 22 кассеты 21 частицы полимерного порошка, заряжаясь, приобретают способность перемещаться от нижних сеток кассеты к верхним. При этом в верхней части кассеты 21 остаются только частицы, заряженные одноименно с зарядом, подаваемым от источника 24. За счет одноименности зарядов полимерных частиц и кассеты 21 частицы отталкиваются от нее, и над кассетой создается слой из полностью заряженных частиц.

Таким образом, в массообменном аппарате

3 происходит непрерывная контактная электризация и процесс ректификации порошкового материала как по знаку, так и по объемной плотности электрического заряда каждой полимерной частицы; при этом потенциал кассеть1 21 должен быть меньше потенциала, при котором возникает ионизация воздуха.

Полностью заряженные частицы полимерного порошка приобретают определенную возможность притяжения к кольцевому электроду 28 аспиратора 27, которая может изменяться посредством изменения сопротивления

29 в цепи электрода аспиратора или путем изменения поло>кения асппратора 27 на уровнем псевдожиженного слоя камеры 16 посредством приспособления 41. Отработанный воздух удаляется из массообменного аппарата 3 в атмосферу через фильтрующую перегородку 25, очищающую его от легколетучих полимерных частиц, ротаметр 38 и кран 39, который регулирует выход воздуха в атмосферу и подачу полимерного порошка от аспиратора 27 к каждому из распылительных устройств 2.

Заряженные частицы полимерного порошка, направленные к электроду 28 аспиратора 27, увлекаются воздушным потоком и устпемляются по шлангу 30 в верхнюю часть камеры псевдоожижения 12 распылительного устройства 2. Заряженный IIopoIIIoK под воздействием собственного веса частиц и воздушного потока стремиться занять нижнее положение и выйти из распылительного устройства 2 по пути наименьшего сопротивления.

Для устранения неравномерности 1>аспределения порошка по сеченшо распылительного устройства 2 сжатый воздух подается под пористую перегородку 15 устройства через регулировочный кран 35, редуктор давления 34 и ротаметр 36. Сжатый воздух, выходя через пористую перегородку 15, равномерно распределяется по сечению и движется со скоростью псевдожижения. Равномерный выход воздушно-порошковой смеси по высоте распылительного устройства осуществляется посредством регулируемой щели 17, распо.тоженной напротив игольчатых электродов подключенных к источнику высокого напряжения 16 с потенциалом, по знаку аналогичным заряду полимерного порошка, полученно5

96

6 му в массообменном аппарате 3. Напряжение на игольчаты., электродах 13 должно быть меньше напряжения, при котором возникает процесс ионизации воздуха или возможен пробой.

Напыляемые металлические изделия 9, подвешенные на подвесках 8 неппспывно перемещающегося транспортирующего приспособления 7, проходят через камеру напыления 1 между двумя распылптельнымн устройствами 2. Частиць1 порошка от электродов 13 движутся по направлению к заземленным изделиям 9 и оседают на них.

Толщина покрытия изделия регулируется изменением концентрации воздушно-порошковой смеси в процессе аэродинамического регулирования массообменного аппарата 3 и распылительного устройства 2.

Плотность порошковой па ковки п а металлоизделиях регулируется изменением величин электрических зарядов частиц в процессе регулирования заряда. подаваемого на кассету

21 и на электроды 13 от источников высокого напряжения, а также регулированием щели

17 распылительного устройства 2. Из камеры напыления 1 очищенный воздух выбрасывается в атмосферу, а частицы полимерного материала, не осевшие на изделии, улавливаются в электростатическом мул ьтициклоне 5 и через шлюзовой затвор 33 направляются в загрузочный бункер 4.

Полимерное покрытие закрепляется на изделиях путем оплавления в печи (на черте>ках не показана).

Предлагаемый способ и установка для нанесения покрытий 1ьз порошковых полимерных материалов на металлические изделия обеспечивают, по сравнению с существующими, ряд преимуществ; более высокое качество порошковой паковки на металлоизделиях, равномерную толщину покрытия и хорошее сцепление полностью заряженных полимерных частиц с поверхностью изделия. Наряду с этим обеспечивается возможность регулирования толщины покрытия, а т".I æe ре!суперация полимерного материала покрытия.

Формула изобретения

1. Способ нанесения по1>ошковь1х полимерных покрь1тпй на метал,"ические изделия, включающий псевдоожпжение порошка полимера в распь1литель11ом устройстве и электростатиче.кое перенесение его на изделие, о тл п 1а 10 щи и c я тем, что. с целью повьппения качества покрытия, порошок полимера перед подачей его в распылптельное устройство электризуют.

2. Установка для осуществления способа по и. 1, содержа1цая камеру напыления с расгв1ЛНТЕЛЬНЫМП УСтРОйетВаМИ. КажДОЕ ИЗ КОТОрых выполнено в виде камеры псевдоожиже1.:1я с расположенными в ней игольчатыми электродами, соединенными с источником вы526396 сокого напряжения, и заземленное транспортирующее приспособление с подвесками из электропроводного материала, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что она снабжена средством для электростатической обработки полимерного порошка перед подачей его в каждое из распылительных устройств, выполненным в виде массообменного аппарата с камерой псевдоожижения и смонтированной в ней токопроводящей кассетой, соединенной с источником высокого напряжения, причем над кассетой установлен аспиратор с кольцевым электродом, связанный посредством трубопровода с верхней частью камеры псевдоожижения распылительного устройства.

3. Установка по п. 2, отл ич а юща яся

5 тем, что токопроводящая кассета выполнена в виде ряда расположенных одна над другой сеток, последовательно соединенных между собой посредством сопротивлений, имеющих различные номиналы.

10 4. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что кольцевой электрод аспиратора заземлен через сопротивление.

526396

Фиг 5

Составитель Ю. Дьяконов

Редактор Н. Хубларова Техред В. Рыбакова Корректор E. Хмелева . Заказ 2017/2 Изд. № 1605 Тираж 1003 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2