CH664509A5 - Vorrichtung zum elektrokinetischen aufladen von pulverfoermigen stoffen. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die Erfindung kann sowohl in manuell und automatisch geführten Pulversprühgeräten als auch in Wirbelbettanlagen als Aufladevorrichtung Verwendung finden. Als Beschich-tungsstoffe können duro- oder thermoplastische Pulver, Email oder ähnliche Materialien in Pulverform eingesetzt werden.
Es sind Sprühgeräte für die elektrostatische Oberflächen-beschichtung bekannt, bei denen der pulverförmige Be-schichtungsstoff 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 Flä-chenprofilierungen (DE-OS 2 209 231) und gekrümmten Laderohren (DE-OS 3 100 002). Weiterhin sind konstruktive Ausführungsformen bekannt, bei denen durch einen halb-torroidförmigen Einlaufabschnitt unter Ausnutzung des Co-anda-Effektes (DE-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 Überlagerung von reibungselektrischen Effekten mit von diesen ausgelösten Ionisationsprozessen an passiven Influenzelektroden erfolgt (DD-WP 106 308 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 Isolierstoffkanals 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 Isolierstoffrohr 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 Ejek-tor zugeführten Pulver-Gasstromes beeinträchtigt wird. Die Vorrichtungen mit Influenzionisator-Elektroden besitzen den Nachteil, dass die lonisationsprozesse 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 Pulverausstoss sowie höhere und stabilere Pulveraufladung zu verbessern, den Reinigungsaufwand zu senken und damit die Anwendungsbereite 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 durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Als besonders zweckmässig hat sich eine Ausführung erwiesen, bei der die Influenzionisator-Elektrode aus einem Werkstoff mit einem spezifischen Volumen-Widerstand von IO4 bis 108 Qm besteht.
Als besonders geeignet wurde Polytetrafluoräthylen mit einem Graphitgehalt von 10 bis 25 Gew.% gefunden.
Eine weitere zweckmässige Ausführungsform der rohr-förmigen Influenzelektrode besteht aus Isolierstoff mit einem elektrisch halbleitfähigen Belag auf der Aussenfläche, der einen spezifischen Oberflächenwiderstand von IO6 bis 109
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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° bis 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 bis 0,9 liegt.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung der erfindungsgemässen Aufladevorrichtung.
Über den Zuführungskanal 1, der in die von der Influenzionisator-Elektrode 3 begrenzte innere Ringkammer 4 mündet, wird das mitteils eines Ejektors einem Vorratsbehälter entnommene und in einem Fördergasstrom dispergier-te 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. Erfindungsge-mäss ist sie aus einem Werkstoff mit Antihafteingenschaften und einem spezifischen Volumenwiderstand von 104 bis 108 Qm hergestellt. Besonders geeignet ist Polytetrafluor-äthylen mit einem Zusatz von 10 bis 25 Gew.% Graphit. Die Vorderseite der Influenzionisator-Elektrode ist scharfkantig
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ausgebildet. Während sich die Innenwand nach aussen erweitert, verjüngt sich die Aussenwand.
Der sich anschliessende Strömungskanal wird aus einem Isolierstoffrohr 6 und einem darin zentrisch angeordneten Stab 7 gleichen Materials gebildet, wobei das Verhältnis von Stab- zu Rohrinnendurchmesser 0,75 bis 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 Gas bewirkt eine Ablösung des Pulver-Gasstromes vom Rand der Influenzionisator-Elektrode. Dadurch wird der Bereich hoher Feldstärken vor der ringförmigen Elektro-' nenkante 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 Antihaftei-genschaften des Polytetrafluoräthylene 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 gleich-mässigen Verteilung der Ionisierprozesse eine sehr hohe Pulveraufladung.
Ein weiterer Vorteil ist, dass keine die Gleichmässigkeit der Pulverförderung beeinträchtigende Ejektorwirkungen auftreten.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Vorrichtung zum elektrokinetischen Aufladen von pulverförmigen 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 mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 104 bis 108 fl m besteht.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Influenzionisator-Elektrode (3) aus Polytetra-fluoräthylen mit einem Graphitgehalt von 10 bis 25 Gew.% 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 Oberflächenwi-derstand von IO6 bis IO9 Ohm aufgebracht ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Mündungsstück des äusseren Ringspaltes (5) in Strömungsrichtung konisch verjüngt, wobei die Mantellinie der Kanalwand zur Rohrachse einen Winkel von 5° bis 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 bis 0,9 liegt.
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| SE8500530L (sv) | 1985-08-09 |
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