AT234881B - Vorrichtung zum Zerstäuben und elektrisch Aufladen von in feinverteilter Form vorliegenden Stoffen - Google Patents

Description

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  Vorrichtung zum Zerstäuben und elektrisch Aufladen von in feinverteilter Form vorliegenden Stoffen 
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 lonisie-Im Betrieb der Vorrichtung wird das durch das Rohr in die Wirbelkammer 8 eingebrachte Pulver in eine schraubenartige Bahn gelenkt, u. zw. durch die rasch umlaufenden Wirbel innerhalb der Wirbelkam- mer 8, die durch die Geschwindigkeit der durch die Kanäle 11 einströmenden Sekundärluft erzeugt wer- den.

   Die Geschwindigkeit und das Volumen des das Pulver tragenden Primärluftstroms steht zu der Ge- schwindigkeit und dem Volumen des durch die Kanäle 11 eintretenden Sekundärluftstroms in einem sol- chen Verhältnis, dass die Stoffteilchen veranlasst werden, zur Wand 9 des Zerstäuberkopfes 3 hinzuzie- hen, und die scharfe Kante 9a berühren oder zumindest in ihre unmittelbare Nähe gelangen, um von ihr in zerstäubter Form abgegeben zu werden, wodurch sämtliche Stoffteilchen bei Verlassen des Zerstäu- berkopfes elektrisch aufgeladen und von ihm in gleichmässig zerstäubter Verteilung abgegeben werden. 



   Ein Verstopfen des Zerstäuberkopfes kann nicht auftreten. 



   Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform besitzt die Wirbelkammer 8 des Zerstäuberkopfes 3 einen Durchmesser von 10 mm, und die Gaseinlasskanäle 11 sind kreisförmig und besitzen einen Durch- messer von 2 mm. Die konisch verlaufende Wandfläche 9 des Zerstäuberkopfes 3 schliesst einen Winkel von 550 ein, und der Einlass der Wirbelkammer 8 vom Rohr 4 her besitzt einen Innendurchmesser von
6 mm. Die Bewegungsgrösse des die Wirbel erzeugenden Sekundärgasstroms soll zumindest doppelt so gross wie die des langsam strömenden primären   Trägergases sein.   Der Zerstäuberkopf ergibt eine Stoss- fläche von 30 bis 35 cm Durchmesser und erlaubt eine Abgabe von 7 kg Pulver pro Stunde. 



   Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des   Zerstäuberkopfes, dessen   ko- nische Innenwandfläche 9 einen Winkel von etwa 320 einschliesst. Dieser gering divergierende Winkel wird in solchen Fällen benutzt, wenn kleine Gegenstände zu überziehen sind, und ergibt eine Stossfläche von 20 bis 25 cm Durchmesser. 



   Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Zerstäuberkopfes   3,   der einschliesslich seiner Wir- belkammer 8 einen gleichmässigen zylindrischen Querschnitt besitzt. Die Zerstäuberkante 9a ist durch den spitzen Zulauf der Aussenfläche des Zerstäuberkopfes gebildet. Dieser Aufbau ist besonders in dem
Falle wertvoll, wenn nur eine geringe Leistung an Pulver oder sonstigem Material, beispielsweise   0. 1   kg pro Stunde gefordert wird oder wenn ein scharf gerichteter Strahl erforderlich ist. Der Durchmesser der
Aufschlagfläche kann hiebei entsprechend der Luftbewegungsgrösse in der Wirbelkammer zwischen 5 und
15 cm liegen. 



   Fig. 5 lässt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Zerstäuberkopfes 3 erkennen, die besonders dann geeignet ist, wenn Pulver innerhalb eines Hohlkörpers, beispielsweise im Innern von Röhren oder Behältern aufgebracht werden sollen. Der konische Wandungsteil 9 des Zerstäuberkopfes schliesst einen Winkel von etwa 1200 ein, und innerhalb dieses Teiles ist ein konisches Ablenkorgan 23 angeordnet, das von dem Zerstäuberkopf 3 an drei gleichmässig verteilten Stellen 24 abgestützt wird. 



  Der konisch verlaufende ringförmige Durchgang 25 hat eine Breite von etwa 2 mm. Auf diesem Wege befindet sich das Pulver in der Nachbarschaft der Kante 9a des Zerstäuberkopfes stets in der Form einer dünnen Schicht, wodurch das elektrische Aufladen der Stoffteilchen gefördert wird. Die Wirbelwirkung verhütet ein Verstopfen des Zerstäuberkopfes durch das Pulver. Darüber hinaus wird auf Grund der Anwesenheit des Ablenkorgans 23 die Wirbelwirkung erhöht. 



   Fig. 6'zeigt eine Änderung des Zerstäuberkopfes der Fig. 5, wobei der stromabwärts liegende konische Teil 9 des Zerstäuberkopfes 3 einen kleineren Winkel, nämlich etwa   105 ,   einschliesst als das konische Ablenkorgan 23 mit etwa 110 , so dass der konisch ringförmige Durchgang 25 zwischen dem Inneren des Zerstäuberkopfmundstücks und dem Ablenkorgan zur Zerstäuberkante 9a hin spitz zuläuft. Diese Anordnung trägt dazu bei, eine sehr feine Verteilung des Pulvers um die Zerstäuberkante herum zu erzielen. Bei allen diesen, in Fig. 3-6 dargestellten Ausführungsformen von Zerstäuberköpfen ist die Anordnung der Gaseinlasskanäle 11 in die Wirbelkammer 8 gleich oder ähnlich derjenigen der Fig. 2. 



   Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Zerstäuberkopfes 3, bei welcher der stromabwärts der Wirbelkammer und des Ablenkorgans 23 liegende Teil des Zerstäuberkopfes sich konisch nach aussen erweiternde Flächen aufweist. Der Zerstäuberkopf 3 besteht aus zwei Teilen, von denen der Teil 3c die Einlasskanäle 11 besitzt, während der andere Teil 3d die sich konisch nach aussen   erweiternde Wandflä-   che 9 aufweist. Dieser Aufbau ist dann besonders vorteilhaft, wenn die die Kanäle 11 enthaltende Wirbelkammer einen nicht kreisförmigen Querschnitt besitzt. Der Teil3c lässt sich aus einem Kunststoff formen oder giessen. 



   Fig. 8 bringt einen weiteren Zerstäuberkopfaufbau, der zum Austrittmundstück hin zusammenläuft. 



  Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die Zufuhrleitung 3e für das Pulver und das Trägergas durch die Wirbelkammer hindurch bis zur Kante am Abgabeende des Zerstäuberkopfes, wobei die Weite zwischen der Kante und der Leitung 3e etwa 0, 1-0, 2 mm beträgt. Diese   Zerstäuberkopfförm   ist besonders geeig- 

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 net für kleine Leistungen sehr fein verteilter Pulver mit niedrigenLuftgeschwindigkeiten. 



   Fig. 10 zeigt im Querschnitt eine Wirbelkammer 8, deren Querschnitt nicht kreisförmig ist. Viel- mehr verläuft dieser Querschnitt nach einer Evolvente, und die Wirbelkammer besitzt einen einzigen
Gaseinlasskanal 11, der in die Wirbelkammer   längs   einer Spiralbahn eintritt. 



   Fig. 11 bringt eine andere Ausführungsform einer nichtkreisförmigen Wirbelkammer im Querschnitt mit zwei symmetrisch angeordneten   Gaseinlasskanälen   11. Bei dieser Ausführungsform fördert das Rohr 4 den die Stoffteilchen tragenden Primärgasstrom zur Wirbelkammer 8 hin, wobei zumindest der an den
Einlass zur Wirbelkammer angrenzende Bereich   einen sternförmigen oder kreuzförmigen Querschnitt be-   sitzt,   wodurch derdieStoffteilchen tragende   Luftstrom zur   Wandung des Zerstäuberkopfes   hin getrieben wird. 



   Selbstverständlich ist es ohne besondere Schwierigkeiten möglich, die verschiedenen Formen von   Zerstäuberköpfen   untereinander auszutauschen, indem der Überwurfring 19 abgeschraubt, der Zerstäuber- kopf gegen den andern gewünschten Zerstäuberkopf am Ende der Sprühpistole ausgetauscht und dann der Überwurfring wieder aufgeschraubt wird. 



   Die hier vorgeschlagene Vorrichtung ist vor allem geeignet für die Abgabe von Pulvern, Pudern und
Körnern eines Kunststoffs, insbesondere Kunstharzes, wie Polyvinylchlorid, auf einen Gegenstand, wie eine Metallfläche. Die den Stoffteilchen gegebene elektrische Ladung lässt sie auf dem gewöhnlich an
Erdpotential liegenden Gegenstand absetzen und auf ihm anhaften. Durch Erwärmen des Gegenstandes über den Schmelzpunkt des betreffenden Stoffes entweder vor, während oder nach dem Niederschlag kann die Haftschicht in einen dünnen durchgehenden Überzug umgewandelt werden. 



   . Anstatt den Wirbel durch einen von dem Trägergasstrom getrennten Sekundärgasstrom zu erzeugen, kann dem Trägergasstrom eine Drehbewegung bei seinem Eintritt in den Zerstäuberkopf gegeben werden, wodurch die Stoffteilchen auf die Wandung des Zerstäuberkopfes hin gezogen werden. Beispielsweise bei der   Zerstäuberkopfausführungsfbrm   der Fig. 9 besitzt das Pulver und der zum Zerstäuberkopf 30 gelangende Trägergasstrom eine Drehbewegung, die ihnen durch eine im Einlass des   Zerstäuberkopfes   angeordnete Flügelschraube 31 verliehen wird.

   Die Stoffteilchen in dem Trägergas werden dadurch auf die Innenwandung des Zerstäuberkopfes hingelenkt und werden dadurch elektrisch aufgeladen, dass sie mit der Kante des   Zerstäuberkopfes.   in Berührung gelangen oder das starke Ionisierungsfeld in der Nachbarschaft der Zerstäuberkante durchströmen. Die Zerstäuberkante kann hiebei eine sägezahnartige Ausbildung aufweisen. Bei einer bereits erprobten Ausführungsform besitzt der Einlass des Zerstäuberkopfes einen Durchmesser von   50   mm und der Zerstäuberkopf einen Kegelwinkel von 900. 



   Bei einer andern Ausführungsform besitzt die Einlassleitung für das Pulver und den Trägerstrom einen kreuzförmigen Querschnitt, wie dieser in Fig. 11 dargestellt ist, und ist mit einer dem Gasstrom beim Eintritt in den Zerstäuberkopf eine Drehbewegung verleihenden Schraubenspirale ausgestattet. Aber auch andere nicht kreisförmige Querschnitte der Einlassleitung sind möglich. 



   Bei allen Ausführungsformen kann die Geschwindigkeit des Trägergasstromes entsprechend den zu befördernden Stoffteilchen eingestellt werden. Im Falle eines sehr feinen Pulvers kann die Geschwindigkeit sehr niedrig liegen. Für grössere Stoffteilchen muss die Geschwindigkeit höher gewählt werden. Bei flockigem Material wird vorzugsweise der Durchmesser des Rohres 4 grösser bemessen. 



   Selbstverständlich kann die Vorrichtung statt in Form einer von Hand zu betätigenden Pistole auch als eine stationäre Anlage ausgebildet sein. Ferner kann der Zerstäuberkopf teilweise aus einem   elek-   trisch isolierenden Material hergestellt oder mit ihm umhüllt sein, vorausgesetzt jedoch, dass das Aus-   trittmuhdstück   elektrisch leitend ist. Vorzugsweise würde hiebei das Isoliermaterial die Aussenfläche des Zerstäuberkopfes umhüllen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Vorrichtung zum Zerstäuben und elektrisch Aufladen von in feinverteilter Form vorliegenden Stoffen, bei der der Zerstäuberkopf mit seinem einen Ende mit einem Rohr verbunden ist, durch das die in einem Gasstrom suspendierten Stoffteilchen dem   Zerstäuberkopf zugeführt und an dessen   anderem Ende 
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 tenden, an eine Spannungsquelle geschalteten Materialstück besteht, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen vorgesehen sind, welche den die Stoffteilchen tragenden Gasstrom in eine schraubenartige Bahn richten oder lenken, wodurch die Stoffteilchen in ihrer auf das Abgabeende des Zerstäuberkopfes (3) gerichteten drehenden Bewegung gegen die Wandung des Zerstäuberkopfes geführt werden.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung nach Anspruch l, mit einer Wirbelkammer im Zerstäuberkopf, dadurch gekennzeichnet, dass die in einem primären Gasstrom suspendierten Stoffteilchen über diese Wirbelkammer im we- <Desc/Clms Page number 5> sentlichen axial zum Zerstäuberkopf zugeführt werden und deren Wandung mindestens einen Gaseinlasskanal (11) besitzt, der sekundäres Gas in die Wirbelkammer einströmen lässt, das dabei in der Wirbelkammer einen Wirbel erzeugt und hiedurch den die Stoffteilchen tragenden Primärgasstrom in die schraubenartige Bahn lenkt.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem die Stoffteilchen zerstäubenden und elektrisch aufladenden Zerstäuberkopf, der an seinem einen Ende eine axialeeinströmöffnung und an seinem vorderen Ende eine scharfe Kante besitzt und zumindest hinsichtlich letzterer aus einem elektrisch leitenden Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen vorgesehen sind, die dem Gasstrom, der in die axiale Einströmöffnung des Zerstäuberkopfes eintritt, eine vertikale Bewegung verleihen.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelkammer (8) in an sich bekannter Weise im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzt.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, dass der direkt an die Wirbelkammer (8) anschliessende Zerstäuberkopf (3) über seine gesamte Länge den gleichen Querscnnitt aufweist wie die Wirbelkammer (Fig. 4).

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der stromabwärts der Wirbelkammer (8) liegende Teil (9) des Zerstäuberkopfes (3) in an sich bekannter Weise konisch ausgebildet ist (Fig. 3).

   7. Vorrichtung nach Anspruch 2. 3, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (9) des Zerstäuberkopfes (3) sich zu dessen Abgabeende (9a) kegelig hin erweitern.

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Wandung der Wirbelkammer mit mehreren Gaseinlasskanälen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaseinlasskanäle (11) im wesentlichen tangential zur Wirbelkammerwandung verlaufen und rund um diese symmetrisch zueinander angeordnet sind (Fig. 2, 10 und 11).

   9. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, deren Wirbelkammer einen einzigen in sie einmündenden Einlasskanal (11) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelkammer (8) einen, im allgemeinen nach einer Evolvente verlaufenden Querschnitt aufweist.

   10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Zer- stäuberkopfes (3) ein die Wirbelkammer (8) umgebender, den sekundären Gasstrom aufnehmender ringförmiger Hohlraum (10) vorgesehen ist, der mit der Wirbelkammer über einen oder mehrere sich durch deren Wand erstreckende Kanäle (11) in Verbindung steht (Fig. 2 und 11).

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuberkopf (3) auf einem Sockel (7a) lösbar angeordnet ist, der zwischen seiner Innenwandung und dem Zerstäuberkopf den ringförmigen Hohlraum (10) einschliesst.

   12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den die Stoffteilchen tragenden Gasstrom dem Zerstäuberkopf (3) zuführende : Einlass einen kreuzförmigen Querschnitt besitzt (Fig. 11).

   13. Vorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das den Gasstrom leitende Rohr (4) zumindest im Bereich des Einlasses des Zerstäuberkopfes (3) einen gegenüber dem Kreisquerschnitt abgeflachten Querschnitt besitzt und mit einer dem Gasstrom beim Eintritt in den Zerstäuberkopf eine Drehbewegung verleihenden Schraubenspirale ausgestattet ist.