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Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Streuen von gepulvertem Material
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Streuen von gepulvertem Material.
Zur Aufbringung korrosionsschützender und dekorativer Überzüge auf gewerbliche Produkte sind bereits Verfahren bekannt, bei denen auf die zu belegende Oberfläche ein Kunststoffpulver aufgetragen und dieses hierauf auf der Oberfläche des zu belegenden Gegenstandes zu einer zusammenhängenden Schicht geschmolzen wird. Um das Pulver aufzutragen, bedient man sich neuerdings elektrostatischer Verfahren. Ihr gemeinsames Prinzip besteht darin, dass das Pulver aus einem Behälter mittels einer Zufuhr- und Steuereinrichtung durch eine Spritzvorrichtung, z. B. eine Spritzpistole, elektrisch aufgeladen und mit Hilfe eines Luftstromes auf die zu schützende Oberfläche aufgetragen wird.
Die Vorrichtungen zum elektrostatischen Streuen bestehen zumeist aus mehreren voneinander getrennten Einheiten, deren Gewicht und Abmessungen beträchtlich sind. Diese Einrichtungen sind daher schwer bzw. gar nicht beweglich. Der die elektrostatische Aufladung des Pulvers bewirkende Generator bildet einen kostspieligen und schweren Bestandteil der Spritzvorrichtung.
Man hat versucht, solche Pulverstreuvorrichtungen baulich einfacher und leichter auszubilden, um ihre Anwendung zu erleichtern. Es wurde z. B. bereits vorgeschlagen, die Spritzvorrichtung auf einem Wagen zu montieren. Dies erleichtert zwar die Verlagerung der Spritzvorrichtung, jedoch setzt dies wieder einen ebenen Boden voraus. Ausserdem besteht bei den bekannten Spritzvorrichtungen der Nachteil, dass sie ausser einer Pressluftquelle auch einen elektrischen Anschluss für die Anspeisung des Generators erfordern.
Es ist nun bereits bekannt geworden, das Verfahren zum elektrostatischen Streuen von gepulvertem Material so durchzuführen, dass das aufzustreuende Pulver durch Reibungselektrizität aufgeladen wird, die durch Wirbelbewegung des Pulvers mit grosser Geschwindigkeit auf der Oberfläche eines dielektrischen Stoffes entsteht, wonach das derart elektrisch geladene Pulver aufgestreut wird.
Dadurch können sämtliche Vorteile des elektrostatischen Streuens gewahrt werden, ohne dass die Nachteile, welche mit der Notwendigkeit einer Stromquelle und der Zuführung elektrischer Energie vorhanden sind, in Kauf genommen werden müssen.
Die Erfindung geht nun aus von diesem zuletzt genannten Verfahren und setzt sich zur Aufgabe, die Erzeugung der Reibungselektrizität in besonders einfacher und wirksamer Weise zu ermöglichen, so dass das geschilderte Verfahren wirtschaftlich anwendbar wird. Die Erfindung besteht hiebei darin, dass das aufzustreuende Pulver in einen als Kondensator ausgeführten Behälter eingefüllt wird, der eine aus dielektrischem Material bestehende Mantelfläche, einen aus stromleitendem Material bestehenden Deckel und einen ebenfalls aus stromleitendem Material hergestellten und geerdeten Boden aufweist, wonach das Pulver im geschlossenen Behälter mittels eines Luftstromes aufgewirbelt, dadurch auf der
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dielektrischen Fläche bewegt und mit Reibungselektrizität aufgeladen wird,
wonach das aufgeladene
Pulver mittels des Luftstromes durch eine Streuvorrichtung auf die Oberfläche eines geerdeten Objektes aufgestreut wird. Durch die Scheuerung des Pulvers an den Wänden des Behälters wird das Pulver mit
Reibungselektrizität aufgeladen und es kann derselbe Luftstrom, der für das Aufblasen des Pulvers auf die zu schützende Oberfläche verwendet wird, auch dazu benützt werden, das Pulver aus dem Behälter auszutragen. Dadurch wird das Verfahren nicht nur unabhängig von einem elektrischen Anschluss, sondern auch von einer zusätzlichen Druckgasquelle. Es lässt sich dadurch in besonders wirtschaftlicher Weise eine mit den bekannten Generator-Spritzverfahren vollkommen gleichwertige Pulveraufstreuung erzielen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geht aus von einer Vorrichtung mit einem zum Aufbewahren des Pulvers dienenden Behälter und mit einer
Spritzvorrichtung. Ausgehend hievon kennzeichnet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung durch einen einen Kondensator bildenden Behälter für das Pulvermaterial, der aus einem stromleitenden Deckel, einem stromleitenden, geerdeten Unterteil, sowie aus einem aus dielektrischen Material bestehenden Mantel besteht, wobei im Inneren des Behälters ein Gerät zum Aufwirbeln des Pulvers entlang der Innenfläche des Mantels vorgesehen ist und wobei eine Vorrichtung zum Fördern des Pulvers durch den ungeerdeten und eine Elektrode des Kondensators bildenden Deckel des Behälters in die Pulverzufuhrleitung der Spritzvorrichtung vorgesehen ist.
Es wirkt der Behälter für das Pulver also als Kondensator, an dessen das Dielektrikum bildendem Mantel sich das Pulver reibt und dadurch aufgeladen wird. Boden und Deckel des Behälters bilden die beiden Elektroden des Kondensators. Die im Inneren des Behälters vorgesehene Einrichtung zur Aufwirbelung des Pulvers gewährleistet, dass das Pulver genügend heftig mit den Wänden des Behälters in Berührung kommt, so dass die gewünschte elektrostatische Aufladung des Pulvers gewährleistet wird.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist der aus dielektrischem Material bestehende Mantel des Behälters austauschbar ausgebildet. Dies bringt den Vorteil, dass die Erzeugung der Reibungselektrizität beim Aufstreuen verschiedener Pulver jeweils dem Pulver angepasst werden und daher jeweils mit dem grössten Potentialunterschied erfolgen kann.
Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sich dann, wenn erfindungsgemäss das Gerät zum Aufwirbeln des Pulvers mit Düsen versehen ist, die auf einem an einer Luftzuleitung angeschlossenen Luftverteilergehäuse angeordnet sind. Dies bringt eine besonders wirksame Aufwirbelung des Pulvers im Behälter mit sich.
Die Pulverfördervorrichtung kann in einfacher Weise als Luftinjektor ausgebildet sein, durch welche das bereits durch den aus den Düsen austretenden Luftstrom aufgewirbelt, mit Reibungselektrizität aufgeladene Pulver mit Hilfe des entstehenden Luftstromes zur Streuvorrichtung geleitet werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Zeichnung zeigt einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung.
Die Druckluft gelangt über eine Luftzufuhrleitung--l--zu einem im Inneren des Behälters für das Pulver angeordneten Luftverteilergehäuse --2--. Hier wird die Druckluft in zwei Ströme geteilt. Der über eine Düse --3-- ausströmende Luftstrom wirbelt das darunter befindliche Kunststoffpulver
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nach aufwärts in Richtung des Absaugstutzens --7-, der am Deckel--6--des Behälters angeordnet ist, aufzusteigen.
Der das Pulver beinhaltende Behälter besteht aus drei Hauptteilen und wirkt als Kondensator. Der Boden--8--und der Deckel --6-- des Behälters bestehen aus stromleitendem Kunststoff und bilden die zwei Elektroden des Kondensators, wogegen der aus Kunststoff oder einem andern dielektrischen Stoff bestehende Mantel--4--des Behälters das Dielektrikum bildet. Der Boden -8-- des Behälters ist geerdet.
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Pulver sowie der Deckel --6- elektrisch aufgeladen werden. Da das Pulver während der Wirbelbewegung mit dem Deckel--6--in Berührung kommt, werden auch die ungeladen gebliebenen Pulverkömchen durch den Deckel--6--elektrisch aufgeladen.
Die durch Reibungselektrizit1it aufgeladenen Pulverkörnchen werden nun durch einen Luftstrom aus dem Inneren des Behälters
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ausgetragen, welcher durch eine Düse --9-- erzeugt wird, welche knapp vor einem Ansaugstutzen --7-- liegt, der am Deckel --6-- befestigt ist und an den eine aus Kunststoff bestehende Leitung - -10--, die zu einer Streuvorrichtung, z. B. einer Streupistole, führt, angeschlossen ist. Die Düse --9-- wird über einen Schlauch --22-- mit Druckluft gespeist.
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Pulver zu entfernen.
Das aus der Leitung --10-- strömende, elektrisch aufgeladene Pulver gelangt in die als Pistole ausgebildete Streuvorrichtung. Dort wird das Pulver an der Mündung der Streupistole mittels eines Metallkegels --11--, der mit einer kegelförmig ausgenommenen Mutter --12-- zusammenwirkt, entsprechend verbreitet und in Form eines Pulverstromes auf die Oberfläche des geerdeten und daher Nullpotential aufweisenden zu schützenden Gegenstandes aufgestreut, wo sich das Pulver absetzt und seine elektrische Ladung abgibt.
Die dargestellte Streupistole gibt auch die Möglichkeit, den Metallkegel--11--und die Mutter --12-- als Ionisator zu verwenden. Falls nämlich Pulver mit sehr schlechten reibungselektrischen Eigenschaften zu verstreuen ist, kann eine zusätzliche Aufladung des Pulvers dadurch bewirkt werden,
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solchen Ausbildung lädt der Hochleistungsgenerator das aufzustreuende Pulver in bekannter Weise auf, wobei der als Ionisator wirkende Metallkegel--11--und die Mutter --12-- über einen Widerstand --14-- und eine Verbindungsleitung--15--an das Kabel--13--angeschlossen sind.
Ein aus Isolierstoff bestehendes Rohr-18-hält die Mutter-12--, den Metallkegel-11-und eine Gehäuse --17-- auf dem unter Hochspannung stehenden Kopf fest. Im Griff--12--der Spritzpistole ist ein Taster--20--angeordnet, der einen Schalter --21-- betätigt, welcher in bekannter Weise die Luftzufuhr regelt bzw. die Hochspannung ein-und ausschaltet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum elektrostatischen Streuen von gepulvertem Material, bei welchem das aufzustreuende Pulver durch Reibungselektrizität aufgeladen wird, die durch Wirbelbewegung des Pulvers mit grosser Geschwindigkeit auf der Oberfläche eines dielektrischen Stoffes entsteht, wonach das
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aufzustreuende Pulver in einen als Kondensator ausgeführten Behälter eingefüllt wird, der eine aus dielektrischem Material bestehende Mantelfläche, einen aus stromleitendem Material bestehenden Deckel und einen ebenfalls aus stromleitendem Material bestehenden geerdeten Boden aufweist, wonach das Pulver im geschlossenen Behälter mittels eines Luftstromes aufgewirbelt, dadurch auf der dielektrischen Fläche bewegt und mit Reibungselektrizität aufgeladen wird,
wonach das aufgeladene Pulver mittels des Luftstromes durch eine Streuvorrichtung auf die Oberfläche eines geerdeten Objektes aufgestreut wird.
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Method and device for the electrostatic scattering of powdered material
The invention relates to a method and a device for the electrostatic scattering of powdered material.
Methods are already known for applying corrosion-protecting and decorative coatings to commercial products in which a plastic powder is applied to the surface to be covered and this is then melted onto the surface of the object to be covered to form a cohesive layer. Electrostatic processes have recently been used to apply the powder. Their common principle is that the powder from a container by means of a feed and control device through a spray device, z. B. a spray gun, electrically charged and applied to the surface to be protected with the aid of a stream of air.
The devices for electrostatic scattering mostly consist of several separate units, the weight and dimensions of which are considerable. These facilities are therefore difficult or impossible to move. The generator that creates an electrostatic charge on the powder forms an expensive and heavy part of the spray device.
Attempts have been made to make such powder scattering devices structurally simpler and lighter in order to facilitate their use. It was z. B. already proposed to mount the spray device on a trolley. Although this makes it easier to move the spraying device, it again requires a level floor. In addition, the known spray devices have the disadvantage that, in addition to a compressed air source, they also require an electrical connection for supplying the generator.
It has now become known to carry out the method for electrostatic scattering of powdered material in such a way that the powder to be scattered is charged by static electricity, which is generated by swirling the powder at high speed on the surface of a dielectric material, after which the electrically charged powder is scattered on becomes.
As a result, all the advantages of electrostatic scattering can be preserved without having to accept the disadvantages associated with the need for a power source and the supply of electrical energy.
The invention is based on this last-mentioned method and has the object of enabling the generation of static electricity in a particularly simple and effective manner, so that the method described can be used economically. The invention consists in that the powder to be sprinkled on is poured into a container designed as a capacitor, which has a casing surface made of dielectric material, a cover made of conductive material and a bottom made of conductive material and grounded, after which the powder is closed Container whirled up by means of an air stream, thereby on the
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dielectric surface is moved and charged with static electricity,
after which the charged
Powder is sprinkled onto the surface of a grounded object by means of the air flow through a scattering device. As the powder rubs against the walls of the container, the powder is with it
Static electricity is charged and the same air flow that is used for blowing the powder onto the surface to be protected can also be used to discharge the powder from the container. This not only makes the process independent of an electrical connection, but also of an additional source of pressurized gas. In this way, a powder scattering that is completely equivalent to the known generator spraying process can be achieved in a particularly economical manner.
The device according to the invention for carrying out the method according to the invention is based on a device with a container serving to store the powder and with a
Spray device. On the basis of this, the device according to the invention is characterized by a capacitor-forming container for the powder material, which consists of an electrically conductive cover, an electrically conductive, grounded lower part and a jacket made of dielectric material, with a device for whirling up the powder inside the container is provided along the inner surface of the jacket and wherein a device is provided for conveying the powder through the ungrounded and an electrode of the capacitor forming lid of the container in the powder feed line of the spray device.
The container for the powder thus acts as a capacitor, against whose jacket, which forms the dielectric, the powder rubs and is thereby charged. The bottom and lid of the container form the two electrodes of the capacitor. The device for whirling up the powder provided inside the container ensures that the powder comes into contact with the walls of the container with sufficient force so that the desired electrostatic charging of the powder is ensured.
According to a further development of the invention, the casing of the container made of dielectric material is designed to be exchangeable. This has the advantage that the generation of frictional electricity when sprinkling different powders can be adapted to the powder and can therefore take place with the greatest potential difference.
A particularly favorable embodiment is obtained when, according to the invention, the device for whirling up the powder is provided with nozzles which are arranged on an air distributor housing connected to an air supply line. This brings about a particularly effective fluidization of the powder in the container.
The powder conveying device can be designed in a simple manner as an air injector, through which the powder charged with frictional electricity, which has already been whirled up by the air flow emerging from the nozzles, can be conveyed to the scattering device with the aid of the resulting air flow.
An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown schematically in the drawing. The drawing shows a vertical section through the device.
The compressed air arrives via an air supply line - 1 - to an air distributor housing --2-- arranged inside the container for the powder. Here the compressed air is divided into two streams. The air flow flowing out through a nozzle --3-- whirls the plastic powder below
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to ascend upwards in the direction of the suction nozzle -7-, which is arranged on the lid -6- of the container.
The container containing the powder consists of three main parts and acts as a capacitor. The bottom - 8 - and the lid --6-- of the container are made of conductive plastic and form the two electrodes of the capacitor, whereas the casing - 4 - of the container, made of plastic or another dielectric material, forms the dielectric . The bottom -8-- of the container is earthed.
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Powder and the lid --6- are electrically charged. Since the powder comes into contact with the lid - 6 - during the whirling movement, the uncharged powder granules are also electrically charged by the lid - 6 -.
The frictionally charged powder granules are now released from the interior of the container by a stream of air
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discharged, which is generated by a nozzle --9--, which is located just in front of an intake port --7-- which is attached to the cover --6-- and to which a plastic line - -10--, to a spreading device, e.g. B. a scatter gun, leads, is connected. The nozzle --9-- is fed with compressed air via a hose --22--.
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Remove powder.
The electrically charged powder flowing out of the line --10-- reaches the spraying device designed as a pistol. There the powder is spread accordingly at the mouth of the spray gun by means of a metal cone --11-- which cooperates with a conically recessed nut --12-- and in the form of a powder flow onto the surface of the earthed and therefore zero potential object to be protected scattered where the powder settles and gives off its electrical charge.
The spray gun shown also gives the option of using the metal cone - 11 - and the nut --12-- as an ionizer. If, in fact, powder with very poor triboelectric properties is to be scattered, the powder can be additionally charged by
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With such a design, the high-performance generator charges the powder to be sprinkled in a known manner, whereby the metal cone - 11 - acting as an ionizer and the nut --12-- via a resistor --14-- and a connecting line - 15 - are connected to the Cables - 13 - are connected.
A tube -18-made of insulating material holds the nut -12-, the metal cone -11- and a housing -17- on the head, which is under high voltage. In the handle - 12 - of the spray gun, there is a button - 20 - which actuates a switch --21-- which regulates the air supply or switches the high voltage on and off in a known manner.
PATENT CLAIMS:
1. A method for the electrostatic scattering of powdered material, in which the powder to be scattered is charged by static electricity, which is generated by the swirling movement of the powder at high speed on the surface of a dielectric material, after which the
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The powder to be sprinkled on is poured into a container designed as a capacitor, which has a jacket surface made of dielectric material, a cover made of conductive material and a grounded base also made of conductive material, after which the powder is whirled up in the closed container by means of an air stream, thereby on the dielectric surface is moved and charged with static electricity,
after which the charged powder is scattered onto the surface of a grounded object by means of the air flow through a scattering device.
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