CN1016583B - 静电喷涂装置操作控制法 - Google Patents

静电喷涂装置操作控制法

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Abstract

本发明是一种电晕放电静电喷涂控制法。涂料由接地的旋转喷头中喷出,在外部电极所产生电晕放电区中喷射至工件并涂於其上。通过控制电晕电流并将其调节为某一预定值,更具体地说,某一恒定值,可以减轻喷雾器进行自喷涂而被污染的程度。

Description

本发明涉及一种利用电晕放电进行静电喷涂的操作控制方法。
如所周知,在对比如车辆壳体之类的工件进行静电喷涂时,通常采用的方法是让工件连续地通过喷涂室,喷涂室内装有一些旋转喷头,这些喷头则个别地或分组地和高压发生器相连接。在惯用的装置中,涂料是在喷雾器内或其上直接被提升至高压电位的。然而,为了能使用目前常用的具有较高导电率的涂料(比如水釉质),最好将整个釉质进料系统以及雾化罩等装置接地,而利用雾化罩周围的外部电极来使以机械方式雾化成颗粒的涂料带电之后再进行喷涂(参见德国专利OS    34    29    075及36    09    240)。这里,是利用电极尖端产生的电晕放电现象所导致的离子俘获作用来使涂料带电而进行喷涂的。
这类装置在运行时,迄今为止习用的方法是使高压发生器所产生的、加於喷雾器上的电压保持恒定的数值;同时,为了考虑有关的运行条件,这些电压值应能在一定范围内(比如60千伏至100千伏)进行分级调节。但是,如果电压保持恒定值,就会产生问题,特别是前面提到的利用外部电晕放电使涂料带电的方法,因为在某些场合下,当装置运行时,电晕放电电流可能产生相当大的波动。这种方法的电晕放电电流,在数值上远远大於一般方法(亦即在雾化器内进行涂料的接触式充电的方法)的惯用操作电流;而且,该电晕放电电流不仅随电极电压而变化,还和各种环境条件,比如空气湿度,甚至还可能与电极表面污染状况均有关。举例来说,在该类型的一种典型喷涂装置中,当空气湿度在30%和90%之间变化时(在现实情况中这是完全有可能的),电晕放电电流可能在100微安和300微安之间波动。然而,过高或过低的操作电流均应避免。因为若电流过高,就不能达到充分的电离状态,其结果是喷涂效率不佳,亦即喷出的涂料量和到达工件上的涂料量之间的比率不理想。反之,若电流过低,则由於空间电荷效应,可能产生雾化涂料过饱和现象,而经验证明这有可能几乎完全抑制电晕放电电流及电离作用。上述两种情况的结 果是涂料的雾化颗粒带电量不足,因而会迅速导致电极、电极插座以及雾化器的其它零件被喷出的涂料所污染。另外,如前所述,由於电晕放电电流(该电流和操作电流相比,是较高的)的大小取决於电压的波动,因此还会产生一些附加的问题。因为电压波动所导致的电流变化,远远大於较低操作电流状态下可能产生的电流变化,实际操作中,是不希望有这样的电流变化的。
据德国专利OS    34    45    946可知,在用静电法喷涂大工件(比如车辆壳体)时,为了避免工件和喷涂装置之间发生电压击穿,必须在操作电流达到临界值时立即自动切断装置电源,而所述电流临界值,则能以在一定范围内可调的操作电压的函数形式预先确定。为达此目的,将可供选调的电压值和与之对应的临界电流值一同存储起来,更具体地说,一同存放在一个微处理机内,当装置运行时,根据设定的电压能自动选定对应的临界电流值。最初,只是当电流达到正常值和必须切断电源的临界值之间的某一中间数值时,发出一个警告信号(装置运行时,电流是不断检测的)。
德国专利OS    24    51    818所公开的静电喷涂方法中,工件移动时以各种可变距离从带有高压的喷雾盘旁经过。在达到某一特定距离而电流达最大值(该最大值可调)之前,电压保持恒定不变。此后,为了限制喷雾盘和工件之间的场强,在达到最小距离(该最小距离可调)而所加高压被最终切断之前,暂时保持电流恒定不变。该方法的缺点是喷涂过程中涂料并不处於地电位,不是用电晕放电法充电的,这一已知方法只不过是根据间隔距离来限定一个正常操作时不应达到的最大电流值。因此,容易发生前面已提到过的污染现象,尤其是在空气湿度和其它环境条件变化时。
本发明的目的是提供一种方法,该方法用於恒定电压电晕放电装置,当喷雾器工作时,能极为有效地避免常见的自污染现象所造成的危害。
本静电喷涂装置操作控制法中,涂料首先经喷雾器雾化,然后在电极产生的电晕放电作用下带电后被喷涂至工件上,电极和能产生可变高压的高压发生器相连接。本方法特别适用於喷涂导电性涂料,在喷涂过程中导电性涂料保持地电位,并随时检测电晕放电所对应的操作电流。当喷涂装置工作时,利用本方法可使电晕放电所对应的操作电流保持在某一预定值上。
在通常运行中,将操作电流保持为预定值(一般是恒定值),而不再保持 为工件和喷雾器之间各特定距离所对应之函数值,就能实现补偿,尤其能补偿空气湿度(水蒸汽含量)对电晕放电的影响。这意味着,当装置工作时,无论何时均能保证最佳电晕放电状态,使得尽可能多的涂料雾化颗粒能带电而被喷射至工件并涂於其上,而不是积聚在喷雾器上,减少了涂料的积聚,同时还能免除由于产生分路电流而必需的电流测量等麻烦。
一般情况下,要保持操作电流为恒定值,需要一个闭环控制电路,控制电路所测得的电流代表控制因子信号,而电路中的控制器则产生一个调节因子信号,用以按照控制因子之偏差对电极电压进行调节。因此,实际上该串级电路中的电压是连续变化的,构成高压发生器的部份也一样,因而电极和要喷涂的工件之间的场强也是连续变化的。不过,这种控制方法并不是实施本发明的唯一方法。比如另一种方法是,亦可把高压发生器的电压直接作为空气湿度的函数来控制,犹如恒定电晕放电电流一样。
另外,要保持的预定电流值不可在一切操作条件下均一样。特别是,当喷涂室内的空气极其乾燥时,要保持恒定的电流值就和空气极其湿润时应保持的电流值不同。这同样适用於其它可变环境条件,比如喷雾器和工件之间的空间关系。由于这些原因,也有可能要把应维持的电流值作为空气湿度和/或其它环境条件的函数来加以改变。
如果必须改变电极电压来保持操作电流为恒定,那么由这些电压的改变量可以判断设备运行是否有问题。比如,当发生短路,污染严重,或者工件离喷雾器太近即将发生电压击穿时,电流会产生急剧上升之趋势,而这可以被相应的电压下降所抵消。电极电压是随时检测的。如果该电压不能达到某一极限值,将会产生一个警告信号并/或将喷涂装置电源切断。某些场合下,电压极限值可以作为有关操作条件的一个函数值来调节,并可以自动改变。当供电电压在控制过程中变化过于剧烈,超过允许值时,或者当操作电流在某一预定时间内自行改变,变化量超过允许值时(例如,电流控制失灵或者控制灵敏度太低),亦可给出一个警告信号。最后,若操作电压过高,可以发出一个运行有问题的报告。
上述将电晕操作电流调至某一特定值(通常为恒定值)的过程,是在正常喷涂操作中实现的。另外,当喷涂装置启动之后,在达到所需的电流值之前, 可为此目的而检测操作电流,并和与电压相关的预定数据作对比,来判断电流是否已超过或者不能达到允许值;有关最佳电流值,在前述之德国专利OS    34    45    946中已予公开。当电流偏差超过允许值时,给出一个警告信号,或将装置电源切断。如果正确无误地达到了所需电流值,电流控制线路就接通,而供电电压就维持在比规定的最小值略高之电平上。该装置可以自动地由临界电流值运行切换至恒定电流值运行;例如,具体方法是,先接通高压发生器,然后让高压发生器的电压超过某一预定值,自动切换就会实现。

Claims (9)

1、适用於静电喷涂装置的一种操作控制法,所述方法中,涂料首先经由一喷雾器而雾化,然后,藉助於和能产生一可变高压的高压发生器相连接的电极的电晕放电作用而带电,该方法特别适用於导电性涂料,所述涂料在喷涂过程中处於地电位,并随时测定和电晕放电所对应的操作电流,该方法之特征是,当喷涂装置运行时,电晕放电对应之操作电流被保持在某一预定值上。
2、如权利要求1所述之方法,其特征是,所述预定值为一恒定值。
3、如权利要求1或2所述之方法,其特征是,可利用电极供电电压之改变来达到调节操作电流的目的。
4、如权利要求1所述之方法,其特征是,要保持为恒定的电流值,可作为空气湿度或其它环境条件之一个函数来调节或改变。
5、如权利要求1或2所述之方法,其特征是,电极供电电压被作为空气湿度的一个函数来调节。
6、如权利要求1所述之方法,其特征是,通过测定电极供电电压是否降落至低于某一给定极限值,来检测装置的运行。
7、如权利要求1所述之方法,其特征是,如果在电流控制过程中,电极供电电压发生不允许的急剧的变化,就发出一个警告信号。
8、如权利要求1所述之方法,其特征是,如果在某一预定的时限内,操作电流的变化超过许可范围时,就发出一个警告信号。
9、如权利要求1所述之方法,其特征是,起初,在操作电流达到要保持的予定值之前,通过和一些取决于电压的给定值作比较,来检测操作电流值,此后,如果电流产生不许可的偏差,就给出警告信号,而喷涂装置就被切换至预定电流值或恒定电流值运行(如果所需之电流值确实已达到的话)。
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