DD232595A3

DD232595A3 - Vorrichtung zum elektrokinetischen aufladen von pulverfoermigen stoffen

Info

Publication number: DD232595A3
Application number: DD84259926A
Authority: DD
Inventors: Helmut Bauch; Wolfgang Kleber; Dieter Auerbach
Original assignee: Verkehrswesen Hochschule
Priority date: 1984-02-08
Filing date: 1984-02-08
Publication date: 1986-02-05
Also published as: GB2154475A; US4798338A; FR2559076A1; IT8567103A0; FR2559076B1; DE3447338A1; IT8567103A1; SE8500530D0; HU193309B; CH664509A5; HUT39103A; GB2154475B; BG45734A1; AU574426B2; GB8502137D0; IT1182406B; SE8500530L; SE456070B; AU3855785A; JPS6182858A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrokinetischen Aufladen pulverfoermiger Stoffe. Sie kann insbesondere in Pulverspruehgeraeten elektrostatischer Beschichtungsanlagen oder als Aufladeeinrichtung in Wirbelbettanlagen angewendet werden. Das Ziel der Erfindung besteht in einer Verbesserung der Funktionstuechtigkeit von nach dem elektrokinetischen Aufladeprinzip arbeitenden Beschichtungsgeraeten durch hoehere und stabilere Pulveraufladung, gleichmaessigeren Pulverausstoss und Verringerung des Reinigungsaufwandes. Ihre Aufgabe, die Verkrustung der Influenzionisator-Elektroden zu verhindern und die Intensitaet der Aufladungsprozesse zu verstaerken, wird dadurch geloest, dass die Muendungszone der beiden Zufuehrungskanaele fuer das in einem Gasstrom dispergierte Pulver und einen weiteren Gasstrom die Form einer doppelten Ringspaltduese hat und die als Influenzionisator-Elektrode wirkende rohrfoermige Trennwand aus einem elektrisch halbleitenden Material mit Antihafteigenschaften besteht und der sich anschliessende Stroemungskanal ringspaltartig aus Isolierstoff ausgebildet ist. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrokinetischen Aufladen pulverförmiger Stoffe zum Zwecke des elektrostatischen Beschichtens von Gegenständen mit diesem Pulver. Sie kann sowohl in manuell und automatisch geführten Pulversprühgeräten als auch in Wirbelbettanlagen als Aufladevorrichtung Verwendung finden. Als Besenichtungsstoffe können duro- oder thermoplastische Pulver, Email oder ähnliche Materialien in Pulverform eingesetzt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Sprühgeräte für die elektrostatische Oberflächenbeschichtung bekannt, bei denen der pulverförmige Beschichtungsstoff beim pneumatischen Durchströmen eines Isolierstoffkanals durch Reibungseffekte infolge der Berührung der Pulverteilchen mit der Wand des Strömungskanals elektrisch aufgeladen wird (z.B. DE-PS 1577757 und 2203351).

Der Nachteil dieser Geräte ist, 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 2938606), Propeller (US-PS 3.905.330) oder eines Gebläserades (DE-OS 2451 514) im Strömungskanal, von Flächenprofilierungen (DE-OS 2209231) und gekrümmten Laderohren (DE-OS 3100002). Weiterhin sind konstruktive Ausführungsformen bekannt, bei denen durch einen halbtorroidförmigen Einlaufabschnitt unter Ausnutzung des Coanda-Effektes (DE-OS 2713697) oder durch Erzeugung einer schraubenlinienförmigen Teilchenbahn (DE-OS 2756009) eine intensive Wandberührung verursacht wird. Ferner sind elektrokinetische Aufladeorgane bekannt, bei denen die Pulveraufladung durch Überlagerung von reibungselektrischen Effekten mit von diesen ausgelösten lonisationsprozessen an passiven Influenzelektroden erfolgt (DD-WP 106308 und 113289 und DE-OS 3303137). Dabei wird das pneumatisch zugeführte Pulver durch einen Gasstrom im Isolierstoffrohr aufgewirbelt. Die Vorrichtung hat die Form eines Strahlapparates und weist zwei im Anfangteil 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 134841). 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 Ejektor zugeführten Pulver-Gasstromes beeinträchtigt wird. Die Vorrichtung und Influenzionisator-Elektroden besitzen den Nachteil, daß die ionisationsprozesse 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. Von Nachteil ist weiterhin, daß die passiven Influenzionisatoren in den bekannten Pulversprühgeräten mit reibungselektrischer Aufladung wegen ihrer Form und Anordnung nur in einem engbegrenzten Teil des Laderohres zu einer Neutralisation der Wandaufladung führen, da sowohl der möglichen Stromdichte als auch der Eindringtiefe natürliche Grenzen gesetzt sind. Es sind weiterhin elektrokinetische Aufladeorgane bekannt, bei denen der Pulverzuführungskanal die Form eines Venturirohres hat und über einen zylindrischen Ringspalt parallel zur Achse des Strömungskanals ein Treibgas eingeblasen wird. (DE-OS 2756009). Der Treibgasstrahl bewirkt einen Unterdruck im Pulverzuführungskanal, wodurch zwar das Beschichtungspulver unmittelbar aus einem Vorratsbehälter abgesaugt werden kann, bei der im allgemeinen übliche Pulverzufuhr mittels Ejektor über längere Schlauchleitungen ist damit jedoch der Nachteil verbunden, daß durch Überlagerung der Wirkungen beider Strahlapparate die Gleichmäßigkeit des Pulvertransports beeinträchtigt wird.

- 2 - OJJ3 4.Ό

der Erfindung

der Erfindung ist es, die Funktionstüchtigkeit der Pulverbeschichtungsgeräte mit elektrokinetischer Aufladung durch ihmäßigeren Pulverausstoß sowie höhere und stabilere Puiveraufladung zu verbessern, den Reinigungsaufwand zu senken damit die Anwendungsbreite der elektrokinetischen Pulverbeschichtungsgeräte zu erweitern.

egung des Wesens der Erfindung

Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Gestaltung der Aufladezone und entsprechenden kstoffeinsatz die Intensität der Aufladeprozesse zu erhöhen und die Verkrustung des Influenzionisators zu verhindern, idungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zuführungskanal für den Gasstrom den Pulverzuführungskanal spaltförmig umgibt und sich im Mündungsbereich konisch, vorzugsweise unter einem Winkel von 5° bis 30° zur Achse des erzuführungskanals verjüngt, die als passiver Influenzionisator wirkende rohrförmige Trennwand zwischen beiden ihrungskanälen im Mündungsbereich aus elektrisch halbleitendem Material mit Antihafteigenschaften gefertigt und mit )Otential verbunden ist und der sich anschließende Strömungskanal aus Isolierstoff ringspaltförmig ausgebildet ist. Desonders zweckmäßig hat sich eine Ausführung erwiesen, bei der der Influenzionisator aus Werkstoff mit einem !ifischen Volumenwiderstand von 10" bis 10⁸Hm besteht. Als besonders geeignet wurde Polytetrafluorethylen mit einem phitgehalt von 10 bis 20% gefunden.

! weitere zweckmäßige Ausführungsform des rohrförmigen Influenzionisators besteht aus Isolierstoff mit einem elektrisch )leitfähigen Belag auf der Außenfläche, der einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 10⁶bis 10⁹ Ohm (gemessen mit i 10cm langen, im Abstand von 1 cm angeordneten Schneidenelektroden) besitzt.

sich an die Mündungszone beider Zuführungskanäle anschließende Isolierstoffkanal besteht vorteilhafter Weise aus einem rund einem zentrisch angeordneten Stab, wobei das Verhältnis von Stabdurchmesser zu Rohrinnendurchmesser im Bereich i bis 0,9 liegt und der Durchmesser der Sprühkante des Influenzionisators größer als der Stabdurchmesser und kleiner als der irinnendurchmesser ist.

führungsbeispiel

Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Die zugehörige Zeichnung 1 zeigt die Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Aufladevorrichtung.

ϊγ den Zuführungskanal 1, der in die vom Influenzionisator 3 begrenzte innere Ringkammer 4 mündet, wird das mittels eines rtors einem Vorratsbehälter entnommene und in einem Fördergasstrom dispergierte Pulver zugeführt. Der Zuführungskanal r den zweiten Gasstrom erweitert sich zur äußeren Ringkammer 5, die unter einen Winkel von 5° bis 30° zur Achse der inneren gkammer 4 in den Strömungskanal mündet.

rohrförmige Trennwand 3 zwischen beiden Ringkammern bildet den passiven Influenzionisator. Erfindungsgemäß ist sie aus em Werkstoff mit Antihafteigenschaften und einem spezifischen Volumenwiderstand von 10⁴ bis 10⁸Um hergestellt. Sie ist jkt mit geerdeten Anlagenteilen verbunden oder zur Funktionsüberwachung über eine Meß- und/oder Kontrolleinrichtung an potential angeschlossen. Besonders geeignet als Werkstoff für den Influenzionisator 3 ist Polytetrafluoräthylen mit einem >atz von 10 bis 25% Graphit. Die Vorderseite des Influenzionisators ist scharfkantig ausgebildet, während sich die Innenwand :h außen erweitert, verjüngt sich die Außenwand.

sich anschließende Strömungskanal wird aus einem Isolierstoffrohr 6 und einen darin zentrisch angeordneten Stab 7 ichen Materials gebildet, wobei das Verhältnis von Stab- zu Rohrinnendurchmesser 0,75...0,9 beträgt und der Durchmesser

Sprühkante des Influenzionisators größer als der Stabdurchmesser und kleiner als der Rohrinnendurchmesser ist.

s über den sich konisch verjüngenden äußeren Ringspalt einströmende Gas bewirkt eine Ablösung des Pulver-Gasstromes τι vorderen Rand des passiven Influenzionisators. Dadurch wird der Bereich hoher Feldstärken an der ringförmigen rühkante des Influenzionisators von Pulverteilchen frei gehalten, so daß die lonisationsprozesse (Glimm- oder ronaentladung) in reinem Gas erfolgen und kein Anschmelzen oder Aufsintern von Pulverteilchen stattfindet. Durch den isatz des elektrisch halbleitenden Materials für die rohrförmige Trennwand wird gewährleistet, daß sich die lisationsprozesse sehr gleichmäßig auf die vordere Kante verteilen.

ringspaltartige Form des sich anschließenden Strömungskanals, in dem durch die sich überlagernden beiden Strömungen terschiedlicher Geschwindigkeit sehr starke elektrokinetische Effekte auftreten, gewährleistet im Zusammenwirken mit der rch die Werkstoffauswahl, die konstruktive Form und Anordnung des Influenzionisators bedingten gleichmäßigeren rteilung und erhöhten Intensität der lonisationsprozesse sowie ihrer größeren Eindringtiefe in den nachfolgenden ömungskanal eine sehr hohe Pulveraufladung, ι weiterer Vorteil ist, daß keine die Gleichmäßigkeit der Pulverförderung beeinträchtigende Ejektorwirkung auftritt.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Vorrichtung zum elektrokinetischen Aufladen von pulverförmigen Stoffen zum Zwecke des elektrostatischen Beschichtens von Gegenständen mit einem Zuführungskanal für das in einen Gasstrom dispergierte Pulver und einem weiteren, den Pulverzuführungskanal ringspaltförmig umgebenden Zuführungskanal für einen Gasstrom, die im Anfangsbereich eines Strömungskanals aus Isolierstoff zusammentreffen, und einem passiven Influenzionisator, gekennzeichnet dadurch, daß der Strömungskanal (2, 5) für den Gasstrom sich im Mündungsbereich konisch, vorzugsweise unter einem Winkel von 5° bis 30° zur Achse des Pulverzuführungskanals (4) verjüngt, die als Influenzionisator wirkende rohrförmige Trennwand (3) zwischen beiden Zuführungskanälen (4,5) im Mündungsbereich aus elektrisch halbleitendem Material mit Antihafteigenschaften gefertigt und mit Erdpotential verbunden ist und der sich anschließende Strömungskanal aus Isolierstoff ringspaltförmig ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Influenzionisator (3) aus einem Material mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 10⁴ bis 10⁸Um besteht.
3. Vorrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Influenzionisator (3) aus Polytetrafluoräthylen mit einem Graphitgehalt von 10 bis 25% besteht.
4. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Influenzionisator (3) aus Isolierstoff besteht und vorzugsweise auf der Außenfläche ein elektrisch halbleitender Belag mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand von 10⁶bis 10⁹ Ohm aufgebracht ist.
5. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, 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.
6. Vorrichtung nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Durchmesser der Sprühkante des Influenzionisators (3) größer als der Innendurchmesser und kleiner als der Außendurchmesser des sich anschließenden ringspaltförmigen Strömungskanals ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung