DE1206335B - Zerstaeuberkopf zum elektrostatischen Zerstaeuben - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Inta.:

B44d

Deutsche KL: 75 c - 23/02

Nummer. 1206 335

Aktenzeichen: W 29648 VI b/75 c

Anmeldetag: 14. März 1961

Auslegetag: 2. Dezember 1965

Zerstäuberkopf zum elektrostatischen Zerstäuben

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation, East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.) Vertreter:

Dr. jur. G. Hoepffner, Rechtsanwalt, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str.

Als Erfinder benannt:

Edward Griffiths jun., Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 17. März 1960 (15 687)

Die Erfindung betrifft einen Zerstäuberkopf zum elektrostatischen Zerstäuben und Niederschlagen von flüssigen Stoffen, insbesondere zum Auftragen von Farben, wobei der rotierende, schüsseiförmige Zerstäuberkopf mit einer im Mittelteil angeordneten Nabe zur Aufnahme einer Antriebswelle versehen ist, die Innenfläche des schüsseiförmigen Teiles des Zerstäuberkopfes mit der Rotationsachse der Nabe einen Winkel von 45 bis 75° einschließt und der flüssige Stoff nahe des Nabengrundes auf die Innenfläche ge- ίο führt wird.

Es ist bereits ein Flüssigkeitszerstäuber mit einer pilzförmig ausgebildeten Zerstäuberscheibe bekannt, bei dem die Flüssigkeit auf der konkaven Seite der Scheibe zugeführt wird. Die auf ein Flüssigkeits,-teilchen wirkende Tangentialkomponente der Fliehkraft steigt aber zum Rand der Scheibe hin laufend an, so daß eine ungleichmäßige Verteilung des Flüssigkeitsfilms auf der Zerstäuberscheibe auftreten kann. _

Es ist ferner ein schüsseiförmiger Z'erstäuberkopf
bekannt, bei dem die Flüssigkeitszufuhr auf der dem ~

Werkstück zugewandten Seite vorgenommen wird ~

und bei dem durch eine Verzögerungszone in der eine

im Verhältnis zur Normalkomponente kleine Tan- 25 dazu kleinen Normalkomponente zusammen, so daß gentialkomponente der Fliehkraft auftritt, ein gleich- die Flüssigkeit rasch verteilt wird. Die durch die Beschleunigung auftretenden Ungleichmäßigkeiten des Films werden dann an der Innenseite des Flansches, die als Verzögerungszone wirkt, beseitigt, da hier die 30 Normalkomponente der Zentrifugalkraft sehr hoch ist, so daß der Flüssigkeitsfilm verschmiert wird. Es ist daher auch der über die Abrundung an die Kante geführte Flüssigkeitsfilm besonders gleichmäßig verteilt. Dadurch wird auch erreicht, daß an der scharfen

erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rand des 35 Kante wirklich gleiche, feinverteilte Teilchen verschüsselförmigen Teiles nach Art eines kurzen kreis- sprüht werden.

förmigen Flansches ausgebildet ist, dessen nach innen In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

gewandte Fläche sich unter einem Winkel von 3 bis Erfindung dargestellt. Es zeigt

10° zur Rotationsachse nach außen erweitert und mit F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Zerstäuber

einer äußeren konischen Fläche eine leicht ab- 40 kopf,

gerundete Abdachung bildet, wobei die konische F i g. 2 eine Stirnansicht des in F i g. 1 dargestellten

Fläche in einer scharfen Kante endet und mit der Zerstäuberkopfes.

Rotationsachse einen Winkel von 120 bis 150° ein- In Fig. 1 ist ein rotierender Zerstäuberkopf 10

schließt. dargestellt, der eine mit der Rotationsachse fluchtende

Vorteilhafterweise werden diese Winkel so gewählt, 45 Nabe 12 hat, in der eine öffnung 14 zur Aufnahme daß die Innenfläche des schüsseiförmigen Teiles einen des Endes einer Antriebswelle vorgesehen ist. Im BeWinkel von 60°, die nach innen gewandte Fläche des trieb ist die Welle mit dem Zerstäuberkopf 10 kraft-Flansches einen Winkel von 5° und die konische schlüssig verbunden. Mit der Nabe 12 ist ein schüssel-Fläche einen Winkel von 135° mit der Rotations- oder untersatzförmiger Teil 16 rotationssymmetrisch achse einschließen. Dabei setzt sich die auf ein 50 verbunden. Die Innenfläche 18 schließt mit der Rota-

mäßiger Film erzeugt wird. Diese Anordnung besitzt jedoch den Nachteil, daß die Flüssigkeitszufuhr nur auf der dem Werkstück zugewandten Seite durch eine Hohlwelle vorgenommen werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, trotz einer Verzögerungszone in der Zerstäuberschüssel die Flüssigkeitszufuhr auf der dem Werkstück abgewandten Seite durchzuführen. Diese Aufgabe wird

Flüssigkeitsteilchen wirkende Zentrifugalkraft aus einer sehr großen Tangential- und einer im Verhältnis

tionsachse der Nabe 12 einen Winkel von 45 bis 75°, vorzugsweise einen Winkel von 60°, ein.

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Der Rand des schüsseiförmigen Teiles 16 ist als kreisförmiger Flansch 20 ausgebildet. Dieser kreisförmige Flansch 20 erstreckt sich von dem Ende des schüsseiförmigen Teiles nach außen und die nach innen gewandte Fläche 22 des Flansches schließt mit der Rotationsachse der Nabe 12 einen Winkel von 3 bis 10°, vorzugsweise 5°, ein.

Der Kreisförmige Flansch 20 hat einen äußeren, scharfkantigen Ringteil 24 und ist mit einer sanft abgerundeten Abdachung 26 versehen, die außen eine kurze flache konische Fläche 28 hat, welche mit einer verhältnismäßig scharfen Kante 30 endet. Die Fläche 28 ist gegen die Rotationsachse unter einem Winkel von etwa 120 bis 150°, vorzugsweise unter 135°, geneigt.

Im Betrieb ist der Zerstäuberkopf 10 an einer rotierenden Welle angeordnet bzw. befestigt und mit hoher Geschwindigkeit, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 2000 bis 4000 U/Min., angetrieben. Der flüssige Stoff wird in den schüsseiförmigen Kopf ao in einstellbarer Menge durch ein Zuführungsrohr 32 eingeführt. Der flüssige Stoff kann über das Rohr 32 durch Anwendung bekannter Mittel, wie beispielsweise einer Pumpe, eines Druckgefäßes oder allein durch Ausnutzung der Schwerkraft eingespeist werden, as Im Betrieb zeigt die Düse 34 des Flüssigkeitsrohres 32 vorzugsweise in Drehrichtung des Zerstäuberkopfes 10.

Die Flüssigkeit, die durch das Flüssigkeitsrohr 32 und die Düse 34 in das Innere des Zerstäuberkopfes eingespeist wird breitet sich über die innere Oberfläche des Kopfes unter der Einwirkung der Fliehkraft aus, wobei ein dünner Film gebildet wird, der zur Kante am Rand des Zerstäuberkopfes ausfließt. Das flüssige Material wird vorzugsweise an oder nahe der Stelle 36 eingeführt, dort wo die Nabe 12 und der schüsseiförmige Teil 16 ineinander übergehen.

Durch die Rotation des Zerstäuberkopfes 10 wird das flüssige Überzugsmaterial, das durch die Düse 34 des Zuführungsrohres 32 eingespeist wird, und nahe der Zone 36 austritt, in einen verhältnismäßig dünnen, sehr gleichmäßigen Film über die Fläche 18 des schüsseiförmigen Teiles 16 verteilt. Die innere Fläche 18 kann als Einspeisezone des Zerstäuberkopfes 10 bezeichnet werden. Wenn die Flüssigkeit nach außen über die Fläche 18 oder Einspeisezone fließt, werden die Fliehkräfte, die auf die Flüssigkeit einwirken, größer und die Geschwindigkeit der Flüssigkeit steigt zum Rand hin an. Die nach innen gewandte Fläche 22 des ringförmigen Flansches 20 wirkt verlangsamend oder bremsend auf die Auswärtsbewegung des Flüssigkeitsfilms, wodurch ein noch gleichmäßigerer Film an der flachen konischen Fläche 28 erzielt wird. Die nach innen gewandte Fläche 22 kann als Bremszone und die flache konische Oberfläche 28 als Abgabezone bezeichnet werden. Der äußerst gleichmäßige Film, der auf diese Weise an der flachen konischen Fläche 28 oder an der Abgabezone erzielt wird, hat ein gleichmäßiges Ausströmen von fein zerteilten, getrennten Teilchen des flüssigen Materials von der scharfen Kante 30 zur Folge.

Der im wesentlichen einheitliche, gleichförmig verteilte Film des flüssigen Überzugsmaterials wird aufgelöst, wenn er den Rand oder die Kante 30 erreicht und die Flüssigkeit zerteilt sich oder zerstäubt durch die Einwirkung der Fliehkraft in feinverteilte Teilchen. Diese feinverteilten Teilchen werden mit wirklich gleicher Teilchengröße und einem genau bestimmten und sehr gleichmäßig verteilten Sprühbild ausgeschleudert.

Durch die besondere Ausbildung des Kopfes nach der Erfindung, und insbesondere durch die Anordnung des kreisförmigen Flansches 20 mit der nach innen gewandten Fläche 22, die als Bremszone wirkt, ist es möglich, verhältnismäßig feste rotierende Zerstäuberköpfe mit einem Durchmesser von etwa 14 cm von Kante 30 zu Kante 30 herzustellen. Es können größere oder kleinere Köpfe angefertigt werden. Man kann Zerstäuberköpfe herstellen, deren Fläche 18 von der Nabe 12 bis zu dem kreisförmigen Flansch am äußeren Rand etwa 4 bis 10 cm breit ist. Die nach innen gewandte Fläche 22 des kreisförmigen Flansches 20 kann bis zur Abdachung 26 etwa 0,3 bis 1,3 cm breit sein. Die konische Fläche 28 kann von der abgerundeten Abdachung 26 gemessen eine Breite von etwa 0,3 bis 0,6 cm haben.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zerstäuberkopf zum elektrostatischen Zerstäuben und Niederschlagen von flüssigen Stoffen, insbesondere zum Auftragen von Farben, wobei der rotierende, schüsseiförmige Zerstäuberkopf mit einer im Mittelteil angeordneten Nabe zur Aufnahme einer Antriebswelle versehen ist, die Innenfläche des schüsseiförmigen Teiles des Zerstäuberkopfes mit der Rotationsachse der Nabe einen Winkel von 45 bis 75° einschließt und der flüssige Stoff nahe des Nabengrundes auf die Innenfläche geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des schüsseiförmigen Teiles nach Art eines kurzen kreisförmigen Flansches (20) ausgebildet ist, dessen nach innen gewandte Fläche (22) sich unter einem Winkel von 3 bis 10° zur Rotationsachse nach außen erweitert und mit einer äußeren konischen Fläche (28) eine leicht abgerundete Abdachung (26) bildet, wobei die konische Fläche in einer scharfen Kante (30) endet und mit der Rotationsachse einen Winkel von 120 bis 150° einschließt.

2. Zerstäuberkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (18) des schüsseiförmigen Teiles (16) einen Winkel von 60°, die nach innen gewandte Fläche (22) des Flansches einen Winkel von 5° und die konische Fläche (28) einen Winkel von 135° mit der Rotationsachse einschließen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 198 399.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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