DE1226461B

DE1226461B - Atomizer for the application of dyes with the help of an electrostatic precipitation field

Info

Publication number: DE1226461B
Application number: DEW25249A
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Watanabe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-11-19
Filing date: 1959-03-20
Publication date: 1966-10-06
Also published as: GB926899A; FR1227731A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

B 05 bB 05 b

Deutsche Kl.: 75 a-22 German class: 75 a -22

Nummer: 1226 461Number: 1226 461

Aktenzeichen: W 252491 b/75 aFile number: W 252491 b / 75 a

Anmeldetag: 20. März 1959 Filing date: March 20, 1959

Auslegetag: 6. Oktober 1966Opening day: October 6, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zerstäuber für das Aufbringen von Farbstoffen mit Hilfe eines elektrostatischen Niederschlagsfeldes, dessen Elektroden vom Zerstäuber und dem/den zu behandelnden Werkstücken gebildet sind. Es sind Zerstäuber dieser Art bekannt, bei welchen nicht nur das Aufbringen des Farbstoffes, sondern auch seine vorhergehende Zerstäubung auf elektrostatischem Wege vorgenommen wird. Zur Erzeugung des elektrischen Feldes wird dabei eine verhältnismäßig hohe elektrostatische Spannung benötigt, wodurch sich der Nachteil ergibt, daß der niedergeschlagene Farbstoff sich in der Umgebung von Kanten und Ecken der zu überziehenden Gegenstände anhäuft, was darauf zurückzuführen ist, daß an Ecken und Kanten Coronaentladungen auftreten. Es ist daher schwierig, wenn nicht unmöglich, auf vertieften Teilen oder auch auf größeren Flächen eines zu überziehenden Gegenstandes einen gleichmäßigen Überzug zu erzielen. Würde man jedoch mit geringerer Spannung arbeiten, so würde der Feinheitsgrad der zerstäubten Teilchen und damit die Güte des erzielten Farbüberzuges herabgesetzt. Mit Rücksicht auf die Begrenzungskanten der zu überziehenden Gegenstände muß auch ein verhältnismäßig großer Abstand zwischen den .auf einanderfolgenden Gegenständen gewahrt werden, wodurch wiederum die ganze Förder- und Trocknungsanlage entsprechend vergrößert werden muß. Schließlich liegt ein Nachteil der bekannten, mit elektrostatischer Zerstäubung und Niederschlagung arbeitenden Einrichtungen darin, daß die Verteilung der zerstäubten Teilchen im Querschnitt des Sprühstrahles ungleichmäßig ist, so daß sich auch aus diesem Grund ein ungleichmäßiger Überzug ergibt.The invention relates to an atomizer for applying dyes with the aid of a electrostatic precipitation field, its electrodes from the atomizer and the one (s) to be treated Workpieces are formed. There are atomizers of this type known in which not only the application of the dye, but also its previous atomization by electrostatic means is made. A relatively high electrostatic field is used to generate the electric field Voltage is required, which has the disadvantage that the deposited dye is accumulates in the vicinity of edges and corners of the objects to be coated, which can be attributed to it is that corona discharges occur at corners and edges. It is therefore difficult when not impossible, on recessed parts or on larger areas of an object to be coated to achieve an even coating. But if you were to work with less tension, so the degree of fineness of the atomized particles and thus the quality of the paint coating obtained would be reduced. With regard to the boundary edges of the objects to be coated, a relatively large distance between the .onsequential Objects are preserved, which in turn the entire conveyor and drying system must be increased accordingly. Finally, there is a disadvantage of the known, with electrostatic Atomization and suppression working bodies in that the distribution of the atomized particles in the cross-section of the spray jet is uneven, so that from this Reason results in an uneven coating.

Die Erfindung strebt daher an, eine elektrostatische Niederschlagung zu verbinden mit einer Druckluftzerstäubung. Ein Ziel der Erfindung ist, eine Einrichtung dieser Art zu schaffen, bei welcher die mittels Druckluft feinzerstäubten und sodann elektrisch aufgeladenen Teilchen sich beim Austritt aus der Zerstäuberdüse in der umgebenden Luft zunächst nahezu im Ruhezustand befinden, so daß sie unter Anwendung einer verhältnismäßig niedrigen Spannung durch das Niederschlagsfeld relativ langsam und allmählich auf die zu überziehenden Gegenstände übergeführt werden können, wo .sie sich gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche niederschlagen, ohne daß die zerstäubten Teilchen aus dem Niederschlagsfeld nach außen entweichen können. Dabei lassen sich .auch Gegenstände, die unmittelbar an dem Zerstäuberkopf vorbeigeführt werden, einwandfrei überziehen, so daß die Abstände zwischen Zerstäuber für das Aufbringen von
Farbstoffen mit Hilfe eines elektrostatischen
NiederschlagsfeldesThe invention therefore seeks to combine electrostatic precipitation with compressed air atomization. An object of the invention is to provide a device of this type in which the particles, which are finely atomized by means of compressed air and then electrically charged, are initially almost in the state of rest in the surrounding air when they emerge from the atomizer nozzle, so that they pass through using a relatively low voltage the precipitation field can be transferred relatively slowly and gradually to the objects to be coated, where they are reflected evenly on the entire surface without the atomized particles being able to escape from the precipitation field to the outside. In this way, objects that are guided directly past the atomizer head can also be properly coated, so that the distances between atomizers for the application of
Dyes with the help of an electrostatic
Precipitation field

Anmelder:Applicant:

Tamotsu Watanabe, TokioTamotsu Watanabe, Tokyo

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,Dipl.-Ing. C. Wallach, patent attorney,

München 2, Kaufingerstr. 8Munich 2, Kaufingerstr. 8th

Als Erfinder benannt:
Tamotsu Watanabe, TokioNamed as inventor:
Tamotsu Watanabe, Tokyo

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Japan vom 19. November 1958 (33 314)Japan November 19, 1958 (33 314)

den einzelnen aufeinanderfolgenden Gegenständen verhältnismäßig gering sein können.the individual successive objects can be relatively low.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung bei einem Zerstäuber, bei welchem der Farbstoff mit Hilfe eines elektrostatischen Niederschlagsfeldes aufgebracht wird, die Verwendung eines umlaufenden, an seinem Umfang Zerstäubungsdüsen tragenden und den Farbstoff mittels Druckluft in etwa tangentialer Richtung entgegen seinem Umlaufsinn ausstoßenden Zerstäubungskopfes vor, wobei die Umlaufgeschwindigkeit gleich oder etwa gleich der Ausstoßgeschwindigkeit gewählt ist. Zweckmäßig können dabei alle oder einzelne der Zerstäuberdüsen einstellbar um eine etwa radial verlaufende Achse verdrehbar angebracht sein.To this end, the invention provides an atomizer in which the dye with the aid of a electrostatic precipitation field is applied, the use of a circumferential, at its Circumference atomizing nozzles and the dye by means of compressed air in an approximately tangential direction in front of the atomizing head ejecting against its direction of rotation, the rotational speed is selected to be equal to or approximately equal to the ejection speed. Expediently, all or some of them can of the atomizer nozzles can be mounted so as to be adjustable about an approximately radial axis.

Der durch die Erfindung erzielte Vorteil, daß die aus den Zerstäubungsdüsen austretenden Teilchen zunächst eine in der umgebenden Luft ruhende Wolke bilden, ohne irgendeine bestimmte Bewegungsrichtung zu besitzen, so daß sie nach elektrischer Aufladung in dem Niederschlagsfeld leicht auf die zu überziehenden Gegenstände geführt werden können, ist bei einer bekannten Einrichtung nicht vorhanden, bei welcher die aus einer Spritzpistole ausgeschleuderten zerstäubten Teilchen nach Aufladung in eine Zone gelangen, in welcher die zu überziehenden Gegenstände parallel zu der · Zerstäubungsrichtung der Farbteilchen hindurchgeführt werden und besondere Ablenkelektroden ein quer zu dieser Richtung verlaufendes elektrisches Feld erzeugen, welches die zerstäubten Teilchen aus ihrer ursprünglichen Bewe-The advantage achieved by the invention that the particles emerging from the atomizing nozzles initially form a cloud resting in the surrounding air without any particular direction of movement to possess, so that they can easily approach the after electrical charge in the precipitation field covering objects can be carried, is not available in a known device, in which the atomized particles ejected from a spray gun after charging into a Zone in which the objects to be coated are parallel to the direction of atomization of the color particles are passed through and special deflection electrodes are placed across this direction generate a running electric field, which removes the atomized particles from their original motion.

609 669/139609 669/139

gungsrichtung so ablenkt, daß sie auf die zu überziehenden Gegenstände auftreffen. Der etwa vorhandene Überschuß des Sprühstrahles, d. h. die Teilchen, welche die ursprüngliche Bewegungsrichtung beibehalten, werden durch eine besondere Entladungselektrode geschickt und schließlich von einem mit Erde in Verbindung stehenden Wasservorhang aufgenommen und abgeleitet.deflection direction so that they impinge on the objects to be coated. Any existing Excess of spray, d. H. the particles that keep the original direction of motion, are sent through a special discharge electrode and finally by one with Earth related water curtain recorded and diverted.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of several exemplary embodiments.

F i g. 1 zeigt in Vorderansicht einen Zerstäubungskopf, der erfindungsgemäß mehrere Zerstäubungsdüsen trägt; F i g. 1 shows a front view of an atomizing head which, according to the invention, carries a plurality of atomizing nozzles;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;Fig. 2 is a side view of another embodiment the invention;

Fig. 3 veranschaulicht die Verteilung.der mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zerstäubten Teilchen;Fig. 3 illustrates the distribution of the device according to the invention atomized particles;

Fig. 4 ist eine schematische Grundrißdarstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung.Fig. 4 is a schematic plan view for explaining the operation of the invention trained facility.

Gemäß F i g. 1 ist der Zerstäuberkopf 2 am vorderen Ende einer umlaufenden Welle 1 befestigt und mit mehreren in einer Ebene liegenden Düsen versehen, die am Umfang des Kopfes um eine etwa radial verlaufende Achse verstellbar angebracht sind.According to FIG. 1, the atomizer head 2 is attached to the front end of a rotating shaft 1 and provided with a plurality of nozzles lying in one plane, which on the circumference of the head by about radial axis are adjustably attached.

Die Zerstäuberdüsen 3 zerstäuben die Farbflüssigkeit mittels Druckluft; die Farbflüssigkeit wird über eine Öffnung 4 innerhalb der umlaufenden Welle 1 sowie durch die Rückseite 5 des Kopfes 2 hindurch zugeführt. Ferner wird in der Zone zwischen Kopf-2 und Düsen 3 einerseits und den zu spritzenden Gegenständen 6 andererseits eine elektrische Spannung angelegt; vorzugsweise wird man dem Kopf 2 unmittelbar von einer Hochspannungsquelle 7 aus eine elektrostatische Ladung zuführen, jedoch könnte man zu diesem Zweck auch eine weitere Elektrode, etwa nahe der Rückseite des Kopfes 2, anordnen. Ferner könnte man Vorkehrungen treffen, um in der Druckluftzuführung oder an den Innenwänden der Düsenausgänge eine Ionisierung hervorzurufen.The atomizing nozzles 3 atomize the color liquid by means of compressed air; the color liquid is via an opening 4 within the rotating shaft 1 and fed through the rear side 5 of the head 2. Furthermore, in the zone between head-2 and nozzles 3 on the one hand and the objects 6 to be sprayed on the other hand an electrical voltage applied; Preferably, the head 2 is provided with an electrostatic one directly from a high-voltage source 7 Apply charge, but an additional electrode could be used for this purpose, for example near the back of the head 2, arrange. Furthermore, one could take precautions in the compressed air supply or cause ionization on the inner walls of the nozzle outlets.

Indem an der Rückseite des Kopfes 2 durch eine Leitung 8 die Farbflüssigkeit zugeführt und mittels Druckluft mit einer Geschwindigkeit V₀ aus den Düsen 3 ausgestoßen wird, wird, wenn man den Düsen eine entgegengesetzte Bewegung mit einer Geschwindigkeit -V₀-V₀ erteilt, das durch die Düsen zerstäubte Material theoretisch in der umgebenden Luft die Geschwindigkeit Null besitzen. Wenn also die Zerstäubungsdüsen 3 das Farbmaterial mit einer Geschwindigkeit V₀ versprühen, so werden die zerstäubten Farbteilchen 9 mit einer Geschwindigkeit -V₀ aus den Düsen ausgestoßen, welche ihrerseits eine Rückwärtsbewegung ausführen, so daß die Teilchen in der Luft schweben und zunächst in Ruhe verbleiben. Da die Teilchen aber innerhalb des elektrischen Feldes vor dem zu überziehenden Gegenstand 6 zerstäubt werden, werden sie auf Grund ihrer elektrischen Ladung in dem Feld in Bewegung versetzt und auf der Oberfläche des zu überziehenden Gegenstandes niedergeschlagen.By supplying the ink liquid to the rear of the head 2 through a line 8 and ejecting it from the nozzles 3 by means of compressed air at a speed V ₀ , if the nozzles are given an opposite movement at a speed -V ₀ -V ₀ , the The material atomized by the nozzles theoretically have a velocity of zero in the surrounding air. If the atomizing nozzles 3 spray the paint material at a speed V ₀ , the atomized paint particles 9 are ejected from the nozzles at a speed -V ₀ , which in turn move backwards so that the particles float in the air and initially remain at rest . However, since the particles are atomized within the electric field in front of the object 6 to be coated, they are set in motion due to their electrical charge in the field and are deposited on the surface of the object to be coated.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 drehen sich die Zerstäuberdüsen 3 zusammen mit dem Kopf 2 in Richtung des Pfeiles A mit der Welle 1, wobei die zerstäubten Teilchen in Richtung der Pfeile B von den Düsen 3 ausgestoßen werden. Damit die Geschwindigkeit der austretenden Teilchen gegenüber der umgebenden Luft gleich Null wird, muß die Austrittsgeschwindigkeit der Teilchen gleich der Umfangsgeschwindigkeit des Kopfes 2 bzw. der Düsenöffnungen sein. Wenn der Kopf 2 so schnell umläuft, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Teilchen ausgeglichen wird, wird der Kopf also von einer Wolke von Farbteilchen umgeben sein, die alle die Geschwindigkeit Null haben. Infolgedessen macht es keine Schwierigkeiten, den im wesentlichen ruhenden Teilchen eine Bewegung in der gewünschten Richtung zu erteilen, indem man ein elektrisches Feld einwirken läßt.In the embodiment according to FIG. 1, the atomizing nozzles 3 rotate together with the head 2 in the direction of the arrow A with the shaft 1, the atomized particles being ejected from the nozzles 3 in the direction of the arrows B. So that the speed of the exiting particles in relation to the surrounding air is equal to zero, the exit speed of the particles must be equal to the circumferential speed of the head 2 or the nozzle openings. If the head 2 rotates so fast that the exit speed of the particles is compensated, the head will be surrounded by a cloud of color particles, all of which have a speed of zero. As a result, it is not difficult to give the essentially stationary particles a movement in the desired direction by applying an electric field.

Gemäß Fig. 3 ergibt sich eine kreisrunde Verteilung des Überzugsmaterials, wobei der Überzug in der Mitte etwas dünner ist; wenn jedoch die zu überziehenden Gegenstände in Richtung des Pfeils E According to FIG. 3 there is a circular distribution of the coating material, the coating being somewhat thinner in the middle; However, if the objects to be coated in the direction of arrow E

durch die Zerstäubungszone bewegt werden, erhält • man einwandfreie und sehr gleichmäßige Überzüge.are moved through the atomization zone, • one obtains perfect and very uniform coatings.

Wie beschrieben sieht die Erfindung vor, daß dieAs described, the invention provides that the

Zerstäubungsdüsen 3 entgegen der AustrittsrichtungAtomizing nozzles 3 opposite to the exit direction

des zu zerstäubenden Materials bewegt werden.of the material to be atomized are moved.

Wenn es jedoch auf die Gleichmäßigkeit des Überzuges nicht besonders ankommt, was sich jeweils nach dem zu überziehenden Gegenstand richtet, oder wenn ein letzter Überzug aufgebracht werden soll, kann man die Düsen 3 auch unter einem Winkel Θ auf den Gegenstand 6 richten, so daß sich die zerstäubten Farbteilchen gemäß F i g. 4 längs der Linie Vd auf den Gegenstand zu bewegen.However, if the uniformity of the coating is not particularly important, which depends on the object to be coated, or if a final coating is to be applied, the nozzles 3 can also be directed at an angle Θ on the object 6 so that the atomized color particles according to FIG. 4 along the line Vd to move towards the object.

Claims

Patent claims:

1. Atomizer for the application of dyes with the help of an electrostatic precipitation field, the electrodes of which are formed by the atomizer and the work piece (s) to be treated, characterized by the use of a rotating atomizing nozzle (3) on its circumference and the dye by means of compressed air approximately tangential direction (B) opposite to its direction of rotation (/ 4) ejecting atomizing head (2), the rotational speed being selected to be equal to or approximately equal to the ejection speed.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that all or some of the atomizing nozzles (3) are mounted adjustably rotatable about an approximately radial axis.

Considered publications:
German Patent No. 181667;
U.S. Patent Nos. 2,328,448, 2,773,472.

1 sheet of drawings