DE1752027C3

DE1752027C3 - Atomizer head on an electrostatic applicator for powder

Info

Publication number: DE1752027C3
Application number: DE19681752027
Authority: DE
Inventors: Pierre Marius Grenoble Isere Fabre (Frankreich)
Original assignee: Tunzini Sames SA
Current assignee: Tunzini Sames SA
Priority date: 1967-03-22
Filing date: 1968-03-22
Publication date: 1976-09-30

Description

Die Erfindung betrifft einen Zerstäuberkopf an einer elektrostatischen Auftragsvorrichtung für Pulver mit einem das Pulver führenden Mundstück ur d einer quer zu dessen Achse angeordneten Umlenkeir richtung zur Erzeugung einer radial gerichteten Pulverströmung, sowie einer stromauf des Mundstückaustr us angeordneten Drallkammer, bestehend aus eir-em koaxial zum Mundstück ausgerichteten unt! mit wenigstens einer Zuleitung für einen Hilfsgasstrom versehenen, ringförmig begrenzten Raum.The invention relates to an atomizer head on a Electrostatic application device for powder with a mouthpiece guiding the powder and one across to its axis arranged deflection direction for generating a radially directed powder flow, as well as a swirl chamber arranged upstream of the mouthpiece outlet, consisting of eir-em coaxial to the Mouthpiece aligned unt! provided with at least one feed line for an auxiliary gas stream, ring-shaped limited space.

Ein derartiger Zerstäuberkopf ist aus der belgischen Patentschrift 6 85 975 bekannt. Bei der dort vorgesehenen Umlenkeinrichtung handelt es sich um einen kappenartigen Verschluß am Ende des Mundstücks, aus der das Auftragsmaterial über einen Winkel von etwa 45° mit der Mundstücklängsachse erschließende Bohrungen austritt. Mit dieser Anordnung ist es nicht möglich, Pulver als Auftragsmaterial ir homogener Verteilung um die Sprühachse herum abzugeben. Ganz besonders nachteilig ist aber, daß die durch die Austrittsbohrungen hervorgerufene Quenchnittsverengung eine noch weitere Zunahme der Austrittsgeschwindigkeit des Auftragsmaterials verursacht. Im Gegensatz zu Flüssigkeiten ist nun aber im Falle von Pulver die Fördergeschwindigkeit im Zufuhrrohr ohnehin zwangläufig bereits sehr hoch, da andernfalls das Pulver nicht im fluidisierten Zustand gehalten werden kann. Umgekehrt muß bei elektrostatischen Pulverauftragsvorrichtungen jedoch die Geschwindigkeit der Pulverteilchen zumindest im Bereich der die elektrostatische Aufladung verursachenden lor isationskante so gering als möglich gehalten werden, um eine möglichst hohe Verweildauer in diesem Bereich und damit eine möglichst gute Aufladung zu erzielen. Gleichzeitig besteht selbstverständlich das Bestreben, möglichst alle Pulverteilchen gleichmäßig gut aufzuladen. Such an atomizer head is known from Belgian patent specification 6 85 975. With the one provided there The deflection device is a cap-like closure at the end of the mouthpiece which opens up the application material over an angle of approximately 45 ° with the longitudinal axis of the mouthpiece Holes emerges. With this arrangement it is not possible to use powder as an application material in a more homogeneous manner Dispense distribution around the spray axis. However, it is particularly disadvantageous that the Quench cut constriction caused by outlet bores caused an even further increase in the exit speed of the application material. in the In contrast to liquids, however, in the case of powder the conveying speed in the feed pipe is now inevitably already very high anyway, since otherwise the powder will not be kept in a fluidized state can be. In the case of electrostatic powder application devices, however, the speed must be reversed of the powder particles at least in the area of the ionization edge causing the electrostatic charge be kept as short as possible in order to stay in this area as long as possible to achieve the best possible charge. At the same time, of course, there is an endeavor to charge all powder particles equally well.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zerstäuberkopf der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der einerseits eine homogene Verteilung rles Pulverstrahles um die Sprühachse herum sicherstellt, andererseits die Austrittsgeschwindigkeit des Pulverstromes so weit wie möglich verringert und schließlich das Pulver gerichtet durch den elektrostatischen Aufladungsbereich führtThe invention is therefore based on the object of providing an atomizer head of the type mentioned at the beginning to create, which on the one hand ensures a homogeneous distribution of the powder jet around the spray axis, on the other hand, the exit speed of the powder stream is reduced as much as possible and Finally, the powder is directed through the electrostatic charging area

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich an die Drallkammer ein Diffusor anschließt und daß die Umlenkeinrichtung als Prallplatte ausgebildet ist, die stromab im Abstand zur Austrittsebene des Mundstückes und stromauf kurz vor der Austrittsebene ίο des Diffusors liegtThis object is achieved according to the invention in that a diffuser is connected to the swirl chamber and that the deflection device is designed as a baffle plate, which is downstream at a distance from the exit plane of the Mouthpiece and upstream just before the exit plane ίο of the diffuser

Zwar ist es aus der deutschen Auslegeschrift 10 05 413 bekannt, eine Prallplatte stromab in Abstand zur Austrittsebene des Mundstückes einer Pulverförderleitung anzuordnen. Jedoch befindet sich dort die Prallplatte nicht am Zerstäuberkopf der Auftragsvorrichtung sondern im Inneren des Pulvervorratsbehälters, aus dem das Pulver nach dem Wirbelschichtverfahren gefördert wird und dient auch allein zur Sichtung des Pulvers, d.h. zur Abscheidung, von für die *> Förderung ungeeigneten, größeren Pulverteilchen. Hingegen ergibt sich bei der Ausbildung nach der Erfindung der Vorteil, daß das Pulver mit so hoher Geschwindigkeit gefördert werden kann, daß ein Zusetzen der Förderleitung mit Sicherheit vermieden wird und daß dennoch nach Verlassen des Mundstückes die Geschwindigkeit der Pulverteilchen so stark verringert und gleichzeitig der Pulverstrom in einen gleichmäßig um die Sprühachse herum verteilten, dünnen Schleier überführt werden kann, daß sich für praktisch alle Pulverteilchen eine ausreichende Verweildauer im Aufladungsbereich ergibt.Although it is known from the German Auslegeschrift 10 05 413, a baffle plate downstream at a distance to be arranged to the exit plane of the mouthpiece of a powder feed line. However, there is the Impact plate not on the atomizer head of the application device but inside the powder storage container, from which the powder is conveyed according to the fluidized bed process and is also used solely for sifting of the powder, i.e. for the separation of for the *> Conveying unsuitable, larger powder particles. On the other hand, the training after the Invention the advantage that the powder can be conveyed at such a high speed that a Clogging of the delivery line is avoided with certainty and that after leaving the mouthpiece the speed of the powder particles so greatly reduced and at the same time the powder flow into one Evenly distributed around the spray axis, thin veil can be transferred that can be used for practically all powder particles give a sufficient residence time in the charging area.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Zerstäuberkopfes nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus. daß auf der Prallplatte an der der Anströmseite abgewandten Seite eine geglättete Nase aus Isoliermaterial angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere eine unerwünschte Rückströmung auf der dem Mundstück abgewandten Seite der Prallplatte sowie ein Anhaften von Pulverteilchen an derselben, sofern sie an Hochspannung liegt, vermieden werden.An advantageous embodiment of the atomizer head according to the invention is characterized by this. that on the baffle plate on the side facing away from the inflow side, a smooth nose made of insulating material is arranged. This can in particular result in an undesirable backflow on the mouthpiece remote side of the baffle plate and adherence of powder particles to the same, provided that they are on High voltage should be avoided.

In der Zeichnung ist der Zerstäuberkopf nach der Erfindung an Hand einer beispielsweise gewählten Ausführungsform im Axialschnitt vereinfacht dargestellt. In the drawing, the atomizer head according to the invention is selected using an example Embodiment shown simplified in axial section.

Der Zerstäuberkopf umfaßt einen Körper 1, der beispielsweise der vordere Teil einer Spritzpistole sein kann. Der Körper 1 besteht aus isolierendem Material und besitzt ein axiales Zuführungsrohr 2, das mit einer nicht dargestellten Luftquelle relativ geringen Druckes verbunden ist. In der Luft befindet sich eine Menge von Pulverteilchen, Flocken oder ähnlichen festen Teilchen, die elektrostatisch mittels des Zerstäuberkopfes aufgeladen werden. Außerdem weist der Körper 1 einen achsparallelen Kanal 3 auf, der mit einer Druckluftquelle höheren Druckes verbunden ist. Eine weitere Bohrung 4 in dem Körper 1 enthält einen Leiter 5, der an Hochspannung liegt.The atomizer head comprises a body 1 which may be, for example, the front part of a spray gun can. The body 1 is made of insulating material and has an axial supply pipe 2, which with a not shown air source is connected to relatively low pressure. There is a lot of in the air Powder particles, flakes or similar solid particles that are electrostatically charged by means of the atomizer head will. In addition, the body 1 has an axially parallel channel 3, which is connected to a compressed air source higher pressure is connected. Another hole 4 in the body 1 contains a conductor 5 which is connected to High voltage.

Am Stirnende des Körpers 1 ist durch einen mit Isoliermaterial überzogenen Schraubüberwurf 11 ein äußeres Düsenstück 10 gehalten, das aus isolierendemAt the front end of the body 1 is a screw cap 11 covered with insulating material Outer nozzle piece 10 held, which is made of insulating

Material besteht und in der Mitte eine öffnung besitzt,Material and has an opening in the middle,

die koaxial zu dem Zuführungsrohr 2 des Körpers 1 liegt. Ein sich konisch erweiternder Diffusor 14 erstreckt sich von dieser öffnung aus nach außen. Daswhich is coaxial with the feed pipe 2 of the body 1. A flared diffuser 14 extends from this opening to the outside. The

Düsenstück 10 begrenzt zusammen mit der Innenwand des Schraubüberwurfes 11 eine Ringkammer 12.Nozzle piece 10 delimits together with the inner wall of the screw cap 11 has an annular chamber 12.

In die öffnung des äußeren Düsenstückes 10 ist ein Mundstück 6 in Form einer Metallröhre eingepaßt,In the opening of the outer nozzle piece 10 is a Mouthpiece 6 fitted in the form of a metal tube,

dessen austrittsseitiges Ende innerhalb des Diffusors 14 liegt. Im dargestellten Beispiel ist er innerhalb der öffnung des äußeren Düsenstückes iO befindliche Teil des rohrförmigen Mundstückes 6 mit Feinpassung in einem Hülsen-Paßstück 9 angeordnet, das ebenfalls aus elektrisch leitendem Werkstoff besteht und zu einem Teil in den Körper 1 hineinragt, wo es miUels eines Drahtes 18 mit dem Leiter 5 verbunden ist.its exit-side end within the diffuser 14 located. In the example shown, it is part located within the opening of the outer nozzle piece of the tubular mouthpiece 6 arranged with a fine fit in a sleeve fitting piece 9, which is also made of There is electrically conductive material and protrudes to a part in the body 1, where it miUels a Wire 18 is connected to the conductor 5.

Die öffnung des äußeren Düsenstückes 10 ist derart geformt und dimensioniert, daß eine Drallkammer 16 zwischen ihrer Wandfläche und der Außenwandfläche des rohrförmigen Mundstückes 6 am Ende der öffnung ausgebildet ist die mit dem Diffusor 14 in Verbindung steht. Die Ringkammer 12 ist über tangential in die Drallkammer 16 einmündende Durchgänge mit letzterer verbunden.The opening of the outer nozzle piece 10 is shaped and dimensioned in such a way that a swirl chamber 16 between its wall surface and the outer wall surface of the tubular mouthpiece 6 at the end of the opening is formed which is connected to the diffuser 14. The annular chamber 12 is tangential to the Swirl chamber 16 opening passages connected to the latter.

Das Mundstücke trägt an seinem E*ide Stützglieder 7, die eine scheibenförmige Prallplatte 8 hallen, die aus leitendem oder halbleitendem Material besteht und einen scharfen Außenrand besitzt. Die Prallplatte 8 ist stromauf kurz vor der Austrittsebene des Diffusors 14 angeordnet. Der scharfe Rand 19 der Prallplatte ist von der Innenfläche des Diffusors 14 durch einen Ringspalt radial getrennt. Auf der Außenfläche der Prallplatte 8 ist eine passend geformte Nase 15 befestigt. Im Betrieb des Zerstäuberkopfes trifft der axiale Luftstrom, der dhs Pulver enthält, aus dem Mundstück 6 austretend auf die Prallplatte 8 und wird dadurch in einen flachen, radial ausströmenden Strömungsschild umgeformt. Gleichzeitig strömt die Luft hohen Druckes über denKanal 3 in die Ringkammer 12 und von dort über die tangentialen Durchgänge 13 in die Drallkammer 16 und erzeugt eine wirbelnd rotierende Gasschicht, die sich längs der sich konisch erweiternden Fläche des Diffusors 14 fortbewegt und durch die Zentrifugalkraft in unmittelbarer Nähe dieser Fläche gehalten wird. Kurz bevor die rotierende Gasschicht das äußere Ende des Diifusors 14 verläßt, stößt sie auf den die Pulverteilchen enthaltenden, von der Prallplatte 8 geformten, radial ausströmenden Strömungsschild. Die Pulverteilchen sind infolge der Wirkung der als Hochspannungselektrode dienenden Prallplatte 8 voll auf das gewünschte Potential aufgeladen. Die geglättete Nase 15 dient dazu, einen Unterdruckbereich jenseits der Prallplatte 8 zu vermeiden, der den Wirbelstrom stören könnte.The mouthpiece has support members 7 on its end, which reverberate a disc-shaped baffle 8, which consists of conductive or semiconducting material and has a sharp outer edge. The baffle plate 8 is upstream just before the exit plane of the diffuser 14 arranged. The sharp edge 19 of the baffle plate is from the inner surface of the diffuser 14 through an annular gap radially separated. A suitably shaped nose 15 is attached to the outer surface of the baffle plate 8. In operation of the The atomizer head meets the axial air flow, which contains powder, exiting from the mouthpiece 6 on the Baffle plate 8 and is thereby transformed into a flat, radially outflowing flow shield. Simultaneously the high pressure air flows through the channel 3 into the annular chamber 12 and from there over the tangential Passages 13 in the swirl chamber 16 and creates a whirling rotating gas layer, which is along the conically widening surface of the diffuser 14 and moved by the centrifugal force in the immediate Is kept close to this area. Just before the rotating gas layer passes the outer end of the diffuser 14 leaves, it encounters the powder particles containing, formed by the baffle plate 8, flowing out radially Flow shield. The powder particles are due to the action of the high voltage electrode Flapper 8 fully charged to the desired potential. The smoothed nose 15 is used to one To avoid negative pressure area beyond the baffle plate 8, which could disrupt the eddy current.

In einer Grundausführung besitzt die erfindungsgemäße Zerstäuberdüse folgende Hauptabmessungen:In a basic version, the atomizer nozzle according to the invention has the following main dimensions:

Durchmesser des rohrförmigen MundstückesDiameter of the tubular mouthpiece

6:6 mm; Innendurchmesser des Diffusors 14 an seinem engen Ende: 10 mm6: 6 mm; Inner diameter of the diffuser 14 at its narrow end: 10 mm

Innendurchmesser des Diffusors 14 an seinemInner diameter of the diffuser 14 at his

Austaßende: 42 mmOutlet end: 42 mm

axiale Länge des Diffusors 14:28 mmaxial length of the diffuser 14:28 mm

axiale Länge des Mundstückes 6, das in den Diffusor hineinragt: 10 mmaxial length of the mouthpiece 6, which protrudes into the diffuser: 10 mm

axialer Abstand vom Ende des Mundstückes 6 zur Oberfläche der Prallplatte 8:10 mmaxial distance from the end of the mouthpiece 6 to the surface of the baffle plate 8:10 mm

Durchmesser der Prallplatte 8:26 mmDiameter of the baffle plate 8: 26 mm

Durchmesser der Drallkammer 16:10 mm.Swirl chamber diameter 16:10 mm.

Es sind 4 tangentiale Durchgänge 13 von je 2 mm Durchmesser vorgesehen. Der Leiter 5 ist mit einem Hochspannungsanschluß eines elektrostatischen Generators verbunden, dessen Spannung von 30 bis 90 KV verändert werden kann. Die Konzentration des Pulvers in dem Luftstrom, der von dem axialen Zufuhrrohr 2 abgegeben wird, liegt bei 10 Gramm/Liter Luft, auf Normalbedingungen bezogen.There are 4 tangential passages 13 of 2 mm each Diameter provided. The conductor 5 is connected to a high voltage connection of an electrostatic generator connected, the voltage of which can be changed from 30 to 90 KV. The concentration of the powder in the air flow discharged from the axial supply pipe 2 is 10 grams / liter of air Related to normal conditions.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Atomizer head on an electrostatic applicator for powder with one the powder leading mouthpiece and a deflecting device arranged transversely to its axis for generating a radially directed powder flow, as well as one arranged upstream of the mouthpiece outlet Swirl chamber, consisting of a coaxially aligned with the mouthpiece and with at least one Feed line for an auxiliary gas stream provided, annularly delimited space, characterized in that that the swirl chamber (16) is followed by a diffuser (14) and that the Deflection device is designed as a baffle plate (8), which is located downstream at a distance from the Austrius plane of the Mouthpiece (6) and upstream just before the exit plane of the diffuser (14).

2. Atomizer head according to Claim 1, characterized in that a smoothed nose (15) made of insulating material is arranged on the baffle plate (8) on the side facing away from the inflow side.