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"Verfahren und-Vorrichtung zur Aufladung von Partikeln in einem elektrostatischen
Feld" Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Aufladung von Partikeln
in einem elektrostatischen Feld, wie dies beispielsweise zum elektrostatischen Farbspritzen
oder zur Gasreinigung Anwendung finden kann.
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Bisher hat man Verfahren und Vorrichtungen zur Äuflagung von Partikeln
in einem elektrostatischen Beld so betrieben, daß die Elektroden mit Gleichspannung
beaufschlagt waren, Nachteilig war dabei, daß die Aufladung der Partikel nur bis
zu einer gemissen Höhe möglich war. Der Aufwand an Energie zwischen den Elektroden
und die aufgebrachte Ladung auf den Partikeln ergab einen relativ schlechten Wirkungsgrad.
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Die Erfindung hat sich Ilunmehr die Aufgabe gestellt, bei einer bestimmten
Größe der angelegten elektrostatischen Spannung eine höhere Ladung; auf den Partikeln
zu erzeugen, Das Verfahren nach der Erfindtg bedient sich dabei eines
elektrostatischen
Feldes, bei dem die Partikel zwischen den -Elektroden eine Strecke durchlaufen,
die mit Hochspannungsirlpulsen gespeist werden.
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Die Impulsfolgefrequenz kann dabei variab'I. sein0 Es besteht auch
nach der Erfindung die Möglichkeit die Impulsform und die Amplitude zu variieren,
Man kann nach der Erfindung auch so vorgehen, daß die Impulsgrößen nach den stofflichen
und physikalischen Gegebenheiten der Partikel einstellbar, sind0 Beispielsweise
kann bei einem Partikel, welches aus Kunststoff besteht und auf der Oberfläche relativ
wenig leitend ist, die Impulsgröße anders eingestellt; sein, als dies beispielsweise
bei einem Partikel der Fall ist, welches eine relativ gut leitende Oberfläche besitzt,
Man kann nach der Erfindung das Verfahren auch so abwandeln, daß eine Voraufladung
mit relativ niedriger Hochspannung erfolgt und anschließend eine Impulsaufladung
Anwendung findet Auf diese Weise wird eine noch höhere Aufladung erzielt, da die
Partikel bereits als Ladungsträger auf die Aufnahme der Hochspannungsaufladung eingestellt
sind.
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Man kann das Verfahren zweckmäßigerweise zum elektrostatischen Farbspritzen
verwenden Es besteht; aber durchaus ach die Möglichkeit das Verfahren zum Gasreinigen
oder aber zu anderweitiger Aufladung von Partikeln, beispielsweise in der Strahlungsw
technik anzuwenden.
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Das Verfahren hat den geoßen Vorteil, daß gegeber den bisher bekannten
Aufladungsverfahren eine wesentlien höhoro Aufladung
stattfindet,
da durch die Impulse, beim Durchlauf des Feldes, jeweils eine immer weitergehende
Aufladung der Partikel stattfindet0 Es ist anzunehmen, daß die relativ hohe erzielbare
elektrische Aufladung der Partikel in das.Randgebiet der Stoßjonisation hineinspieltO
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann nach der Erfindung so gestaltet
sein, daß der Impuls erzeuger aus Transformator, Gleichrichtern und Impulsform beeinflußenden
Mitteln besteht und die Impulse über Kabel den Elektroden zugeführt werden Die technischen
Mittel zur Erzeugung der Impulse sind hinreichend bekannt, desgleichen auch Impulsform
beeinflussende Mittel, die bereits in anderen Bereichen der Elektrotechnik weitgehend
zum Stand der Technik gehören, Man kann bei der Gestaltung der Vorrichtung nach
der Erfindung auch so vorgehen, daß der Impuls erzeuger aus einem Transformator
betseht, an den eine Hochspannungszuführung zur Elektrode anschließt, derart, daß
die Hochspannungs zuführung den Impulserzeuger z.B. in Form von Gleichrichtern und
Impulsform beeinflußenden Mitteln aufnimmt. Diese Ausführungsform hat den besonderen
Vorteil, daß die Bauteile relativ eng an die Elektrode angefügt sind, so daß Verluste
der Hochspannungsübertragung vermieden werden0 Man kann auch so vorgehen, daß die
Impulserzeuger und die Impulsform beeinflußenden Mittel am Ende der Hochspannungszuführung
angeordnet
sind0 Dabei lassen sich diese auch in einem Handstück anordnen, so daß die Elektrode
von der Hand führbar ist; und bestimmen kann, wo das Hochspannungsfeld zwischen
den Elekt@oien auftreten soll. Eine solche Vorrichtung hat auch noch den Vorteil,
daß eine weito@@ Kompaktierung der und Teile stattfindet und elne Spoisung des Impulsorzengers
der Impulsfo@m beeinflußenden Mittel durch Gleichspannung im Handgriff erfolgen
kea. Wenn man diese Vorrichtung mit einer tragbaren Spannungsquelle speißt, kann
man eine Vorrichtung schaffen, in der eine warliweise bequeme Führung des Hochspannungsfeldes
von Hand aus gegeben ist. Dies kann insbesondere bei handbetriebenen elektrostatischen
Spritzanlagen von Vorteil sein.
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Man kann bei besonderen Schaltungen auch noch im Strompfad dämpfende
Schaltmittel anordnen, so daß beispielsweise eine willkürliche Entladung beispielsweise
durch Kurzschluß weitgehend dämpfbar ist.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung nach
der Erfindung ist die, welche eine Voraufladung und eine nachfolgende Impulsaufladung
anwendet Man kann dabei so vorgehen, daß die Voraufladung beispielsweise durch eine
getreue te Elektrode vorgenommen wird, an die beispielsweise nur ein KV anschließbar
ist, Es besteht jedoch auch noch die Möglichkeit in diesem Falle, die Voraufladung
der Partikel bereits in der Zuführvorrichtung der Partikel vorzunehmen0 In weiterer
Entwicklung der Vorricht@ng besteht auch die Möglichkeit für Voraufladung und Impulsaufladung
gemeinsame
Elektroden anzuwenden.
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Die Erfindung ist in den beiliegenden Skizzen schematisch dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Erfindung mit Impulserzeuger
in einem getrennten Gehäuse, Fig. 2 eine schematische Darstellung der Bauweise der
Erfindung mit einem Impulserzeuger im Hochspannungskabel vornehmlich an dessen Ende,
Fig, 3 eine Vorrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung, bei der
der Impulserzeuger in einem Handstück untergebracht ist, Fig. 4 eine Vorrichtung
nach der Erfindung mit Impuls erzeuger ixnd mit Voraufladung an einer getrennten
Elektrode In Figur 1 ist der Impulserzeuger nach der Vorrichtung der Erfindung in
einem Gehäuse 1 untergebracht, welches einen Transformator 2, Gleichrichter 3 und
Impulsform beeinflussende Mittel 5 enthält. An das Gehäuse 1 ist d-as Hochspannungskabel
6 angeschlossen, welches die Impulse zur Elektrode 7 leitet 0 Aus der Fig0 1 ist
auch zu erkennen, daß zwischen der Elek-trode 7., die am Hochspannungskabel sitzt
und- der Elektrode 8, welche-geerdet-sein kann, 4er:Partikelstrom 9 zwischen den
Elektroden 7 und 8 hindurchströmen kann, so daß die Partikel elektrostatisch aufgeladen
werden Nach der Bauweise der Fig. 2 ist im Gehäuse 17 nur der Transuntergebracht
formator 2 welcher seine Wechselazpannung an ein Zuführungskabel 18 abgibt, in dem
am vorderen Ende z.b. Gleichrichter 4 sitzen, welche Impulse an die Elektrode 7
abgeben. Die Elektrode
8 mit dem Transformair 2 verbunden und kann
geerde-t sein, In dem Beispiel nach Fig. 2 wird der Partikelstrom 9, welcher zwischen
den Elektroden 7 und 8 hindurchströmt, ebenfalls elektrostatisch aufgoladen.
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In einem weiteren Beispiel nach Fig. 3 ist der Impulserzeuger 12
und die Impuls beeinflussenden Mittel 13 in einem Handstück 10 untergebracht0 Am
vorderen Ende des Handstückes 10 sitzt die Elektrode 7, die mit Impulsen gespeist
wird0 Der Elektrode 7 steht wiederum wie in den vorhergehenden Beispielen die Elektrode
8 gegenüber, welche geerdet sein kann und welche mit dem Impulserzeuger 12 verbunden
ist. Das Handstück 10 wird aus einer Gleichspannungsquelle 11 gespeist, die auch
aus einem tragbaren Akkumulatoc bestehen kann0 Der Partikelstrom 9 ist wieder mit
einem Pfeil eingezeichnet0 Nach Fig0 4 arbeitet; die Vorrichtung so, daß im Gehäuse
17 nur der Transformator 2 angeordnet ist, der auch im Beispiel Fig0 1 und 2 aus
einer Netzquelle 19 gespeist wird. Der Transform «r 2 gibt seine Spannung über ein
Kabel 18 an den Impulserzeuger 4, z.B. in Form von Gleichrichtern ab, welche wiederum
die Impulse an die Elektrode 7 liefern, Die Elektrode 7 steht einer meist geerdeten
Elektrode 8 gegenüber, die mit dem Transformator 2 verbinden ist Beim Ausführungsbeispiel
nach Fig0 4 ist im Gehäuse 17 noch ein getrennter Gleichspannungserzeuger 14 vorgesehen,
der seine Spannung er die Leitung -16 der EleL-trode 15 zur Verfügung stellt, Die
Elektrode 15 dient als Voranfladungselektrode, welche beisp:ielsweise mit; 1 - 3
KV aufgeladen sein kann. Auf diese Weise können die Partikel im Strom 9
voraufgeladen
werden. Die Hauptaufladung erfolgt jedoch mit den Impulsen, welche von der Elektrode
7 zur Elektrode 8 wandern.
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Die Impulsform kann einesteils aus einer halben Sinuswelle bestehen,
jedoch ist es durchaus möglich auch Rechteckimpulse zu verwenden.
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In einem besonderen Ausführungsbeispiel können aber die Impulse auch
relativ hohe apitze Amplituden aufweisen, was in der Praxis eine besonders hohe
Aufladung der Partikel erzielen läßt.
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Man kann nach der Erfindung auch so voegchen, daß eine automatische
Einstellung der Im,pulsgrößen, durch besondere Vorrichtungen im Impulsgeber ode
@ aber mit Hilfe von Impuls beeinflussenden Mitteln vorgenomme7l wird.