DE2036279A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abstoßen von Teilchen von einer Unterlage - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Abstoßen von Teilchen von einer Unterlage Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abstoßen von pulverförmigen oder flockigen oder granulierten oder körnigen Teilchen von einer Unterlage. Solche Teilchen sind z. B. Pulver, Mehl, Sand, Flocken und flockenartige Abfälle von Textilien, Staub und dergl. Auch. können durch Abstoßen auf die gleiche Weise dünne Folien aus Metall oder metallisierten Stoffen fortbewegt oder transportiert werden.
• Um von Unterlagen irgendwelcher Art derartige kleine und kleinste Teilchen entfernen oder fortbewegen zu können, ist es bekannt, Vibratoren oder Einrichtungen mit eingebauter Unwucht, Vorrichtungen mit Schall- oder Ultraschallschwingungen oder andere Schwingungserzeuger zu verwenden. Die bekannten Vorrichtungen sind jedoch in vielen Fällen wenig brauchbar1 oder sie haben einen viel zu geringen Wirkungsgrad, oder sie können nicht für beliebige Teilchen verwendet werden.
• Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung werden nun im Gegensatz zu den bisherigen Methoden die auf einer Isolierunterlage liegenden Teilchen in einem elektrischen Wechselstromfeld durch Gegenelektroden hindurch hochgewirbelt, sodaß dadurch die Unterlage von den Teilchen befreit wird. Das Hochwirbeln wird verbessert und verstärkt, wenn an Stelle eines reinen Wechselstromfeldes ein EQeichstromüberlagertes, pulsierendes Wechselstromfeld verwendet wird und die Teilchen durch mindestens eine Gegenelektrode hindurch geschleudert werden. Dabei gelangen sie frei nach außen oder sie werden von einem Auffangelement aufgefangen.
• Die zur Durchftihrung des Verfahrens erforderlichen Vorrichtungen sind einfach in ihrem Aufbau und können je nach Bedarf verschieden ausgebildet seine So besteht beispielsweise die Isolierunterlage aus platten- oder bandförmigem Kunststoff, oder sie ist ein isolierendes Trans portband oder ein Isolator oder dgl. An ihrer den Teilchen gegenüberliegenden Unterseite ist die eine Elektrode und auf der den aufliegenden Teilchen zugekehrten Seite in Abstand hiervon die Gegenelektrode angeordnet0 Die letztere kann gitter- oder rosts oder drehtförmig ausgebildet sein.
• Da die auf der Isolierunterlage aufgelegten Teilchen einem Wechselstromfeld ausgesetzt werden, werden sie unter Überwindung der Adhäsionskräfte hochgewirbelt und gelangen durch die Gegenelektrode hindurch nach außen. Auf diese Weise läßt sich Z. Bo eine Unterlage von Staub oder anderen Teilchen, wie z. B. Flocken, befreien oder es werden gn= dere Teilchen oder auch dünne Folien fortbewegt.
• Es ist auch möglich, pulverförmige Teilchen, wie z. B. Farbpulver, aufzulegen und gegen eine im Abstand hiervon angeordnete Oberfläche zu wirbeln. Dort können sie haften bleiben, sodaß mit einfachen Mitteln dünne Überzüge z. B. aus Farbe oder feinem Sand oder anderen granulierten Stoffen usw. herstellbar sind. Zur Unterstützung des Festhaftens kann die damit zu bedeckende Fläche noch zusätzlich erwärmt oder erhitzt oder-mit Klebstoffen versehen sein.
• Neuartige, einheitliche und einwandfreie Überzüge auf irgendwelchen Unterlagen oder Oberflächen werden dadurch erhalten. Es können aber auch Sand- oder Schmirgelpapiere oder dgl. hergestellt werden.
• Um die Wirkung zu erhöhen, ist es ferner zweckmäßig, die Isolierunterlage nicht nur einem Wechselstromfeld in Höhe von z. B. bis zu 20 kV und mehr auszusetzen, sondern noch zusätzlich eine Gleichstromspannung zuzuführen. Dies kann auf bekannte Weise z. B. mittels einer entsprechenden Kaskadenschaltung oder mit anderen*Mitteln geschehen. Dadurch werden auch die negativen Teile des sinusförmigen Wechselstromfeldes mit herangezogen. Das Abstoßen der auf der Unterlage aufliegenden Teilchen wird somit verstärkt.
• Unterstützt wird diese Wirkung durch das gleichzeitig dabei entstehende statische Feld, sowie außerdem durch dabei auftretende, dber die Sinuskurve des Wechselstroms besonders in deren Scheitelbereich hinausgehende, nadelartige Impulsspitzen, die-nach dem Scheitel der Wechselstromkurven zu steiler und größer werden und um so mehr in Erscheinung treten, je höher das Potential ist.
• Es ist zweckmäßig, die angelegten Spannungen in ihrer Höhe zu regeln, um sie dem jeweiligen Verwendungszweck anpassen zu können, so daß je nach der Stärke der aufliegenden Teilchen oder deren Größenordnung oder dem Werkstoff, aus dem die Teilchen bestedh, oder dem Verwendungszweck oder dergl. die beste Wirkung zu erhalten. Zur Spannungsregelung können übliche Schaltungen und Vorrichtungen verwendetwerden.
• Durch die Erfindung wird somit die Aufgabe gelöst, auf einfachste Art und Weise ein zuverlässiges und einwandfreies Abstoßen von irgendwelchen kleinen und kleinsten Teilchen zu bewirken, wobei dieses Abstoßen für beliebige Zwecke, so z. B. zur Erzeugung von Überzügen oder Bedeckungen oder zur Erzeugung von Bewegungen und dergl. zu verwenden isto Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.
• Hierbei zeigen Fig. 1 a einen Schnitt durch eine einfache Vorrichtung mit plattenförmiger Isolierunterlage Fig. 1 b einen Schnitt durch eine Vorrichtung wie in Fig. 1 a in abgeänderter Form, Fig. 2 die Sinuskurve des verwendeten Wechselstromes, Fig 3 die Sinuskurve eines mit Gleichstrom übers lagerten, pulsierenden Wechselstromes Fig. 4 - Figo 6 verschiedene Schaltbilder zur Erzeugung von Wechselströmen entsprechend Fig. 3, Fig. 7 den Schnitt durch ein Beispiel mit sich drehender Isolierunterlage, Fig. 8 den Schnitt durch ein Handgerät.
• Bei dem Beispiel nach Fig. 1 a besteht die Isoliert unterlage 1 aus einem platten- oder bandförmigen Kunststoff, auf dem die abzustoßenden Teilchen 4 in dünner Schicht aufgelegt sind oder sich darauf befinden. An der Unterseite der Isolierunterlage 1 ist die Elektrode 2 angelegt. Im Abstand über der Isolierunterlage 1 und den Teilchen 4 ist parallel hierzu die Gegenelektrode 3. angeordnet0 Sie ist blank und zO Bo als Gitter ausgeführt.
• An die Elektrode 2 und die Gegenelektrode 3 ist eine Wechselspannung in Höhe bis zu 20 kV und mehr angelegt.
• Die Elektrode 2 kann dabei je nach Bedarf geerdet sein und die Gegenelektrode 3 an Potential liegen oder umgekehrt. Beim Einschalten wird ein Wechselstromfeld erzeugt, wodurch die Teilchen 4 von der Isolierunterlage 1 abgestoßen und durch die gitterförmige Gegenelektrode 3 hindurch nach außen hochgeschleudert werden. Auf diese Weise läßt sich z. B. eine Unterlage von Staubteilchen oder flockenförmigen Abfällen befreien, wie sie beispielsweise bei der Bearbeitung von Faserstoffen, Textilien usw. entstehen.
• Bei einem reinen Wechselstromfeld im Sinne von Fig. 2 tritt also ein Durcheinanderwirbeln der Teilchen 4 auf.
• Unterstützt wird dies durch das Auftreten von sogenannten nadelförmigen Impulsspitzen, die durch den Oszillographen feststellbar und am Scheitelpunkt des Wechselstromes am häufigsten und stärksten ausgebildet sind (vergleiche Fig. 2).
• Wenn nun gleichzeitig eine zusätzliche Gleichstromkomponente hinzugefügt wird, wird die Sinuskurve des Wechselstromes angehoben, und ein leichstromüberlagertes pulsierendes Wechselstromfeld erhalten, das gleichzeitig auch durch den Gleichstromanteil eine statische Feldkomponente aufweist. Ein Beispiel einer derartigen Kurve ist aus Fige 3 ersichtlich. Mittels einer einfachen Diodenschaltung nach Fig. 4 mit einer Diode einem Koniensator b und gegebenenfalls einem Schutzwiderstand w läßt sich ein derartiges kombiniertes Feld erzeugen, wobei die Brde e in entsprechender Weise angelegt wird, je nach dem ob die Elektrode 2 an Brdeoder an Potential liegen soll.
• In vielen Fällen ist es zweckmäßig, das kombinierte Feld mit einem höheren Potential zu versehen, das mittels Kaskadenschaltungen mit mehreren Dioden a und mehreren Kondensatoren b in entsprechender Weise erzeugt werden kann. Ein oder zwei Schutzwiderstände w1 und w2 mit entsprechender Ohmzahl werden nach Bedarf hinzugefügtO Bei dem-Schaltbild nach Fig. 5 wird die doppelte Spannung und bei dem Schaltbild nach Figo 6 eine vierfache Potential= spannung im Sinne von Fig. 4 erhaltene Wenn die Frequenzerhöht werden sollte, wird nur die Zahl der Impulse größer, Bei dem Beispiel nach Fig. 1 b wird an Stelle einer blanken Gegenelektrode 3 eine Gegenelektrode 5 aus isolierten Drähten verwendet, die in geringem Abstand unmittelbar über dem Teilchen 4 Biegt, Wenn nun ein Wechselstromfeld mit Gleichstromanteil im Sinne von Fig. 3 angelegt wird, werden die Teilchen 4 sehr stark hochgewirbelt und abgestoßen, was durch den statischen Anteil des Feldes unterstützt und verstärkt wird, da die hochgewirbelten Teilchen 4 am Zurückfallen verhindert werden.
• Es ist nun ohne weiteres möglich, im Abstand von den isolierten Elektroden 5 eine weitere blanke und dünne, z. B. drahtförmige Elektrode 6 parallel hierzu anzuordnen, welche das gleiche Potential aufweist wie die isolierten Elektroden 5. Die Verbindung zwischen diesen beiden Elektroden 5 und 6 kann z. B. durch isolierte Verbindungselektroden 8 hergestellt werden.
• Im Abstand von der blanken Gegenelektrode 6 ist ferner ein Auffangelement 9 angeordnet, das je nach Bedarf verschweden ausgebildet sein kann. So ist es beispielsweise plattenförmig. Die hochgeschleuderten Teilchen 4 werden m~ul durch die Gegenelektrode 6 hindurch nach außen weggeschleudert und prallen auf das Auffangelement 9 auf. Ein Austreten von Teilchen 4 außerhalb des Auffangelementes 9 kann durch näher an dieses heranreichende außen liegendeX Gegenelektroden 7 unterbunden oder erschwert werden0 Je größer im übrigen der statische Feldanteil ist, desto weiter kann das Auffangelement 9 von den Gegenelektroden 6 entfernt sein. Wenn bei hohen Spannungen Schutzwiderstände eingebaut werden, sind die hochohmigen an die Gegenelektroden 6 angeschlossen.
• Durch das Auffangen der Teilchen 4 auf dem Auffangelement 9 lassen sich die verschiedensten Effekte erzielen.
• Dabei wird die Oberfläche des Auffangelementes 9 von den Teilchen 4 bedeckt, sodaß ein gleichmäßiger Überzug oder Beschichtung entsteht. Wenn die aufgeprallten Teilchen 4 auf dem Auffangelement 9 haften sollen, kann dessen Oberfläche z. B. noch zusätzlich erwärmt oder zuvor mit Klebstoff versehen werden. Es lassen sich also auf diese Weise beliebige Überzüge oder Bedeckungen auf beliebigen Flächen herstellen.
• Bei der Vorrichtung nach Fig. 7 ist die Isolierunterlage 1 schräg zur Senkrechten angeordnet und von einem sich drehenden zylinderförmigen Isolator 10 begrenzt, der teilweise huber die Isolierunterlage 1 hinaus ragt und sich im übrigen in einem Vorratsbehälter 11 befindet.
• Seine Oberfläche ist gezahnt oder gezackt. In dem Vorratsbehälter 11 befinden sich die abzustoßenden Teilchen 4, wie z. B. Farbpuder. Wenn nun der Isolator 10 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wird durch seine Oberfläche eine stets gleichbleibende Menge von Teilchen 4 nach außen vor die Isolierunterlage 1 gefördert, Dabei gelangen sie in das Feld zwischen der Elektrode 2 in Verbindung mit einer bogenförmigen Elektrode 12, die in Verlängerung der Elektrode 2 im Innern des Isolators 10 angebracht ist, und den Gegenelektroden Im Abstand von den letzteren ist die blanke dünne Gegenelektrode 6 gleichen Potentials angeordnet, welche senkrecht verläuft und sich dabei den Gegenelektroden 5 nähert.
• Die Schrägstellung ist nun 9o getroffen, daß die nach außen geförderten Teilchen 4 sich naoh unten gleichmäßig verteilen. Durch die Gegenelektrode 6 hindurch werden sie nach außen geschleudert und von dem im Abstand hiervon parallel angeordneten, plattenförmigen Auffangelement 9 aufgefangen und bilden darauf eine gleichmäßig dicke Schicht.
• Damit möglichst wenig Teilchen 4 nach außerhalb gelangen, ist die außen liegende Gegenelektrode 7 näher an das Auffangelement 9 herangezogen als die Gegenelektrode 6c Die Verbindungselektroden 8 sind wegen der Schrägstellung verschieden langO Die gesamte Vorrichtung kann in einem Gehäuse untergebracht sein, dessen Wandung mit aS bezeichnet ist.
• Während sich die Vorrichtung nach ig0 7 z0 Bo für großflächige auswechselbare Auffangelemente 9 eignet, wobei die erstere ortsfest sein kann, zeigt Figo 8 ein Beispiel einer kleineren Ausführung in Form eines Handgerätes. Der Aufbau ist im Prinzip der gleiche wie bei dem Beispiel nach Fig. 7. Die Isolierunterlage 1 ist also schräg gestellt und z. B. mit einem Handgriff 14 versehen. Auch die Anordnung der verschiedenen Elektroden ist die gleiche.
• Unterschiedlich ist dagegen die Zuführung der Teilchen 4.
• Der obere Teil der Isolierunterlage 1 und der Blektrode 2 sind nach außen abgewinkelt und der Vorratsbehälter 11 für die Teilchen 4 ist aufgesetzt. Die isolierten Elektroden 5 reichen durch einen Spalt bis in den Vorratsbehälter 11 hinein. Wenn nun das elektrische Feld erzeugt wird, werden die Teilchen 4 hochgewirbelt und durch den Spalt zwischen dem Vorratsbehälter 11 und der Isolierunterlage 1 nach außen geschleudert. Sin großer Teil der Teilchen 4 gelangt dabei entlang der Isolierunterlage 1 nach unten. Die Schrägstellung der Isolierunterlage 1 ist so gewählt, daß an Jeder Stelle der letzteren ein gleichmäBiges Erfassen und Hochwirbeln von Teilchen 4 gewährleistet wird. Der Abstand zu der Gegenelektrode 6 ist oben am größten und am unteren Ende der Isolierunterlage 1 am kleinsten. Auf das gegenüber der Gegenelektrode 6 angeordnete Auffangelement 9 gelangen also die Teilchen 4 in gleichmäßiger Verteilung.
• Mittels eines derartigen Handgerätes lassen sich somit beliebige feststehende Flächen so z. B. Wände oder Wandteile oder Platten oder körperliche Gegenstände irgendwelcher Art mit Ueberzügen oder Beschichtungen versehen, die Je nach den hierbei verwendeten Teilchen ganz verschieden sein können.
• Das Abstoßen im Sinne des angemeldeten Verfahrens ist somit vielseitig anwendbar und leicht durchführbar.

Claims (12)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Abstoßen von pulverförmigen oder flockigen oder granulierten Teilchen von einer Unterlage, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die auf einer Is6lierunterlage (1) liegenden Teilchen (4) in einem elektrischen Wechselstromfeld durch Gegenelektroden (3,4) hindurch hochgewirbelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r & h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Teilchen (4) in einem gleichstromüberlagerten, pulsierende Wechselstromfeld durch mindestens eine Gegenelektrode (5 oder 5,6) hindurch auf ein Auffangelement (9) geschleudert werden

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß an der den Teilchen (4) gegenüber liegenden Unterseite der in einem elektrischen Wechselstromfeld befindlichen Isolierunterlage (1) die eine Elektrode (2) und an der den aufliegenden Teilchen (4) zugekehrten Seite di Isolierunterlage (1) im Abstand hiervon die Gegenelektrode (3,5) angeordnet sind, die gitter- oder rost-oder drahtförmig ausgebildet sein kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß Gegenelektrode (5) isoliert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die isolierten Gegenelektroden (5) unmittelbar oder in geringem Abstand über den auf der Isolierunterlage (1) liegenden Teilchen (4) und im Abstand hiervon noch eine weitere nicht isolierte Gegenelektrode (6) - gleichen Potentials angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 - 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Abstand von der Gegenelektrode (3,) ein vorzugsweise geerdetes Auffangelement (9) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 - 6, d a d u r c h g e k en n z e i c h n e t, daß die außen liegenden Gegenelektroden (7) einen geringeren Abstand zu dem Auffangelement (9) hauben als die Gegenelektroden (6) gleichen Potentials.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die isolierten Gegenelektroden (5) durch isolierte Verbindungselektroden (8) mit der blanken Gegenelektrode (6) verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3 - 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Isolierunterlage (1) aus platten- oder bandförmigem Kunststoff oder ein isolierendes Transportband oder dgl. ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3 - 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Isolierunterlage (1) ganz oder teilweise ein sich drehender, auf seiner Oberfläche die Teilchen (4) aufnehmender, gezahnter oder gezackter zylinderförmiger Isolator (8) mit innenliegender bogenförmiger Elektrode (12) ist, der diPTeilchen (4) aus einem Vorratsbehälter (11) unter die Gegenelektroden (5) bringt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3 - 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein Teil der Isolierunterlage (1) mit der Elektrode (2) schräg abgewinkelt ist, der mit Unterstützung von isolierten Gegenelektroden (5) die Teilchen (4) aus einem Vorratsbehälter (11) unter die Gegenelektroden (5) bringt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Isolierunterlage (1) mit der Elektrode (2) und den Gegenelektroden (5) von dem Vorratsbehälter (11) aus schräg nach dem Auffangelement (9) und der Gegenelektrode (6) zu mit, kürzer werdenden Verbindungselektroden (8) verlaufen.