DE2217865B2 - Elektrostatische Spruehpistole zum Auftragen von partikelfoermigem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Sprühpistole zum Auftragen von partikelförmigem Material mit einer Zuführleitung für den das Material führenden Trägergasstrom zur Düse, einer Zufuhrleitung für den Zusatzgasstrom zum Verwirbelungsraum in der Düse, einer Elektrode zur elektrostatischen Aufladung des partikelförmigen Materials mit einer Hochspannungsanschlußleitung und einer Vorrichtung aus zwei durch einen Stellhebel nacheinander in vorbestimmter Zuordnung geschalteten pneumatischen Ventilen zum Steuern des das Material führenden Trägergasstromes und zum Schalten der Hochspannung an die Elektrode.

Aus der DE-OS 18 14 809 ist eine elektrostatische Sprühpistole mit einer Zufuhrleitung für den das Material führenden Trägergasstrom und einer Zufuhrleitung für einen Zusatzgasstrom zum Verwirbeln des Trägergasstromes bekannt. Diese Sprühpistole ist ferner mit zwei pneumatischen Ventilen zum Steuern des Trägergasstromes und zum Schalten der Hochspannung an die Elektrode versehen, die nacheinander in vorbestimmter Zuordnung durch einen Stellhebel betätigt werden.

Diesem Stand der Technik gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die pneumatische Steuerung einer solchen elektrostatischen Sprühpistole hinsichtlich ihrer Betriebssicherheit und ihrer Schnelligkeit des Ansprechens zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das erste Ventil in der Zufuhrleitung für den Zusatzgasstrom zur Steuerung desselben liegt und daß die Zufuhrleitung für den Zusatzgasstrom mit dem zweiten Ventil über eine Eingangsdrossel, die in einen Ventilraum mündet, ständig verbunden ist, daß der Ventilraum eine verschließbare Entlüftungsöffnung aufweist und über eine Leitung mit einer bei Verschluß der Entlüftungsöffnung betätigten pneumatischen Schalteinrichtung in Verbindung steht, der eine weitere pneumatische Schalteinrichtung zur Steuerung des das partikelförmige Material führenden Trägergasstromes und ein elektrischer Schalter zum Anlegen der Hochspannung an die Elektrode nachgeordnet sind.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert in der

ίο Fig. 1 schematisch eine Sprühpistole zusammen mit den für ihre Betätigung erforderlichen Einrichtungen zeigt

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Sprühpistole.

Fig.3 zeigt eine Ansicht längs der Linie 3-3 von Fig.Z

F i g. 4 zeigt in Form eines Strömungsdiagrammes die pneumatische Steuerung der Sprühpistole. Die Anlage nach F i g. 1 umfaßt eine pneumatische Steuereinrichtung 11, sowie einen Behälter 12, der pulverförmiges Material 13 enthält. Eine Pumpe 14 liefert einen Gasstrom, in welchem das partikelförmige Material 13 verteilt ist, durch ein Rohr 15 zu einer Sprühpistole 16, in der das Material elektrostatisch aufgeladen und verteilt wird. Eine Zufuhrleitung 17 ist mit der Sprühpistole 16 verbunden, um einer Elektrode 40 an der Stirnseite der Sprühpistole eine hohe Spannung aus einer Spannungsquelle 18 und Druckgas aus der Steuereinrichtung 11 zuzuführen, um dem partikalförmigen Material eine wirbelnde Bewegung zu erteilen, wenn es aus der Sprühpistole 16 ausgestoßen wird. Innerhalb der Zufuhrleitung 17 ist eine Leitung 19 angeordnet, um aus der Sprühpistole 16 einen kleinen regulierten Anteil des durch die Zufuhrleitung 17

zugeführten Gases zu der Steuereinrichtung 11 zurückzuführen. Es ist ferner eine Koppeleinrichtung 20 vorgesehen, um aus der Spannungsquelle 18 über einen Draht 21 eine hohe Spannung anzulegen und um die Leitung 19 in die Zufuhrleitung 17 einzuführen, ohne daß in der letzteren ein Verlust an Druckgas entsteht.

Der Behälter 12 hat einen porösen Boden 24, der die obere Wand einer Luftkammer 25 über dem Boden 26 des Behälters 12 bildet. Das Material 13 wird über dem Boden 24 eingefüllt. Im Betrieb wird Druckgas aus der

■»5 Steuereinrichtung 11 über einen Druckregler 28 in eine Luftkammer 25 eingeleitet. Das Druckgas strömt nach oben durch den porösen Boden 24 und bringt das pulverförmige Material 13 in fließfähigen Zustand. Die Pumpe 14 ist hängend an einem abnehmbaren Deckel 29

so des Behälters 12 befestigt. Die Pumpe ist eine Venturi-Pumpe, die durch Druckgas betätigt wird, das aus der Steuereinrichtung 11 über eine Leitung 30 zugeführt wird. Aus der Steuereinrichtung 11 wird ferner wahlweise Druckgas über eine Leitung 31

zugeführt, um Materialreste zu entfernen.

In den F i g. 2 und 3 ist die Sprühpistole 16 im Detail dargestellt. Sie besteht aus einem Lauf aus isolierendem Material, der in einer auswechselbaren Düse 35 endigt, einem Stellhebel 36, sowie Ventilen 37 und 38, die durch den Stellhebel 36 betätigt werden. Das fließfähige Material 13 wird durch das Rohr 15 in die Düse 35 eingespeist. Das der Düse 35 zugeführte Material strömt durch eine metallische Hülse 39 und an einer Elektrode 40 vorbei, die in einem zugespitzten Ende 41 endigt, während das Material aus der Düse 35 ausgestoßen wird. Der Hochspannungsdraht 21, der von der Spannungsquelle 18 kommt, verläuft durch das Rohr 7 und ist über einen Strombegrenzungswiderstand 42 an

die metallische Hülse 39 angeschlossen, die ihrerseits elektrisch mit der Elektrode 40 verbunden ist. Während das Material an der Elektrode 40 vorbeiströmt, wird es durch die Hochspannung der Spannungsquelle 18 aufgeladen, wobei die Spannung in der Giößenordnung ; von etwa 60 bis 80 kV liegen kann.

Wenn der Stellhebel 36 gezogen wird, um die Sprühpistole 16 zu betätigen, wird ein Ventilelement 43 im ersten Ventil 37 gegen eine Feder 44 gedrückt, wodurch eine regulierte Menge Druckgas aus der Zufuhrleitung 17 durch eine Kammer 45 und eine Kammer 46 innerhalb der Sprühpistole 16 zu einem Kanal 47 strömt Der Kanal 47 ist über Kanäle 48 und 49 mit einer Kammer 50 verbunden. Durch eine Vielzahl von Kanälen 51 in der Düse 35 wird Luft aus der ii Kammer 50 gegen das partikelförmige Material gerichtet, während dieses aus der Düse 35 ausgestoßen wird, um diesem Material eine kreisende oder wirbelnde Bewegung zu erteilen.

Das Ventil 37 ist so gestaltet, daß es teilweise öffnet, ehe das Ventil 38 betätigt wird. Das heißt wenn das Ventil 37 nur zum Teil geöffnet ist wird nur das Verwirbehingsgas aus der Düse 35 ausgestoßen.

Wie in Fig.4 gezeigt ist wird das aus der Zufuhrleitung 17 in die Kammer 46 bei dem Ventil 37 geleitete Gas auch durch eine Röhre 54 zu dem Ventil 38 geführt Das Ventil 38 hat eine Eingangsdrossel 55, die die Röhre 54 mit einem Ventilraum 56 verbindet der durch eine Entlüftungsöffnung 57 mit der Atmosphäre verbunden ist Die Eingangsdrossel 55 ist insofern einer jo Venturi-Düse ähnlich, als ein Druckabfall proportional zur Gasströmung in ihr auftritt Solange der Stellhebel

36 unbetätigt ist, strömt eine kleine Menge Gas durch die Drossel 55 und die öffnung 57 in die Atmosphäre, wodurch sich im Ventilraum 56 nur ein geringer j> Gasdruck einstellt. Wird der Stellhebel 36 um ein vorgegebenes Stück gedrückt und nachdem das Ventil

37 um ein vorgegebenes Maß geöffnet ist, wird die Entlüftungsöffnung 57 geschlossen, um den Gasdruck im Ventilraum 56 2u erhöhen und um über die Leitung 19 4u den erhöhten Druck an die pneumatische Steuereinrichtung 11 zu legen, wodurch die Pumpe 14 und die Spannungsquelle 18 in Tätigkeit gesetzt werden. Der erhöhte Druck wird in der Leitung 19 auch dann aufrechterhalten, wenn der Stellhebel 36 weiter gedrückt wird, um den Strom des Verwirbelungsgases durch das Ventil 37 zu erhöhen.

Wenn der Stellhebel 36 freigegeben wird, wird die Entlüftungsöffnung 57 im Ventil 38 geöffnet, um den Gasdruck in der Leitung 19 zu reduzieren, ehe das Ventil 37 vollständig geschlossen wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Verwirbelungsgas der Sprühpistole 16 solange zugeführt wird, bis die Zufuhr des partikelförmigen Materials aufgehört hat. Wenn die Entlüftungsöffnung 57 offen ist, saugt das Gas, das durch die Eingangsdrossel 55 strömt, Gas aus der Leitung 19 an, um die Ansprechzeit herabzusetzen, die notwendig ist, die Pumpe 14 und die Spannungsqueile 18 abzuschalten. Die Steuereinrichtung U kann ferner dazu benutzt werden, das Abschalten der Spannungsquelle 18 zu verzögern, bis die Pumpe 14 ausgeschaltet ist und kein weiteres Material aus der Sprühpistole 16 ausgetragen wird.

In Fig.4 ist die pneumatische Steuereinrichtung 11 im Detail dargestellt Druckgas aus einer üblichen nicht-gezeigten Quelle wird über ein handbetätigtes Ventil 60 und einen Hauptdruckregler 61 einer Gasspeiseleitung 62 zugeführt Der Druck in der Leitung 62 kann durch ein Manometer 63 angezeigt werden. Aus der Leitung 62 strömt Gas mit geregeltem Druck durch ein zweites Druckregelventil 28 zu der Luftkammer 25 im Behälter 12 und über einen weiteren Druckregler 64 zu der Zufuhrleitung 17, die mit der Sprühpistole 16 verbunden ist Ein Manometer 65 ist vorgesehen, um den Gasdruck des aus der Zufuhrleitung 17 der Sprühpistole 16 zugeführten Gases zu messen.

Die Leitung 19 verbindet das Ventil 38 in der Sprühpistole 16 mit einem Ventil 66. Wenn der Gasdruck in der Leitung 19 eine vorgegebene Höhe erreicht wird ein Kolben 67 bewegt um das Ventil 66 zu öffnen, wodurch die Leitung 62 mit einer Leitung 68 verbunden wird. Das Ventil 66 ist schematisch in seiner einfachsten Form dargestellt und es kann eine HilfsÖffnung 70 haben, um seine Empfindlichkeit zu erhöhen. Mit Hilfe der öffnung 70 kann die Ansprechzeit des Systems verbessert werden und sie kann ferner dazu dienen, den Betätigungsteil des Ventiles 66 vor zu hohem Druck zu schützen, der evtl. in der Leitung 19 entstehen kann.

Die Ausgangsleitung 68 des Ventiles 66 ist parallel an einen druckempfindlichen Schalter 71 und an einen druckempfindlichen Schalter 72 angeschlossen. Bei Betätigung des Stellhebels 36 wird das Ventil 66 geöffnet und das Druckgas aus der Leitung 62 strömt in die Leitung 68, wodurch der Schalter 71 geschlossen wird, um die Spannungsquelle 18 umzuschalten, wodurch über den Draht 21 eine Hochspannung an die Elektrode 40 in der Düse 35 angelegt wird. Das Druckgas in der Leitung 68 öffnet ferner ein Ventil 72, so daß Gas aus der Leitung 62 über einen Druckregler 73 in eine Leitung 74 strömt. Die Leitung 74 ist über ein Ventil 75 und ein Ventil 76 an die Leitung 30 angeschlossen, durch die Arbtitsgas zu der Pumpe 14 geführt wird. Die Pumpe 14 hat eine Düse 77, die in einer vertikalen Kammer 78 angeordnet und an die Gasspeiseleitung 30 angeschlossen ist. Die Düse 77 ist auf eine öffnung 79 mit verringertem Durchmesser in einem vertikalen Rohr 80 gerichtet Die Düse 77 hat einen kleineren Durchmesser als die öffnung 79. Wenn das Gas die Düse 77 verlassen hat, expandiert es in dem Rohr 80 und strömt durch das Rohr 15 zur Sprühpistole 16. Durch die Expansion des Gases entsteht ein Druckabfall in der Kammer 78, wodurch das fließfähige Material 13 aus dem Behälter 12 durch eine im wesentlichen senkrechte Röhre 81 nach oben in die Kammer 78 angesaugt wird. In der Kammer 78 wird das fließfähige Material durchgemischt und strömt zusammen mit Luft aus der Düse 77 durch das Rohr 78 in das Rohr 15. Wenn der Stellhebel 36 freigegeben wird, um das Aufsprühen des Materials zu beenden, öffnet das Ventil 76, um das Rohr 30 zur Atmosphäre zu entlüften. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Strömung des Materials zu der Sprühpistole 16 sofort aufhört.

In der pneumatischen Steuereinrichtung 11 ist ein handbetätigtes Ventil 82 vorgesehen, um Materialreste aus der Pumpe 14, dem Rohr 15 und der Sprühpistole 16 auszublasen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrostatische Sprühpistole zum Auftragen von partikelförmigem Material mit einer Zuführleitung für den das Material führenden Trägergasstrom zur Düse, einer Zufuhrleitung für den Zusatzgasstrom zum Verwirbelungsraum in der Düse, einer Elektrode zur elektrostatischen Aufladung des partikelförmigen Materials mit einer Hochspannungsanschlußleitung und einer Vorrichtung aus zwei durch einen Stellhebel nacheinander in vorbestimmter Zuordnung geschalteten pneumatischen Ventilen zum Steuern des das Material führenden Trägergasstromes und zum Schalten der Hochspannung an die Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (37) in der Zufuhrleitung (17) für den Zusatzgasstrom zur Steuerung desselben liegt und daß die Zufuhrleitung (17) für den Zusatzgasstrom mit dem zweiten Ventil (38) über eine Eingangsdrossel (55), die in einen Ventilraum (56) mündet, ständig verbunden ist, daß der Ventilraum (56) eine verschließbare Entlüftungsöffnung (57) aufweist und über eine Leitung (19) mit einer bei Verschluß der Entlüftungsöffnung (57) betätigten pneumatischen Schalteinrichtung (66) in Verbindung steht, der eine weitere pneumatische Schalteinrichtung (72) zur Steuerung des das partikelförmige Material führenden Trägergasstromes und ein elektrischer Schalter (71) zum Anlegen der Hochspannung an die Elektrode (40) nachgeordnet sind.