DE2264386C2

DE2264386C2 - Powder spray system - which enables a quickk change of powder colour

Info

Publication number: DE2264386C2
Application number: DE19722264386
Authority: DE
Inventors: Lane S. Elyria Ohio Duncan; Charles H. Lakewood Ohio Riedy; Simon Z. Lorain Ohio Tamny
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1971-11-02
Filing date: 1972-10-26
Publication date: 1982-04-22
Also published as: DE2264386A1

Abstract

An electrostatic powder spray system includes an electrostatic spray gun which is connected by a replaceable pneumatic hose to a flow passage which leads to a powder hopper via a powder metering block upon which the hopper is removably mounted. Air which passes through the metering block causes a low pressure area beneath the hopper and draws the powder into the flow passage whence it passes through the hose to the gun. A switch is included which controls not only the flow of air to the metering block but also the application of electrostatic charge to the powder, for which purpose an antenna is located at the outlet of the gun. A vibrator is located beneath the metering block to further control the feed of powder to the flow passage.

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Sprühpistole für die Pulverbeschichtung, der das Pulver pneumatisch zugeführt wird, die an ihrem Abgabeende es eine elektrostatische Ladeeinrichtung trägt und die einen elektrisch nicht leitfähigen Lauf mit einem Pulver-Kanal aufweist, der in einen sich zur Umgebung öffnenden, einen zentralen Leitkegel aufweisenden Trichter mündet, wobei Mittel zur Beeinflussung des Sprühkegels vorgesehen sind.The invention relates to an electrostatic spray gun for powder coating, which the powder is fed pneumatically, which carries an electrostatic charging device at its discharge end and which has an electrically non-conductive barrel with a powder channel that extends into one to the environment opening, a central cone having a funnel opens, with means for influencing the Spray cones are provided.

Die mit einer Sprühpistole zu beschichtenden Gegenstände variieren hinsichtlich ihrer Größe und Form, so daß es wünschenswert ist, den Sprühkegel an den jeweilig zu beschichtenden Gegenstand anpassen zu können. So ist es bei der Druckluft-Zerstä'ibung von flüssigen Beschichtungsmitteln bekannt, am Druckluft-Zerstäuberkopf mit speziell angebrachten Bohrungen die Strahlform zu regulieren und zu variieren.The objects to be coated with a spray gun vary in size and Shape, so that it is desirable to adapt the spray cone to the particular object to be coated to be able to. So it is with the compressed air atomization of liquid coating agents known on the compressed air atomizer head regulate and vary the shape of the jet with specially drilled holes.

Bei der Pulverbeschichtung ist es bekannt, die Adaption der Sprühpistole mit auswechselbaren Strömungsleitkörpern vorzunehmen oder aber den im Auslaß der Sprühpistole angeordneten Leitkegel zu verschieben.In the case of powder coating, it is known to adapt the spray gun with exchangeable flow guide bodies to make or to move the traffic cone arranged in the outlet of the spray gun.

In der DE-OS 19 54 813 ist eine Sprühvorrichtung mit stirnseitig verschlossenem Pulverkanal offenbart, bei der eine DQsenmuffe mit schrägstehenden Leitflächen über radial gerichtete, unbewegbare Austrittsöffnungen fur die Pulverpartikeln verstellbar ist, um durch eine Bündelung eine Anpassung an verschiedenartige Anwendungsbedingungen zu ermöglichen und insbesondere einen gleichmäßigen Förderstrom zu erzielen.In DE-OS 19 54 813 a spray device is with The powder channel closed at the end is disclosed, in which a nozzle sleeve with inclined guide surfaces Can be adjusted via radially directed, immovable outlet openings for the powder particles in order to be passed through a Bundling to enable adaptation to different application conditions and in particular to achieve a uniform flow rate.

Bei der aus der DE-AS 15 77 859 bekannten Anordnung ist es rjöglich, die Form des Sprühstrahles durch relative Verstellung eines Luftkammergehäuses gegenüber der zentralen Düsenöffnung zu beeinflussen. Bei der aus der DE-OS 20 33 951 bekannten Sprühpistole, die einen axis! gegenüber dem Auslaß verschiebbaren Leitkegel aufweist, ist dieser mit einer Feder in eine Stellung vorgespannt, in der er den Auslaß absperrt Je nach Viskosität und Druck der mit dieser bekannten Pistole zu versprühenden Flüssigkeit verschiebt sich der Leitkegel mehr oder weniger stark. Auf diese Weise findet eine Beeinflussung des Sprühkegels statt, und zwar in der Weise, daß er seine Form in Abhängigkeit von den Ausflußkenndaten der Flüssigkeit ändert Eine gezielte Änderung im Hinblick auf unterschiedliche Werkstücke ist daher allenfalls indirekt möglich.In the arrangement known from DE-AS 15 77 859, it is possible to change the shape of the spray jet by adjusting an air chamber housing relative to the central nozzle opening. In the spray gun known from DE-OS 20 33 951, the one axis! has relative to the outlet displaceable cone, this is with a spring in a Pre-tensioned position in which he shuts off the outlet according to the viscosity and pressure of the liquid to be sprayed with this known gun, the shifts Traffic cones more or less strong. In this way, the spray cone is influenced, and in such a way that it changes its shape depending on the outflow characteristics of the liquid Targeted changes with regard to different workpieces are therefore only possible indirectly.

Ändert man die Form des Sprühkegels in der bisher üblichen Weise, dann werden gleichzeitig und automatisch die Durchflußeigenschaften geändert, was sich beim Versprühen von Pulver sehr nachteilig auswirkt, denn die einhergehende Änderung der Pulvergeschwindigkeit verändert die elektrostatische Aufladung des Pulvers mit den bekannten Folgen.If you change the shape of the spray cone in the previous one usual way, then the flow properties are changed simultaneously and automatically, which is when spraying powder has a very detrimental effect, because the associated change in the powder speed changes the electrostatic charge of the powder with the known consequences.

Der Erfindung '.ag die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrostatischen Sprühpistole für die Pulverbeschichtung die Einstellvorrichtung für die Form des ausgestoßenen Pulverkegels so auszubilden, daß die Geschwindigkeit des ausgestoßenen Pulvers bei einer Verstellung der Kegelform im wesentlichen gleich bleibt.The invention is based on the object of an electrostatic spray gun for powder coating the adjustment device for the shape of the ejected powder cone to train so that the speed of the ejected powder remains essentially the same when the cone shape is adjusted.

Bei einer elektrostatischen Sprühpistole der eingangs genannten Konstruktion wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lauf stirnseitig und koaxial zum Pulver-Kanal mit einer Ausnehmung für einen darin bewegbaren Schieber versehen ist, welcher eine, den Pulver-Kanal fortsetzende axiale Bohrung aufweist,deren freies Endeden trichterförmigen Auslaß der Sprühpistole bildet und daß der Leitkegel axial unverschiebbar in dem Schieber gehalten und zusammen mit diesem gegenüber dem Pulver-Kanal bewegbar ist.In the case of an electrostatic spray gun of the construction mentioned at the beginning, this object is achieved according to the invention solved in that the barrel face and coaxial to the powder channel with a recess for a slide movable therein is provided, which has an axial bore continuing the powder channel having the free end of the funnel-shaped outlet the spray gun forms and that the guide cone is axially immovable in the slide and held together can be moved with this relative to the powder channel.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten dieser Lösung sind in den Unteransprüchen genannt.Further advantageous design options for this solution are mentioned in the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbei-The invention is described below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing

: spiel näher erläutert Es zeigt: game explained in more detail It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine elektrostatische Sprühpistole;F i g. 1 shows a longitudinal section through an electrostatic spray gun;

Fig.2 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch das Ende des Laufes der Pistole gemäß Fig. 1 und Fig.3 einen Ausschnitt aus Fig.2 im Bereich des Pulver-Auslasses.2 shows a cross-section on an enlarged scale through the end of the barrel of the pistol according to FIG. 1 and FIG. 3 a section from FIG. 2 in the area of the Powder outlet.

F i g. 1 zeigt eine elektrostatische Sprühpistole 12 mit einem Abzug 20, der zur Steuerung der Abgabemenge : dient Die Pistole weist einen Handgriff 21 auf, an dem ein Lauf 22 befestigt istF i g. 1 shows an electrostatic spray gun 12 with a trigger 20, which is used to control the delivery rate: The pistol has a handle 21 on which a barrel 22 is attached

In den Handgriff 21 ist ein Schlauch 30 eingeführt, durch den das zu versprühende Material zuströmt.A hose 30 through which the material to be sprayed flows is inserted into the handle 21.

Durch einen im Handgriff 21 vorgesehenen Kanal 32 führt eine Hochspannungsleitung 108 von einem Kabel 111 über eine Verschraubung 110 in die Pistole hinein.A high-voltage line 108 leads from a cable through a channel 32 provided in the handle 21 111 into the pistol via a screw connection 110.

In addition, in the handle in the area of the Trigger 20, a flow control valve 45 is provided. This normally open valve causes ber.n Actuate the trigger 20 that the material to be sprayed

: zur Pistole und durch sie hindurch gefördert wird.: is conveyed to and through the pistol.

Im Lauf 22 der Sprühpistole sind ein Pulver-Kanal 36 sowie zwei Längskanäle bzw. -bohrungen 37, 65 vorgesehen. Der Pulver-Kanal 36 bildet die Fortsetzung des Schlauches 30 für das zu versprühende Material; er ' durchsetzt den Lauf bis zu dessen Stirnfläche 100. Der Längskanal 37 nimmt einen Teil der Hochspannungsleitung 108 auf sowie einen elektrisch damit verbundenen Widerstand 105, dessen freies Ende elektrisch mit einer Elektrode 14 verbunden ist Die Elektrode 14 dient der Z elektrostatischen Aufladung des zu versprühenden ';': Pulvers.A powder channel 36 and two longitudinal channels or bores 37, 65 are provided in the barrel 22 of the spray gun. The powder channel 36 forms the continuation of the hose 30 for the material to be sprayed; he 'passes through the run up to the end face 100. The longitudinal channel 37 receives a portion of the high voltage line 108 and an electrically associated resistor 105, whose free end is electrically connected to an electrode 14, the electrode 14 serves the Z electrostatic charge to be sprayed of ';': Powder.

:V In dem Ausfühmngsbeispiel befindet sich am ff stirnseitigen Ende des Laufes 22 gemäß den F i g. 1 und 2 ' ein Außengewinde 67, auf das ein Mündungsstück 68 aus !Isoliermaterial aufgeschraubt ist Das Material ist !dasselbe wie das Material, aus dem der Lauf 22 gefertigt fist: V In the exemplary embodiment is on ff front end of the barrel 22 according to FIGS. 1 and 2 'an external thread 67, onto which a mouth piece 68 from The material is! The same as the material from which the barrel 22 is made fist

f\ Innerhalb des Mündungsstückes 68 befindet sich eine dieses durchsetzende Ausnehmung 71, in der ein !Schieber 70 bewegbar ist Auch dieser Schieber besteht laus Isoliermaterial. Er ist mit einer Gewindebohrung 73 !versehen, die sich in Richtung auf den Lauf 22 öffnet und J {koaxial zum Längskanal 65 des Laufes ausgerichtet ist. In die Gewindebohrung ist das freie Ende einer Stellschraube 66 eingeschraubt, die den Längskanal 65 in Richtung auf den Handgriff durchsetzt und außerhalb des Laufes mit einem geriffelten Knopf 75 versehen ist. Somit läßt sich der Schicher 70 innerhalb des /Mündungsstückes 68 durch Verschieben der Stellschraube 66 verschieben. f \ Within the mouth piece 68 is a recess 71 that passes through in which a! slide 70 is movable Also this slider is louse insulating material. It is provided with a threaded bore 73 which opens in the direction of the barrel 22 and is aligned coaxially with the longitudinal channel 65 of the barrel. The free end of an adjusting screw 66 is screwed into the threaded bore, which passes through the longitudinal channel 65 in the direction of the handle and is provided with a knurled knob 75 outside the barrel. The slider 70 can thus be displaced within the mouthpiece 68 by moving the adjusting screw 66.

Der Schieber 70 wird von einer Axialbohrung 80 durchsetzt. Diese Bohrung verläuft axial zum Pulver-Kanal 36 des Laufes 22 und bildet dessen Fortsetzung. Das vordere Ende 81 der Axialbohrung 80 weitet sich zum freien Ende der Pistole hin trichterförmig auf, so daß das durch den Pulver-Kanal zuströmende Material radial nach außen strömen kann. Diese radiale Bewegungskomponente wird zusätzlich durch einen in die Axiälböhfüng eingesetzten Leitkegel 83 bewirkt. Dieser besteht ebenfalls aus Isoliermaterial. Ein zylindrischer Mittelabschnitt 84 des Leitkegels 83 wird in der Axialbohrung 80 mittels eines Abstandskreuzes 85 gehalten, das sich von der Wand der Bohrung radial zum Mittelabschnitt erstreckt. Die in Strömungsrichtung rückwärtigen Kanten fas Abstandskreuzes 85 laufen zu einer Schneide zusammen. Hierdurch wird verhindert, daß sich zu versprühendes Material auf einer Kante sammeln und periodisch unter Verdichtung der Pulvermenge ablösen kann.The slide 70 is penetrated by an axial bore 80. This bore runs axially to the powder channel 36 of the barrel 22 and forms its continuation. The front end 81 of the axial bore 80 widens in the shape of a funnel towards the free end of the pistol, so that the material flowing in through the powder channel can flow radially outward. This radial movement component is additionally brought about by a guide cone 83 inserted into the axial flange. This also consists of insulating material. A cylindrical central section 84 of the guide cone 83 is held in the axial bore 80 by means of a spacer cross 85 which extends radially from the wall of the bore to the central section. The rear in the flow direction edges fas distance cross 85 converge to a cutting. This prevents the material to be sprayed from collecting on an edge and being periodically detached, compressing the amount of powder.

Von seinem zylindrischen Mittelabschnitt 84 aus erweitert sich der Leitkegel in Richtung auf sein freies s Ende, so daß er die Axialbohrung 80 teilweise versperrt und die vom Pulver-Kanal 36 zuströmende Luft/Pulvermischung radial nach außen lenkt wo die Pulvermischung die Pistole durch einen Ringkanal zwischen einer Außenfläche 87 des Leitkegels und dem Bereich 81 desFrom its cylindrical central section 84, the guide cone widens in the direction of its free one s end, so that it partially blocks the axial bore 80 and the air / powder mixture flowing in from the powder channel 36 radially outward where the powder mixture directs the gun through an annular channel between one Outer surface 87 of the traffic cone and the area 81 of the

ίο Schiebers 70 verläßt Dieser Ringkanal stellt den Auslaß 13 der Sprühpistole dar.ίο valve 70 leaves this ring channel represents the outlet 13 of the spray gun.

Die axiale Verschiebbarkeit des Schiebers 70 mit dem fest daran angeordneten Leitkegel 83 in der Ausnehmung 71 des Schiebers 70 dient dazu, den Durchmesser des Sprühkegels des aus dem Auslaß 13 ausströmenden Materials zu verändern. Durch Hereinziehen des Schiebers in das Mündungsstück 68 wird der Durchmesser des Sprühkegels verrringert Ein Herausschieben des Schiebers relativ zum Mündungsstück führt dazu, daß der Durchmesser an einer bestimmen Stelle vor dem Mündungsstück zunimmt und der K<:gel sich aufweitet Unabhängig von der Stellung des Schiebers im Mündungsstück bleibt die wirksame Querschnittsflgche des Auslasses 13 konstant, so daß durch die Verstellung keine Veränderung der Geschwindigkeit der durchströmenden Luft bzw. des durchströmenden Pulvers eintrittThe axial displaceability of the slide 70 with the guide cone 83 fixedly arranged thereon in the recess 71 of the slide 70 is used to determine the diameter of the spray cone of the flowing out of the outlet 13 To change materials. By pulling the slide into the mouthpiece 68, the diameter of the spray cone is reduced. Pushing out the slide relative to the mouthpiece leads to that the diameter increases at a certain point in front of the mouthpiece and the K <: gel itself expands Regardless of the position of the slide in the mouthpiece, the effective cross-sectional area remains of the outlet 13 is constant, so that the adjustment does not change the speed the air flowing through or the powder flowing through occurs

F i g. 3 zeigt Strömungsbilder des Luftstromes und des Pulvers bei verschiedenen Einstellungen des SchiebersF i g. 3 shows flow patterns of the air flow and the powder with different settings of the slide

70. Ist der Schieber voll ausgefahren (F i g. 2), dann tritt di» Luft/Pulvermischung ohne Wechselwirkung mit dem Mündungsstück 68 aus dem Auslaß 13 aus. Wird der Schieber 70 jedoch durch verschiedene Einstellungen hinaus (von denen zwei in Fig.3 gezeigt sind) nach70. If the slide is fully extended (Fig. 2), the air / powder mixture occurs without any interaction the mouthpiece 68 from the outlet 13 from. However, the slide 70 is through various settings addition (two of which are shown in Fig. 3) after

>s rückwärts in das Mündungsstück hineinbewegt, beeinflußt dessen Außenrand 79 eine Trennung des Pulvers vom Luftstrom in zunehmendem Maße, wobei der Pulverstrom gleichzeitig nach innen gegen die Achse des Laufes umgelenkt wird, wie es die Pfeile 77 und 78 für die beiden Einstellungen in F i g. 3 zeigen.> s moved backwards into the muzzle, influenced the outer edge 79 of which increasingly separates the powder from the air stream, with the Powder flow is simultaneously deflected inwards against the axis of the barrel, as indicated by arrows 77 and 78 for the two settings in FIG. 3 show.

Es ist ein wesentlicher Gedanke dieses Konzeptes, daß der Luftstrom und der Pulverstrom wegen der verschiedenen Strömungseigenschaften von Pulver bzw. Luft getrennt werden können. Der Luftstrom verhält sich wie jede pneumatische Strömung, während sich das Pulver entlang gerader Linien ausbreitet, und zwar in ähnlicher Weise wie das Licht unter Berücksichtigung der Reflektionsgesetze. Der gekrümmte Bereich 79 am Auftreffpunkt des Pulvers aufIt is an essential idea of this concept that the air flow and the powder flow because of the different flow properties of powder or air can be separated. The airflow behaves like any pneumatic flow as the powder spreads along straight lines, and in a similar way to light, taking into account the laws of reflection. The curved one Area 79 at the point of impact of the powder

so das MündungsstOck 68 gestaltet den Reflektionswinkel für das Pulver variabel, wodurch sich die Richtungen der Pfeile 76, 77 ergeben, während der Luftstrom radial nach außen u>id damit vom Pulver weg gerichtet bleibt. Ist der Schieber 70 voll ausgefahren, wie es die F i g. 2 zeigt dann behält das Pulver die Richtung desso the muzzle piece 68 forms the angle of reflection for the powder variable, resulting in the directions of the arrows 76, 77, while the air flow is radial outwards so that it remains directed away from the powder. If the slide 70 is fully extended, as shown in FIG. 2 then shows the powder retains the direction of the

Air / powder mixture in the area of the outlet 13. It should be noted that the impact of the Powder onto the end of the mouthpiece 68 not only

zur Reflektion der Pulverpartikel führt sondern außerdem die Geschwindigkeit des Pulvers reduziert, so daß es seine elektrostatische Ladung besser aufnehmen kann. Diese Ladung kommt — wie ausgeführt — durch die Wirkung der Elektrode 14 zustande, die mittig in den Leitkegel 83 eingesetzt istleads to the reflection of the powder particles but also reduces the speed of the powder, see above that it can better absorb its electrostatic charge. This charge comes through - as stated the effect of the electrode 14, which is inserted centrally in the traffic cone 83, comes about

1 sheet of drawings

Claims

1 claims:

1. Electrostatic spray gun for powder coating, to which the powder is fed pneumatically, which has an electrostatic ί at its discharge end Carries a charging device and has an electrically non-conductive barrel with a powder channel, which opens into a funnel that opens to the environment and has a central traffic cone, wherein means for influencing the spray cone are provided, characterized in that that the barrel (22) end-to-end and coaxial with the powder channel (36) with a recess (71) for a slide (70) which can be moved therein and which continues the powder channel (36) has axial bore (80), the free end of which forms the funnel-shaped outlet (13) of the spray gun and that the guide cone (83) is held axially immovable in the slide and together with it relative to the powder channel is movable

2. Spray gun according to claim 1, characterized in that the slide (70) axially to the Barrel (22) between a position in which the outlet (13) is in the region of the free end of the barrel, in a retracted position is movable in which the outlet (13) lies within the aperture (71).

3. Spray gun according to claim 1 or 2, characterized in that the free end of the recess (71) has a curved edge portion (79). 3 «

4. Spray gun according to claim 3, characterized in that the curved edge portion is convex.

5. Spray gun according to a ~ 'he claims 1 to 4, characterized in that the recess (71) κ is arranged in a mouth piece (68), which is screwed to the free end of the barrel (22).

6. Spray gun according to one of claims I to 5, characterized in that a cylindrical Middle section (84) of the traffic cone (83) within the axial bore (80) of the slide (70) fixing spacers formed as a spacer cross (85) and its upstream edges are formed like a cutting edge.

7th Spray gun according to one of Claims 1 to 6, characterized in that an adjusting screw (66) is attached to the slide (70), which passes through part of the barrel (22) parallel and at a distance from the powder channel (36) and to the Adjustment so the slide is axially adjustable.

8. Spray gun, at least according to claim S, characterized in that the muzzle piece (68), the slide (70) and the guide cone (83) are made of electrically non-conductive material.

5. Spray gun according to one of claims T'bis 8, characterized in that the recess (71) inside is cylindrical.