DE29500914U1

DE29500914U1 - Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen von pulverförmigen Stoffen

Info

Publication number: DE29500914U1
Application number: DE29500914U
Authority: DE
Original assignee: OPHARDT TECHNIK KG
Current assignee: OPHARDT TECHNIK KG
Priority date: 1995-01-21
Filing date: 1995-01-21
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2005-01-22

Description

OPHARDT TECHNIK KG
Lindenau 27

47661 Issum

Vorrichtung zum triboelektrisehen Aufladen von pulverformigen Stoffen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen von pulverförmigen Stoffen, insbesondere von Pulverlacken zum Zwecke des elektrostatischen Beschichtens von Gegenständen mit einem in bekannter Weise ausgebildeten Aufladekanal, in dem das Pulver beim Durchströmen triboelektrisch aufgeladen wird. Sie kann sowohl in manuell und automatisch geführten Pulversprühgeräten als auch in Wirbelbet tanlagen zur Tauchbeschichtung als Aufladevorrichtung Verwendung finden. Als Beschichtungsstoffe können duiro- oder thermoplastische Pulver, Email oder ähnliche Materialien in Pulverform eingesetzt werden.

Es sind Sprühgeräte für die elektrostatische Oberflächenbeschichtung bekannt, bei denen der pulverförmige Beschichtungsstoff beim pneumatischen Durchströmen durch Reibungseffekte infolge der Berührung der Pulverteilchen mit der Wand des Strömungskanals elektrisch aufgeladen wird (z.B. DE 1 577 757 und DE 2 023 351).

Zur Intensivierung der Berührungskontakte der Pulverteilchen mit den Wandflächen des Strömungskanals wurden verschiedene konstruktive Maßnahmen vorgesehen, z.B. die Erhöhung der Turbulenz durch Flächenprofi1ierung, der Einbau von Strömungskörpern und das Einblasen von zusätzlichen Luftstrahlen, die Verwendung extrem langer Laderohre und/oder die Parallelanordnung vieler Kanäle mit kleinen Querschnitten, die Erzeugung einer spiralförmigen Teilchenbahn entlang der Rohrwand durch tangentiales Einblasen und der Einsatz gekrümmter Laderohre. Diese Variation in der gerätetechnischen Realisierung sind Gegenstand zahlreicher Lösungsvorschläge, z.B. WO 8702276, EP 0516462, EP 0592137, FR 2 583 310, SU 2 583 310.

Der Nachteil dieser Geräte besteht darin, daß sie in ihren konstruktiven Abmaßen des der Aufladung dienenden Strömungskanal.s festliegen und nur für das Teilchenspektrum eines tribofähigen Standardpulvers

_ 2 —

den verfahrenstechnisch erforderlichen Pulverdurchsatz und die ausreichende Aufladung erzielen. Ebenso können sie dadurch nicht an die verschiedenen triboelektrischen Aufladeeigenschaften der jeweiligen Pulvermaterialien, z.B. an die Elekronenaffinitat des Werkstoffs der Aufladeelemente, die den Strömungskanal bilden und für die bisher ausschließlich Polytetrafluoräthylen oder deren chemische Abkömmlinge Verwendung finden, angepaßt werden, wodurch die Einsatzmöglichkeit der triboelektrischen Geräte bisher beschränkt bleibt.

Die triboelektrische Aufladung, d. h die Aufladung durch mechanische Ladungstrennung führt immer zu gleichen Anteilen positiver auf dem einen Reibpartner wie negativer Ladungen auf dem anderen, d.h. soviel Ladungen wie durch das geladene Pulver aus dem Strömungskanal herausgeführt werden, bleiben mit entgegengesetzter Ladung auf der Wandung des Kanals zurück und müssen zur Erde abgeführt werden.

Es wurde hierzu vorgeschlagen, die Entladung der Reibflächen des der Aufladung des Pulvers dienenden Strömungskanals mittels scharfkantiger Influenzelektrode {DE 234 7491, DE 3447338), einer metallisehen Hinterlegung (DE 3100002, DE-GM 8424415, Sü 1246646) oder durch Entladungskanäle (DE 313879) vorzunehmen. Der Nachteil dieser Geräte besteht darin, daß bei metallischer Hinterlegung von Kunststoffoberflachen Oberflächenentladungen als Gleitstielbüschel möglich sind. Durch die metallische Hinterlegung werden größere Ladungen auf den Reibflächen gebunden, deren Entladungsenergie zur Zündung von Pulver-Luft-Gemischen ausreichen kann.

Ziel der Erfindung ist es, die Funktionstüchtigkeit der Pulverbechichtungsgeräte mit triboelektrischer Aufladung durch gleichmäßigeren Pulverausstoß sowie höhere und stabilere Pulveraufladung zu verbessern, die Reinigung zu vereinfachen und insgesamt die Anwendungsbreite der triboelektrischen Pulverbeschichtungsgeräte auf Pulver mit unterschiedlichen Teilchenspektren wie sie als Standard-, Fein- und Grobpulver oder in unterschiedlicher Zusammensetzung als Struktur- und Metal 1icpulver vorliegen, auszuweiten, und sie für eine große Rohstoffpalette der Pulverlacke wie Epoxy-, Acryl-, Polyester-, Polyurethan- und die Mischpulver mehrerer Harzkomponenten einsatzfähig zu machen.

Es wurde gefunden, daß die triboelektrische Aufladungscharakteristik von einem Strömungskanal, der aus mehreren Röhrchen oder Bohrungen besteht, gegenüber dem Strömungskanal der als Ringspalt ausgebildet ist, sich deutlich unterscheidet. In Abhängigkeit des Teilchenspektrums, des Pulveran-

teils im Förderluftstrom und der Strömungsgeschwindigkeit ergeben sich für eine verfahrensnotwendige Aufladungshöhe bei einem gewünschten Pulverdurchsatz sehr enge Grenzen für Durchmesser und Anzahl der Bohrungen und/oder die Spaltbreite und den Umfang des Ringspalts.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe des in bestimmten Grenzen einstellbaren Pulverausstoßes bei ausreichend hoher und stabiler Aufladung dadurch gelöst, daß die der Aufladung dienenden Elemente des Aufladekanals in einem Führungsrohr zur Halterung untergebracht sind und aus zwei alternativ verwendbaren Ausführungen von Aufladekörpern, nämlich solchen mit Bohrungen und solchen mit einem Ringspalt, bestehen und diese im Führungsrohr einzeln oder in ihrer Gesamtheit gegeneinander austauschbar und in ihren Durchströmungsquerschnitten veränderbar sind.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist dabei, den Energieinhalt der Oberflächenentladung der Reibflächen der Stömungskörper so zu begrenzen, daß keine Gleitstielbüschel mit einer für Pulverlacke zündfähigen Energie entstehen können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Aufladekanal in mehrere durch leitfähige Zwischenlagen unterteilte Einzel-Abschnitte gegliedert ist, die auf einem leitfähigen profilierten Mittelstab verdrehungssicher aufgesteckt sind und direkt über diesen oder über ein Meßsystem geerdet ist. Durch die Unterteilung wird zugleich die Reinigung und die Kontrolle auf Verschleiß vereinfacht.

Nachfolgend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt
40

Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Aufladekörpern des Bohrungstyps

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Aufladekörpers mit Bohrungen nach Fig. 1

Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Aufladekörpern des Ringspalttyps

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Aufladekörpers mit Ringspalt nach Fig. 3

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen leitfähigen Profilring nach Fig. 3

Das Führungsrohr 1 in der Vorrichtung zum triboelektrisehen Aufladen dient der Halterung des Aufladekanals 2. Mehrere Aufladekörper (4,5) mit Bohrungen 6 oder mit Ringspalt 7 bilden jeweils in ihrer Gesamtheit einen Aufladekanal 2, der erfindungsgemäß austauschbar ist. Die Aufladung des Pulvers erfolgt beim Durchströmen des Aufladekanals 2, wobei die Intensität und Häufigkeit der Wandkontakte, die zur Ladungstrennung und damit zur Aufladung führen, so verschieden sind, daß beim Durchströmen der Bohrungen 6 oder des Ringspalts 7 ein von den jeweiligen Pulvereigenschaften unterschiedliches Verhältnis von spezifischer Aufladung in uC/g zum Pulverdurchsatz in g/min erzeugt wird.

Die verfahrenstechnisch notwendige Höhe und zeitliche Stabilität der Aufladung wird erfindungsgemäß jeweils dadurch erreicht, daß der Durchmesser der Bohrungen 6 und/oder ihre Anzahl und der äußere Innen- und der innere Außendurchmesser des Ringspalts 7 den unterschiedlichen Pulvereigenschaften nach Erfahrungswerten angepaßt werden. Die Vermeidung von Gleitstielbüschelentladungen, die ein Pulver-Luft-Gemisch zünden können, wird erfindungsgemäß durch die Unterteilung der Kontaktflächen auf mehrere Aufladekörper (4,5) und die Ableitung der Oberflachen ladungen über leitfähige Abschnitte 8 oder elektrisch leitende Distanzscheiben 9 oder Profilringe 10 vorgenommen. Die Oberflächenentladungen werden über einen leitfähigen Mittelstab 11 zur Erde abgeführt.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konstruktion der Vorrichtung sind der Mittelstab 11 profiliert und die Aufladekörper 4 mit einer Mittelbohrung 12 versehen, die diesem Profil zur Aufnahme der Aufladekörper auf dem Mit te Is tab angepaßt ist und dadurch die Fixierung der Bohrungen 5 verdrehungssicher gewährleistet.

Claims

&igr;·· - 5 Ansprüche

1. Vorrichtung zum triboelektrischem Aufladen von pulverförmigen Stoffen, insbesondere von Pulverlacken 2um Zwecke des elektrostatischen Beschichtens von Gegenständen mit dekorativen und/oder funktionellen überzügen mit einem in bekannter Weise ausgebildeten Aufladekanal, in dem das Pulver beim Durchströmen triboelektrisch aufgel.aden wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufladekanal (2) in einem Führungsrohr (1) zur Halterung untergebracht ist und aus zwei alternativ verwendbaren Ausführungen von Aufladekörpern (4,5) , nämlich solchen mit Bohrungen (6) und solchen mit einem Ringspalt (7), bestehen und diese im Führungssrohr (1) einzeln oder in ihrer Gesamtheit gegeneinander austauschbar sind.

2. Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bohrungen (6) 2 bis mm und ihre Anzahl zwischen 1 und 16 beträgt.

3. Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite (7) zwischen dem äußeren Innen- und dem inneren Außendurchmesser 0,2 bis 3 mm beträgt.

4. Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladekörper beider Ausführungen (4,5) in mehrere getrennte, vorzugsweise gleich lange Elemente unterteilt sind.

5. Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennze i chnet, daß die Aufladekörper (4,5) mindestens an einer Stirnseite mit einem angesinterten leitfähigen Abschnitt (8) versehen sind.
40

6. Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennze i chne t, daß zwischen den einzelnen Aufladekörpern (4,5) elektrisch leitfähige Scheiben (9) oder Profilringe (10) angeordnet sind, die mit einem leitfähigen Mittelstab (11) mindestens elektrostatisch leitfähig verbunden sind.

7. Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Mittelstab (11) profiliert ist, und die Aufladekörper (4) jeweils eine Mittelbohrung (12) aufweisen, die diesem Profil entspricht.