DE29500914U1 - Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen von pulverförmigen Stoffen - Google Patents
Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen von pulverförmigen StoffenInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
- B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
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Description
OPHARDT TECHNIK KG
Lindenau 27
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
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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 (7)
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.
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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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29500914U DE29500914U1 (de) | 1995-01-21 | 1995-01-21 | Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen von pulverförmigen Stoffen |
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Publications (1)
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DE29500914U1 true DE29500914U1 (de) | 1995-03-09 |
Family
ID=8002768
Family Applications (1)
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DE29500914U Expired - Lifetime DE29500914U1 (de) | 1995-01-21 | 1995-01-21 | Vorrichtung zum triboelektrischen Aufladen von pulverförmigen Stoffen |
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DE (1) | DE29500914U1 (de) |
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- 1995-01-21 DE DE29500914U patent/DE29500914U1/de not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 19950420 |
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Effective date: 19950530 |
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Effective date: 19981001 |