DE3237830A1

DE3237830A1 - Electrode for a fluidised-bed coating apparatus

Info

Publication number: DE3237830A1
Application number: DE19823237830
Authority: DE
Inventors: Gerald Ross Chateauguay Quebec Arbuthnot; Andre Dex Montagnes Quebec Dumoulin; Jorg-Hein Beaconsfield Quebec Walling
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1981-10-19
Filing date: 1982-10-12
Publication date: 1983-04-28
Also published as: FR2514670A1; FR2514670B1; CA1156452A

Description

Die Erfindung betrifft Elektroden für eine Wirbelbett-Beschichtungsvorrichtung. The invention relates to electrodes for a fluidized bed coating device.

Bei elektrostatischen Wirbelbett-(oder Wirbelschicht)-Beschichtungsvorrichtungen wird bekannt erweise ein Verwirbelungsgas durch eine poröse Auflage hindurchgeleitet, so daß das Gas von der Auflage nach oben hindurchtritt, um eine Schicht aus zerteiltem Beschichtungspulvermaterial, das auf der Auflage angeordnet ist, verwirbelt oder. fluidisiert. Um die elektrostatische Beschichtungswirkung zu erreichen, werden zu beschichtende Gegenstände über dem Niveau des Wirbelbettes oder der Wirbelschicht angeordnet und mit einem Hochspannungspotential verbunden. Die Luft wird aufgeladen und teilt wiederum diese Ladung den Teilchen in der Schicht mit, während sie durch die Schicht hindurchtritt, so daß diese aufgeladenen Teilchen, d.eren Größe sehr gering ist, elektrostatisch von der Oberfläche des Gegenstandes angezogen werden. Beim Erreichen dieser Oberfläche neigen sie dazu, an dieser durch die elektrostatische Kraft genügend lange anzuhaften, so daß der Gegenstand einer Wärmebehandlung unterzogen werden kann, um ein Verschmelzen der Teilchen zur Bildung einer zusammenhängenden Beschichtung zu erzielen. Bei solchen Vorrichtungen besteht das Problem, die Luft in wirksamer und sicherer Weise aufzuladen, damit diese dem Pulver wiederum die Ladung übertragen kann. Bei früheren Wirbel schicht aufbaut en war es bekannt, die Luft dadurch aufzuladen, daß über der Auflage, an der Unterseite der Wirbelschicht, eine Elektrode angeordnet wurde. Diese Anordnung der Elektrode führte jedoch wieder zu dem Problem, daß manchmal ein Überschlag zwischen der Elektrode und dem Werkstück auftreten konnte, so daß ein Brand oder eine Explosion entstehen konnte. Es war auch nicht unbekannt, daß die Bedienungsperson für diese Einrichtung elektrische Schläge bekam, wenn sie mit der Hand über oder in die Wirbelschicht geriet. Dazu konnte noch ein Kurzschluß auftreten, wenn unbeabsichtigt ein Werkzeug in die Wirbelschichtkammer hineinfiel.In fluidized bed (or fluidized bed) electrostatic coating devices it is known that it is a fluidizing gas passed through a porous pad so that the gas passes upwards from the support to form a layer divided coating powder material, which is arranged on the support is, swirled or. fluidized. To the electrostatic To achieve coating effect, objects to be coated are above the level of the fluidized bed or the fluidized bed arranged and with a high voltage potential tied together. The air becomes charged and in turn shares this charge with the particles in the layer as they move passes through the layer, so that these charged particles, i.e. their size is very small, electrostatically from be attracted to the surface of the object. When they reach this surface, they tend to pass through it the electrostatic force to adhere long enough so that the article can be subjected to a heat treatment in order to fuse the particles to form a coherent one Coating to achieve. With such devices the problem is how to effectively and safely charge the air so that it in turn transfers the charge to the powder can. In previous eddy layers it was known to charge the air by putting on top of the support the underside of the fluidized bed, an electrode was placed. However, this arrangement of the electrode led to again the problem that flashover may sometimes occur between the electrode and the workpiece, causing a fire or a Explosion could arise. It was also not unheard of for the operator of this facility to receive electrical shocks got when hand over or in the fluidized bed got. In addition, a short circuit could occur if a tool accidentally fell into the fluidized bed chamber.

Um dieses Problem zu überwinden, ist vorgeschlagen worden, die Elektrode in einem Luftberuhigungsraum unter der Auflage anzubringen, jedoch ergeben sich dadurch weitere Nachteile, z.B. muß der Luftberuhigungsraum oder die -kammer dann größer als sonst nötig ausgebildet werden, so daß unterhalb der Auflage ein größeres Druckluftvolumen besteht. Wenn die Auflage reißt,kann eine große Menge von Druckluft aus dem Beruhigungsraum durch die Auflage und die Wirbelschicht hin— durchstoßen, und wenn die Umstände eine Explosion möglich machen, kann diese große Luftmenge das Ausmaß der Explosion in Verbindung mit der so gebildeten großen Staubwolke vergrößern. Ein weiterer Nachteil bei dieser Elektrodenart besteht darin, daß die Luft vor dem Hindurchtreten durch die Auflage nicht um oder durch die Elektrode gesammelt wird. Damit ergibt sich so ein außerordentlich μηνίΓΐίεαίηεδ Aufladeverfahren für die Luft, da ein Anteil der Luft nicht nahe an der Elektrode oder durch dieselbe hindurchgelangt, bevor sie das Pulver erreicht'.To overcome this problem it has been suggested to attach the electrode in an air calming room under the support, but this results in further disadvantages, For example, the air calming space or chamber must then be made larger than otherwise necessary, so that underneath the support has a larger volume of compressed air. if If the pad rips, a large amount of compressed air can escape from the Calming area through the support and the fluidized bed and if circumstances permit an explosion, this large amount of air can reduce the extent of the explosion in connection with the large cloud of dust formed in this way. There is another disadvantage with this type of electrode in that the air is not collected around or by the electrode prior to passing through the pad. This results in an extremely μηνίΓΐίεαίηεδ charging process for the air, as some of the air does not get close to or through the electrode, before it reaches the powder '.

Eine. Verbesserung dieser Situation wurde durch einen Aufbau nach CA-PS 1 070 184 erzielt.. Bei dem beschriebenen Aufbau wird eine Elektrodeneinrichtung in der Vorrichtung verwendet, die eine große Anzahl von Ladungskonzentrationsabschnitten besitzt. Es sind Einrichtungen vorgesehen, die Luft vorzugsweise in Berührung mit den Ladungskonzentrationsabschnit— ten zu bringen. Bei dieser Vorrichtung ist deshalb eine Anordnung dahingehend getroffen, die Luft zur Elektrodeneinrichtung oder durch diese hindurch zu richten, wodurch die Luft wirksamer als bei den vorher bekannten Vorrichtungen aufgeladen wird. Nach der Beschreibung in der genannten Schrift befinden sich die Ladungskonzentrationsabschnitte an den Enden feiner Drähte, die in Art einer Bürstenanordnung beieinander angeordnet wurden. Die Luft wird durch Bohrungen in einer Platte unterhalb der Drähte gerichtet oder geleitet, wobeiOne. Improvement of this situation was achieved by a structure according to CA-PS 1 070 184. In the described structure an electrode device is used in the device, which has a large number of charge concentration sections. Facilities are provided, preferably air brought into contact with the charge concentration sections. In this device there is therefore an arrangement taken to the effect, the air to the electrode device or to be directed through them, whereby the air is charged more effectively than with the previously known devices will. According to the description in the cited document, the charge concentration sections are at the ends fine wires arranged in a brush arrangement. The air is drawn through holes in a Plate below the wires directed or directed, being

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diese Bohrungen mit den Drahtenden ausgerichtet sind. Diese Vorrichtung erbringt eine Verbesserung des Aufladevorganges, jedoch ist weder die Geschwindigkeit der Verwirbelungsluft noch die Richtung, die der Luftstrom einschlägt, damit zu steuern, sobald die Luft die Bohrung verläßt. Damit kann nicht gewährleistet werden, daß die gesamte durchströmende Luft wirksam aufgeladen wird.these holes are aligned with the wire ends. These The device improves the charging process, however, neither is the speed of the fluidizing air nor to control the direction of the airflow as soon as the air leaves the hole. So that can not guaranteed that the entire flowing through Air is effectively charged.

Die vorliegende Erfindung setzt sich das Ziel, einen Elektrodenaufbau zu schaffen, der gegenüber dem Stand der Technik eine wirksamere Luftaufladung erzielt.The present invention aims to provide an electrode structure to create that achieves a more effective air charge compared to the prior art.

Erfindungsgemäß bes.teht eine Elektrode für eine Wirbelbett-Beschichtungsvorrichtung aus einer Vielzahl elektrisch leitfähiger Rohre und aus einem Rohrträger, wobei die Rohre sich von dem Träger wegerstrecken und die freien Enden der Rohre ähnlich wie bei Injektionsspritzennadeln ausgebildet sind, so daß sich eine Konzentration der elektrischen Feldintensität ergibt, wenn die Rohre mit einer elektrischen Stromquelle verbunden sind, so daß die Rohre eine Kanalisierung eines an einer Seite der Auflage eintretenden und zur anderen Seite der Auflage fließenden Verwirbelungsgases ergeben, um sicherzustellen, daß das Gas tatsächlich durch die Konzentrationsstellen für die elektrische Feldintensität hindurchtritt .According to the invention there is an electrode for a fluidized bed coating device from a plurality of electrically conductive pipes and from a pipe support, the pipes being extend away from the carrier and the free ends of the tubes are designed similar to injection syringe needles, so that there is a concentration of the electric field intensity when the tubes are connected to an electric power source are connected so that the pipes channeling one entering on one side of the support and on the other Side of the pad flowing fluidizing gas to ensure that the gas actually through the concentration points for the electric field intensity passes through.

Die Rohre können einzeln mit der elektrischen Stromquelle verbunden sein. Vorzugsweise wird jedoch der Rohrträger ebenfalls elektrisch leitend ausgeführt und die Rohre werden elektrisch mit dem Träger verbunden, so daß der Träger selbst mit der Stromquelle verbunden wird, um die elektrischen Feldkonzentrationen um die freien Enden der Rohre zu schaffen.The tubes can be individually connected to the electrical power source be connected. Preferably, however, the pipe support is also made electrically conductive and the pipes become electrical connected to the carrier, so that the carrier itself is connected to the power source to reduce the electric field concentrations to create the free ends of the tubes.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung werden die Rohre mit freien verjüngten Enden versehen, um die elektrischenIn a further preferred embodiment, the tubes are provided with free tapered ends to the electrical

Γ'elder direkt an den Spitzenstellen dieser Enden zu konzentr i eren.Concentrate fields directly at the tip of these ends i eren.

Bei der erfindungsgemäßen Elektrode kann die Elektrode selbst ■lediglich einen Rohrträger mit den davon abstehenden Rohren umfassen, oder kann selbst Teil eines Aufbaus sein, der eine Luftberuhigungskammer bildet, deren eine Seite von dem Träger selbst gebildet wird. In jedem Fall können die Rohre entweder von einer Seite oder von beiden Seiten des Trägers abstehen. Falls die Rohre von beiden Seiten des Trägers, d.h. in entgegengesetzten Richtungen, abstehen, dann besitzt jedes Rohr damit zwei freie Enden, an denen jeweils eine Konzentration der elektrischen Feldintensität auftritt.In the case of the electrode according to the invention, the electrode itself can ■ only comprise a pipe support with the pipes protruding therefrom, or it can itself be part of a structure, the one Forms air calming chamber, one side of which is formed by the carrier itself. In either case, the pipes can either protrude from one or both sides of the beam. If the pipes come from both sides of the beam, i.e. in opposite directions Directions, protrude, then each tube has two free ends, each of which has a concentration the electric field intensity occurs.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:The invention is illustrated below with reference to the drawing, for example explained in more detail; in this shows:

Fig. 1 eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführung einer Verwirbelungsluft-Leitelektrode,Fig. 1 is an isometric representation of a first embodiment a turbulence air guide electrode,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine elektrostatische Beschichtungsvorrichtung mit einer solchen Elektrode, und2 shows a cross section through an electrostatic coating device with such an electrode, and

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 einer elektrostatischen Beschichtungsvorrichtung mit einer zweiten Elektrodenausführung .Fig. 3 is a view similar to Fig. 2 of an electrostatic Coating device with a second electrode design .

Nach Fig. 1 enthält eine erste Ausführung einer Elektrode einen aus elektrisch leitfähigem Metall bestehenden Rohrträger 10, mit einer Vielzahl von parallelen elektrisch leitfähigen Rohren 12, die nebeneinander von einer Seite der Trägerplatte 10 abstehen. Die Rohre werden durch Anlöten oder andere Anbringungsverfahren in Bohrungen in der Trägerplatte 10 eingesetzt, so daß die Durchlässe durch die Rohre ein Durchströmen von Luft von einer Seite des TrägersReferring to Fig. 1, a first embodiment includes an electrode an existing made of electrically conductive metal pipe support 10, with a plurality of parallel electrically conductive tubes 12 which protrude from one side of the carrier plate 10 next to one another. The tubes are made by soldering or other attachment methods in bores in the Carrier plate 10 is inserted so that the passages through the tubes allow air to flow through from one side of the carrier

zur anderen zulassen. Die Art der Anbringung muß entsprechend dieser Ausführung sicherstellen, daß eine elektrische Leitverbindung zwischen den Rohren 12 und dem Träger 10 besteht. An der den Rohren gegenüberliegenden Seite des Trägers 10 sind zwei Anschlüsse 14 und 16 vorgesehen, die einen elektrischen Leitungsanschluß ergeben, so daß eine Spannung von bis zu 100 kV an den Träger angelegt werden kann. Die Rohre sind an ihren freien Enden 18, wie Fig. 1 zeigt, schräg abgeschnitten.to allow the other. The type of attachment must ensure that there is an electrical conductive connection in accordance with this design exists between the tubes 12 and the carrier 10. At the side of the carrier 10 opposite the tubes are two Connections 14 and 16 provided, which result in an electrical line connection, so that a voltage of up to 100 kV at the Carrier can be created. The tubes are cut off at an angle at their free ends 18, as FIG. 1 shows.

Wie in Fig. 2 zu sehen, ist eine solche Elektrode in eine Wirbelschicht-Beschichtungsvorrichtung in der Weise eingesetzt, wie es in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P (unser Az.: N 2250) beschrieben ist.As can be seen in Figure 2, one such electrode is in a fluidized bed coating apparatus used in the manner described in the simultaneously filed patent application P (our reference: N 2250) is described.

Wie in dieser erwähnten. Anmeldung beschrieben und in Fig. 2 dargestellt, ist diese Elektrode unterhalb eines mit beträchtlicher Tiefe ausgestatteten Auflageelementes 20 so angeordnet, daß die Boden- oder Unterfläche des Auflageelementes 20 mit der oberen Fläche des Trägers 10 in Berührung steht. Die Rohre reichen so teilweise nach oben in das Element 20 hinein, d.h. ihre freien Enden 18 befinden sich in dem Element. Bei der Verwendung der elektrostatischen Beschichtungsvorrichtung wird Druckluft durch einen Einlaß 22 im Boden eines Gehäuses 24 der'Vorrichtung eingeleitet und wird über diesem Boden in eine Luftberuhigungskammer 26 eingeleitet, wobei eine über dem Einlaß 22 angebrachte Abweiserplatte 28 die Verteilung befördert. Die Trägerplatte 10 ist an ihrem gesamten Umfang mittels eines Stützflansches 30 fluiddicht verbunden, so daß die Druckluft nur durch die Auflage 20 nach oben gelangen kann, wenn sie die Rohre 12 durchströmt. Bei dem Durchströmen der Rohre wird die Druckluft durch Berührung mit den Rohrflächen aufgeladen und beim Verlassen der Rohre an ihren freien Enden 18 durchfließt die Druckluft die Bezirke, in denen die elektrische Feldintensität besonders konzentriert ist, d.h. die Bezirke um die extremen oberen Enden der schräg abgeschnittenen Rohre, Da-As mentioned in this one. Application described and shown in Fig. 2, this electrode is below one with considerable Depth equipped support element 20 arranged so that the Bottom or lower surface of the support element 20 with the upper Surface of the carrier 10 is in contact. The tubes thus partially extend upwards into the element 20, i.e. their free ones Ends 18 are in the element. When using the electrostatic coating device, compressed air is passed through introduced an inlet 22 in the bottom of a housing 24 der'Vorrichtung and is placed in an air calming chamber above this floor 26, with a deflector plate 28 mounted above the inlet 22 promoting the distribution. The carrier plate 10 is on its entire circumference by means of a support flange 30 connected in a fluid-tight manner, so that the compressed air can only pass up through the support 20 when it flows through the tubes 12. When flowing through the pipes, the compressed air is charged by touching the pipe surfaces and when leaving of the tubes at their free ends 18, the compressed air flows through the areas in which the electric field intensity is particularly concentrated, i.e. the districts around the extreme upper ends of the obliquely cut tubes,

mit wird die gesamte Luft gezwungen, dutch diesii Konzen t r a t ionsbezirke der elektrischen Feldintensität hindur chzus trönien. Es ist damit sichergestellt, daß die gesamte Luft vollständig aufgeladen ist, bevor sie die poröse Auflage 20 durchströmt, so daß der Ladungsvorgang so wirksam wie möglich verläuft. Dadurch ergibt sich eine wirksame Aufladung der Teilchen in der Wirbelschicht. Durch die Verwendung der so beschriebenen Elektrode wird das Pulver gleichmäßiger vollständig aufgeladen, als es bisher bekannt ist, so daß sichergestellt ist, daß die elektrostatisch von den oberhalb der Wirbelschicht hindurchgeleiteten elektrischen Leiter 32 angezogenen Teilchen mittels elektrostatischer Kräfte fester anhängen, als es nach dem Stand der Technik bekannt ist» Damit ergibt sich nach Durchleiten der elektrischen Leiter durch den Verschmelzungsofen eine gleichförmigere Beschichtung, die im wesentlichen lunkerfrei , insbesondere mikrolunkerfrei ist.with all the air is forced through these concentration areas the electric field intensity hindur chzus. It This ensures that all of the air is fully charged is before it flows through the porous pad 20, so that the charging process is as efficient as possible. This results in an effective charging of the particles in the fluidized bed. By using the electrode described in this way, the powder is fully charged more evenly than it is is known so far, so that it is ensured that the electrostatic of those passed above the fluidized bed electrical conductor 32 attracted particles by means of electrostatic Attach forces more firmly than is known from the state of the art electrical conductors through the fusion furnace a more uniform Coating that is essentially free of voids, in particular free of micro voids.

Bei einer zweiten Ausführung gemäß Fig. 3 ist d.ie elektrostatische Beschichtungsvorrichtung im wesentlichen gleichartig wie in der ersten Ausführung nach Fig. 2 aufgebaut, und die Elektrode 40- besitzt einen Träger 42 und .Rohre 44 mit dem gleichen Aufbau, wie er beschrieben wurde. Jedoch bildet in der zweiten Ausführung der Träger 42 die obere Seite eines Aufbaus 46, der einen Beruhigungsraum oder eine Beruhigungskammer 48 für die Druckluft bildet. Der Boden oder die Basis 50 dieses Aufbaus besitzt· ein durchgehendes Einlaßrohr 52 zur Einleitung von Druckluft.In a second embodiment according to FIG. 3, the is electrostatic Coating device essentially similar constructed as in the first embodiment according to FIG. 2, and the electrode 40 has a carrier 42 and tubes 44 with the same structure as described. However, in the second embodiment, the carrier 42 forms the upper one Side of a structure 46 which forms a calming space or a calming chamber 48 for the compressed air. The floor or the base 50 of this structure has a continuous inlet tube 52 for the introduction of compressed air.

Wie die zweite Ausführung zeigt und wie es im einzelnen in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P beschrieben ist, wird der Aufbau 46 vollständig in der Auflage 20 eingebettet, d.h. ein Teilabschnitt der Auflage 20 erstreckt sich nach unten bis unter die Elektrode, und die gesamte Auflage sitzt auf dem Boden 54 der elektrostatischen Beschichtungsvorrichtung.As the second version shows and how it is in detail in of the simultaneously filed patent application P, the structure 46 is completely in the edition 20 embedded, i.e. a section of the support 20 extends down to under the electrode, and the entire pad sits on the bottom 54 of the electrostatic Coating device.

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Der Bet ri ftb der zweiten Ausfülirun:.· geschieht in gleicher Weise, wie es mit Bezug auf die erste Ausführung beschrieben wurde, und es ergeben sich die gleichen Vorteile.The requirement of the second completion:. Happens in the same way, as described with reference to the first embodiment, and the same advantages result.

GRäGlNAL.GRäGlNAL.

Claims

1. ^ Electrode for a fluidized bed coating device, ^ * - ^ characterized in that a multitude of electrically conductive pipes (12) and a pipe support (10) are provided that the pipes protrude from the support and having free ends (18) at which a concentration of the electric field intensity occurs as the tubes are connected to a source of electrical power that the pipes channeling for one side of the carrier (10) on the other passing turbulence gas to make sure the gas is through the concentration points of the electric field intensity is passed through.

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MANlTZ f = INSTEBWALD HEYN MORGAN 8000MUNICH 22 ROBERT-KOCH-STHASSEt TEL (089) 22 «t1 TELEX05-29672PATMF -« u «n« l RnTFRMIINO ToOOSTUTTCART 50IBAD CANNSTATT) SEELBERGSTR 23/25 TEL. W711> 567261 __

2. Electrode according to claim 1, characterized in that that the carrier (10) is electrically conductive and that the tubes (12) are connected to the carrier in an electrically conductive manner en are.

3. Electrode according to claim 2, characterized in that that at least some tubes have free ends (18), the tube end faces at an oblique angle to the tube axis get lost.

4. Electrode according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier (10) is part of a an air calming chamber (48) forming structure (46) which has an inlet (52) for compressed air and its compressed air outlets formed by the tubes (12). are.

5. Electrode according to one of claims 1 to 4, characterized in that each tube (12) of only one Side of the carrier (10) protrudes.

6. Electrode according to one of claims 1 to 4, characterized in that each tube (.12) of both Sides of the carrier (10) protrudes.