EP0107030B1 - Procédé et appareil pour le revêtement électrostatique d'objets avec des fluides - Google Patents

Procédé et appareil pour le revêtement électrostatique d'objets avec des fluides Download PDF

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EP0107030B1
EP0107030B1 EP83109256A EP83109256A EP0107030B1 EP 0107030 B1 EP0107030 B1 EP 0107030B1 EP 83109256 A EP83109256 A EP 83109256A EP 83109256 A EP83109256 A EP 83109256A EP 0107030 B1 EP0107030 B1 EP 0107030B1
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EP
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globe
displacement body
coated
spray
cavity
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EP83109256A
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EP0107030A2 (fr
Inventor
Roland-Andreas Meisner
Gerd Rüdiger Dr. Kissau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF Farben und Fasern AG
Original Assignee
BASF Lacke und Farben AG
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    • 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
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes
    • B05B5/0536—Dimensional characteristics of electrodes, e.g. diameter or radius of curvature of a needle-like corona electrode
    • 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
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0403—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B05B5/0407—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with a spraying edge, e.g. like a cup or a bell

Definitions

  • the invention relates to a device for electrostatically coating objects with fluids according to the preamble of claim 1 and a method for electrostatically coating objects with fluids according to the preamble of claim 13, claim 14 and claim 16.
  • bell atomizers For applying fluids, e.g. Lacquers, high-speed, so-called bell atomizers are used, which in their inner part act like a turbo machine due to their design, i.e. they suck in gas from the surrounding atmosphere, redirect it and transport it back outwards, so that a torus vortex is created inside and in front of the bell cavity.
  • the gas contains particles, e.g. B. lacquer particle oak, which are deposited on the hub plate of the bell atomizer and lead to contamination of this hub plate. Since the separated particles are not or only poorly flowable, burrs rich in solids grow on the hub plate, which after a short time - depending on their size - are thrown off the hub plate, get into the paint film guided by the bell atomizer and apply to the coating to be coated or coated object to be painted and cause considerable surface defects here. This process of soiling the hub plate and tearing off these separated burrs takes place very quickly, so that a painting process cannot usually be ended without the above-mentioned surface defects occurring.
  • particles e.g. B. lacquer particle oak
  • a generic device for electrostatically coating objects with color is known from DE-OS 32 01 753.
  • the actual spray bell consists of a single piece of material, for example an aluminum alloy, and a high potential is applied to the spray bell via a shaft.
  • the hub plate is set back with respect to the rim of the bell and the fastening device for the drive shaft is provided in the center of this hub plate, this fastening device protruding towards the front of the front face of the hub plate.
  • a reference that such a "projecting forward" is important is not to be found in this literature reference.
  • the toroidal vortex created by the formation of the spray bell inside and in front of the bell cavity transports color particles onto the hub plate and to the inside of the spray bell
  • the protruding part has such a large electrical radius in the known device that no corona discharge can occur and thus the condition of the uniformity of the particle charge and the bell charge can be met in order to utilize electrical forces close.
  • the invention has for its object to provide a device and a method for applying fluids with rapid evaporation behavior by means of a high-speed rotary bell, wherein the effect of the torus vortex and thus the contamination of the hub plate of the high-speed rotary bell is switched off.
  • a method is proposed which is characterized in that an electric field is generated in front of the bell cavity of the spray bell via a body which is electrically connected to the spray bell.
  • Another proposal according to the invention provides that in the area of the outside a a magnetic field is generated in front of the cavity of the spray bell.
  • a further proposal according to the invention provides that the aforementioned body is designed as an aerodynamic displacement body, which causes a flow around the particles flowing back in the torus vertebra.
  • the invention proposes to avoid the impact separation (separation by inertial forces) of already largely evaporated paint particles on the high-speed rotary bell in that the trajectory of the paint particles returning to the high-speed rotary bell in the region of the torus vortex is caused by electrical or magnetic or aerodynamic forces or by the Combination of the aforementioned forces is affected.
  • each of these three aforementioned options or the combination of one or more of the aforementioned options leads to high-rotation bells, with which fluids with fast evaporation behavior, e.g. B. base metallic paints, can be applied without causing contamination of the hub plate and thus tearing off these separated dirt particles from the hub plate, which would lead to disturbances in the surface of the object to be coated.
  • fluids with fast evaporation behavior e.g. B. base metallic paints
  • the spray and high rotation bell is known to be due to high voltage. This is necessary to charge the paint and to transport the sprayed paint particles to the object to be coated.
  • An aerodynamic body is attached in front of the high-speed bell, which is firmly connected to the bell in an electrically conductive manner and is therefore at the same voltage potential as the high-speed bell.
  • the particles flying back in the torus vortex either have a charge of the same polarity as the high-rotation bell or they have an opposite polarity or they are uncharged. All three possibilities can occur in the back flowing particle cloud.
  • the body in front of the high-speed rotary bell and arranged on it in a rotationally fixed manner is designed such that it flies back at a point through which the paint particles, which are preferably separated, the local field strength reaches or exceeds the breakdown field strength in the surrounding gas, so that charges are emitted .
  • the particles flying back are charged further in this charge cloud or - if the opposite polarity was originally present - reloaded.
  • Incoming uncharged particles are recharged.
  • the geometrical contour of the aerodynamic displacement body is designed in such a way that the gas flows around this body in such a way that the approaching paint particles do not have the possibility of penetrating the flow boundary layer
  • the path lines of the paint particles can also be influenced by applying an auxiliary gas flow to the aerodynamic body against the direction of the approaching paint particles, which deflects the torus vortex flow away from the contour.
  • an applied gas flow can be achieved on the entire contour of the aerodynamic body.
  • the resulting drag forces push the particles away from the aerodynamic body.
  • the individual forces or the resulting force from the combinations of these individual forces ensures that paint particles that are approaching do not hit the surface of the body and thus no contamination of the body occurs and the surface defects in the paint object to be feared up to now are thus avoided with certainty.
  • 1 denotes the bell body of a high-speed rotary bell, this bell body 1 made of an electrically conductive material, e.g. Aluminum.
  • the hub plate of this bell body 1 is designated 10.
  • the paint is supplied via a feed line 11 to the rear of the hub plate 10.
  • the paint film is passed through corresponding through-openings 12 in the hub plate to the inside of the rotary bell and spun off from the outer edge of the rotary bell, as is particularly clearly shown in FIG. 5.
  • An electrode needle 6 (FIG. 6) or an aerodynamically shaped displacer body 3 is fixed on the hub plate 10 via a receiving device 2 and is thereby connected in an electrically conductive manner to the high-speed rotary bell.
  • the receiving device 2 for connecting the electrode needle 6 or the displacer 3 with the hub plate 10 must consist of an electrically conductive material.
  • the displacer body 3 can be hollow, the cavity thus created can be filled by spacers 4 made of magnetic material.
  • An electrode needle 6 made of an electrically conductive material is arranged at the tip of the displacer body 3 or, as shown in FIG. 2, the displacer body is formed at its tip in such a way that the electrode needle 6 is created by shaping.
  • a magnet 8 is installed in the interior of the displacement body as a permanent magnet.
  • the displacer body is designed such that an auxiliary gas flow A is applied to the outside of the displacer body 3 with the support of the gas-free jet, which is directed towards the object to be coated and which leads to a deflection of the torus vortex flow, which is shown at 9 in Fig. 3.
  • the outside of the displacer 3 has the contour of a parabola, while in the embodiment according to FIG. 2 the displacer 3 has the outside contour of an inverted parabola.
  • the aerodynamic flow lines have the reference symbol X, the magnetic field lines the reference symbol Y and the electrical field lines the reference symbol Z.
  • the high-rotation bell can, for example, be at 90 kV high DC voltage and the radius of the electrode needle 6 can be 1 mm. Then a field strength of 90 kV / mm arises. Since the breakthrough field strength in air is only 3 kV / mm, the high field strength of 90 kV / mm does not arise, but a charge current arises which leads to the counter potential, i. H. For example, a vehicle body to be coated is directed and thereby generates the charge cloud.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Claims (21)

1. Dispositif pour le revêtement électrostatique d'objets par des liquides, en particulier par une peinture liquide ayant un comportement d'évaporation rapide, ce dispositif comportant une cloche (1) tournant autour d'un axe fixe avec une vitesse de rotation élevée, ladite cloche présentant un corps (3) disposé dans la cavité de cloche orientée vers l'objet à revêtir, ledit corps étant solidaire de la cloche en rotation et en conduction électrique et dépassant du plan contenant la bordure de la cloche dans la direction de l'objet à revêtir, un dispositif (11) d'amenée de la peinture, pour amener la peinture à l'intérieur de la cloche, et un dispositif pour mettre la cloche sous haute tension, caractérisé par le fait que le corps (3), disposé dans la cavité de la cloche, est conformé de façon à influencer la trajectoire de vol des petites particules de laque retournant vers la cloche tournant à grande vitesse, dans la région du tourbillonnement torique, par des forces électriques ou magnétiques ou aérodynamiques ou par la combinaison des forces précitées, et à la dévier au-delà de la cavité de la cloche et de la bordure de la cloche.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps est réalisé sous la forme d'une pointe d'électrode (6).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps est réalisé sous la forme d'un corps de répulsion aérodynamique (3).
4. Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le corps de répulsion (3) présente un contour externe correspondant à une parabole inversée.
5. Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le corps de répulsion (3) présente un contour externe correspondant à une parabole.
6. Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le corps de répulsion (3) présente un contour externe en demi-sphère.
7. Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le corps de répulsion (3) présente le contour externe d'une hyperbole.
8. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'à t'extrémité du corps de répulsion (3) tournée vers l'objet à revêtir, c'est-à-dire sur le sommet du corps de répulsion (3), est formée et/ou rapportée une pointe, dont le rayon est le plus possible proche de zéro.
9. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'à l'intérieur du corps de répulsion (3), est disposé un aimant (8) destiné à produire un champ magnétique dans la région de l'extérieur du corps de répulsion (3).
10. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps de répulsion est réalisé en une matière électriquement conductrice.
11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la pointe du corps de répulsion (3) est réalisée en une matière électriquement conductrice.
12. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps de répulsion (3) présente une ou plusieurs ouvertures de sortie pour un jet de gaz (figure 3).
13. Procédé pour le revêtement électrostatique d'objets par des liquides, en particulier par une peinture liquide ayant un comportement d'évaporation rapide, suivant lequel on amène le liquide à une cloche de pulvérisation animée d'un mouvement de rotation à vitesse élevée et placée sous haute tension - cloche tournant à grande vitesse -, et on projette le liquide par centrifugation, à partir de l'arête de pulvérisation de la cloche, sur l'objet à revêtir, caractérisé par le fait que, devant la cavité de la cloche de pulvérisation, on produit, par l'intermédiaire d'une pointe d'électrode reliée électriquement à la cloche de pulvérisation, un champ électrique qui dépasse, au moins en un endroit, l'intensité du champ de rupture dans l'air.
14. Procédé pour le revêtement électrostatique d'objets par des liquides, en particulier par une peinture liquide ayant un comportement d'évaporation rapide, suivant lequel on amène le liquide à une cloche de pulvérisation animée d'un mouvement de rotation à vitesse élevée et placée sous haute tension - cloche tournant à grande vitesse -, et on projette le liquide par centrifugation, à partir de l'arête de pulvérisation de la cloche, sur l'objet à revêtir, caractérisé par le fait qu'on produit un champ magnétique dans la région du côté extérieur d'un corps disposé devant la cavité de la cloche de pulvérisation.
15. Procédé selon les revendications 13 et 14, caractérisé par le fait que l'on produit le champ magnétique en plus du champ électrique.
16. Procédé pour le revêtement électrostatique d'objets par des liquides, en particulier par une peinture liquide ayant un comportement d'évaporation rapide, suivant lequel on amène le liquide à une cloche de pulvérisation animée d'un mouvement de rotation à vitesse élevée et placée sous haute tension - cloche tournant à grande vitesse -, et on projette le liquide par centrifugation, à partir de l'arête de pulvérisation de la cloche, sur l'objet à revêtir, caractérisé par le fait que, sur un corps de répulsion aérodynamique, devant la cavité de la cloche de pulvérisation, recouvrant celle-ci, on provoque une déviation, par des forces aérodynamiques, des petites particules de laque en vol de retour vers la cloche tournant à grande vitesse, dans le tourbillonnement torique.
17. Procédé selon les revendications 13 et 15, caractérisé par le fait que l'on produit le champ électrique en plus de la déviation aérodynamique.
18. Procédé selon les revendications 13, 14 et 16, caractérisé par le fait que l'on produit un champ électrique et un champ magnétique et qu'à lieu une déviation aérodynamique.
19. Procédé selon l'une ou plusieurs des revendications 13 à 18, caractérisé par le fait qu'au centre du corps de répulsion, on produit un jet gazeux dirigé sur l'objet à revêtir par la peinture liquide.
20. Procédé selon l'une ou plusieurs des revendications 13 à 18, caractérisé par le fait que, sur la totalité du contour externe du corps de répulsion, on produit un courant gazeux auxiliaire qui est dirigé vers l'objet à revêtir.
EP83109256A 1982-10-21 1983-09-19 Procédé et appareil pour le revêtement électrostatique d'objets avec des fluides Expired EP0107030B1 (fr)

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EP0107030A2 EP0107030A2 (fr) 1984-05-02
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