EP0236794A2 - Electrostatic spray device for coating powder - Google Patents

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EP0236794A2
EP0236794A2 EP87102178A EP87102178A EP0236794A2 EP 0236794 A2 EP0236794 A2 EP 0236794A2 EP 87102178 A EP87102178 A EP 87102178A EP 87102178 A EP87102178 A EP 87102178A EP 0236794 A2 EP0236794 A2 EP 0236794A2
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EP
European Patent Office
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powder
channel
gas
electrode
gas outlet
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EP87102178A
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French (fr)
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EP0236794A3 (en
EP0236794B1 (en
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Karl Buschor
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Gema Switzerland GmbH
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Gema Switzerland GmbH
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Publication date
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Application filed by Gema Switzerland GmbH filed Critical Gema Switzerland GmbH
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Publication of EP0236794A2 publication Critical patent/EP0236794A2/en
Publication of EP0236794A3 publication Critical patent/EP0236794A3/en
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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
    • B05B5/03—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying
    • B05B5/032—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying for spraying particulate materials

Definitions

  • the invention relates to an electrostatic spray device for coating powder, with a powder channel and a spray opening at its downstream end, with a powder deflection device downstream after the spray opening in the radial center of the powder flow for generating a gas wall transverse to the powder flow, with an axially through a Channel section of the powder channel and through the spray opening in the powder channel axis first carrier, which carries the powder deflecting device and which has a gas channel supplying the powder deflecting gas and at least one electrode for electrostatically charging the coating powder within the powder channel.
  • the invention relates to an electrostatic spray device for coating powder, with a powder channel and a spray opening at its downstream end, with a powder deflection device downstream after the spray opening in the radial center of the powder flow for generating a powder cloud, with an axially through a channel section of the powder channel and through the spray opening in the powder channel axis, the carrier which carries the powder deflection device and is provided with a gas channel and with at least one electrode for electrostatically charging the coating powder within the powder channel.
  • Such electrostatic spray devices are known from Japanese patent application 54-80 06 with publication number 55-99 361 (A) and their partial publication in "Patents abstracts of Japan", October 29, 1980, vol. 4, No. 155.
  • Their powder deflection device consists of a section of the carrier which is thicker in the shape of a drop, and openings formed therein, which are arranged in a star shape, but inclined forward in the flow direction of the powder stream, and produce a gas wall transversely to the powder stream, in order thereby to convert the powder stream into a powder woke.
  • an electrostatic spray device with an axially arranged in the powder channel support for a pneumatic powder deflection device downstream of the spray opening is known, in which an annular electrode upstream of the spray opening along a short channel section forms the outer jacket wall of the powder channel. It is also known from US Pat. No. 4,289,278 to arrange an electrode axially in the powder channel upstream of its spray opening in its radial center and to flush it with gas so that no powder particles can attach to the electrode. The electrode can be arranged directly in the powder stream or in a gas channel opening into this.
  • DE-PS 25 39 627 corresponds essentially to US Pat. No. 3,940,061 and shows an air-flushed electrode in the center of a spray opening of an electrostatic spray device.
  • the object of the invention is to improve the coating quality and economy of the coating method with such a spray device. Furthermore, powder losses on the way from the spray device to the object to be coated are to be reduced. In addition, the spray device is said to be able to apply a thicker layer of powder to the object to be coated by a single spraying process.
  • the carrier is provided with at least one gas outlet opening connecting the gas channel to the powder channel, that at least one of the electrodes is arranged in the gas outlet opening in such a way that from the gas channel through the gas outlet opening into the powder channel flowing gas flows along the electrode and thereby injects electrical charges from the electrode into the coating powder, that the distance of the radial center of the gas outlet opening in the lateral surface of the carrier, and the distance of the downstream end of the electrode, each from a transverse plane at the downstream end of the spray opening is between 12 mm and 16 mm, preferably 14 mm.
  • the powder deflection device has a baffle body, that the carrier is provided with at least one gas outlet opening connecting the gas channel to the powder channel, that at least one of the electrodes is arranged in the gas outlet opening in such a way that the Gas channel flows through the gas outlet opening into the powder channel along the electrode and thereby injects electrical charges from the electrode into the coating powder, that the distance of the radial center of the gas outlet opening in the lateral surface of the carrier, and the distance of the downstream end of the electrode, each from a transverse plane of the spray opening at its downstream end is approximately half as large as the outer diameter of the powder channel, which is annular in cross section, in its channel section between the gas outlet opening and the spray opening.
  • the electrostatic spray device has a tubular base body 2, which consists of 3 individual parts 4, 6 and 8 arranged coaxially one inside the other.
  • a powder channel 14 extends axially through the innermost part 8, the downstream end of which is provided with a spray opening 18.
  • a device 22 with a rod-shaped carrier 25 which extends axially along the channel axis 20 of the powder channel 14 and gives it an annular cross-sectional shape along the carrier 25, while the powder channel 14 upstream of the device 22 has a hollow cylindrical section 72.
  • a gas channel 24 extends through the Carrier 25 along the channel axis 20. The gas channel 24 is connected to a gas connection 28.
  • an electrical line 48 which is connected to an electrical high-voltage source which, as is known, can either be arranged in the base body 2 or can be arranged externally.
  • the channel section 68 which is annular in cross section, is delimited on the outside by a cylindrical wall 62 and on the inside by a cylindrical jacket surface 70 of the rod-shaped carrier 25.
  • the gas channel 24 opens via two gas outlet openings 80, which are formed in the carrier 25, into the section 68 of the powder channel 14 which is annular in cross section.
  • These gas outlet openings 80 are formed by bores which do not run radially but at an angle to the powder flow direction in accordance with the drawings, so that they are inclined towards the spray opening 18. They are evenly distributed around the circumference of the carrier 25.
  • an electrode 82 In each gas outlet opening 80 there is an electrode 82, each of which is connected to the electrical line 48.
  • the electrode ends 84 preferably end approximately in the lateral surface 70.
  • the electrode ends 84 can also end, for example, 0.1 to 3.0 mm in front of the lateral surface 70, or protrude slightly therefrom. In the latter case, a stronger gas flow is required to keep the electrode ends clean.
  • the diameter of the gas outlet openings 80 is only slightly larger than the diameter of the electrodes 82. Instead of two, only one gas outlet openings 80 could be provided, but two or more gas outlet openings 80, each with at least one electrode 82, result in better electrostatic effects. Since the electrodes 82 are accommodated in the gas outlet openings 80 and are surrounded by the gas of the gas channel 24, no powder can be deposited on these electrodes, even if only a little gas or gas is present via the gas channel 24 relatively low pressure is supplied.
  • the carrier 25 is provided outside the spray opening 18 with a powder deflection device for essentially radially deflecting the powder emerging from the spray opening 18.
  • This powder deflection device 102 has an annular transverse gas opening 104 opening out transversely to the longitudinal direction of the powder channel 14 for generating a gas wall 106 transverse to the longitudinal direction 20 of the powder channel 14.
  • a plurality of essentially radially opening outlets can also be used to produce a circular disk-shaped opening
  • Gas wall 106 can be provided across the powder channel 14.
  • the gas channel 24 supplies the transverse gas opening 104 with gas, preferably air, via radial bores 108 and an adjoining ring channel 110.
  • the transverse gas opening 104 is formed by an annular gap between the side 112 of the carrier 25 and a cap 114 inserted into the end of the carrier.
  • the carrier 25 has a constant diameter over its entire length up to the cap 114, which is the same size as the diameter of the cap 114. In deviation from this, the carrier 25 and the cap 114 could have different diameters.
  • the distance 116 between the electrode ends 84, and thus also the radial center of the gas outlet openings 80 in the lateral surface 70, from the downstream end 118 of the spray opening 18 is essentially the same size as the outer diameter 117 of the powder channel 14 immediately upstream of the spray opening 18. Regardless of the diameter 117 of the powder channel 14, the distance 116 is preferably approximately 12 mm to 16 mm. The preferred value is 14 mm.
  • the powder channel section 119 then acts as a stowage area when the pneumatically conveyed powder is stowed through the gas wall 106 and is thereby compressed in the powder channel section 119.
  • the gas flow of the gas wall 106 is so slow that it cannot exert any suction on the powder flow in the spray opening 18.
  • the powder channel section 119 acts as a suction area when the powder is "sucked out” by the gas of the gas wall 106 by means of an injector-like suction effect from the powder channel section 119 through the spray opening 18. This is the case if the flow velocity of the gas of the gas wall 106 is greater than the flow velocity of the powder in the powder channel section 119.
  • the gas wall 106 acts as an “impact body”, by means of which the powder flow is driven apart radially and converted into a powder cloud.
  • the gas of the gas channel 24 receives electrical charges from the electrodes 82 and injects these electric charges in the powder channel section 119 through the entire channel cross section into the powder stream.
  • the gas flow from the gas wall 106 displaces and swirls the radially inner powder particles with respect to the radially outer powder particles, as a result of which the more highly charged powder particles release electrical charges to the less charged powder particles and "suck up" further electrical charge units from the electrodes 82.
  • All parts of the spray device which are touched by the powder are preferably made of plastic.
  • the electrostatic spray devices according to the invention shown in FIGS. 2 and 3 have a tubular base body 2, which consists of three individual parts 4, 6 and 8 arranged axially one inside the other.
  • a powder channel 14 extends axially through the innermost part 8, the downstream end of which is provided with a spray opening 18.
  • a device 22 which runs axially to the channel axis 20 and which forms a gas channel 24 which extends along the channel axis 20.
  • the gas channel 24 stands with one Gas connection 28 in connection.
  • an electrical line 48 which is connected to an electrical high-voltage source which, as is known, can either be arranged in the base body 2 or can be arranged externally.
  • the device 22 is provided with a rod-shaped carrier 25 which extends axially along the channel axis 20 of the powder channel 14 and gives it an annular cross-sectional shape along the carrier 25, while the powder channel 24 has a hollow cylindrical section 72 upstream of the device 22.
  • the channel section 68 which is annular in cross section, is delimited on the outside by a cylindrical channel wall 62 and on the inside by a cylindrical jacket surface 70 of the rod-shaped carrier 25.
  • the gas channel 24 opens out via two gas outlet openings 80, which are formed in the carrier 25, into the section 68 of the powder channel 14, which section has an annular cross section.
  • These gas outlet openings 80 are formed by bores which do not run radially but at an angle to the powder flow direction according to the drawings. They are evenly distributed around the circumference of the carrier 25.
  • the electrode ends 84 end approximately in the outer surface 70. They preferably do not extend to the outer surface 70, but end short, approximately 1 mm beforehand, so that no powder particles can adhere to them.
  • the diameter of the gas outlet openings 80 is only slightly larger than the diameter of the electrodes 82. Instead of two, only one gas outlet opening 80 could be provided, but two or more gas outlet openings, each with at least one electrode, give better electrostatic effects.
  • the carrier 25 is outside the spray opening 18 with a Flow deflection device is provided for essentially radial deflection of the powder emerging from the spray opening 18.
  • the carrier 25 is provided downstream of the spray opening 18 with a baffle 120, which creates a blocking effect in section 119 of the powder channel 14 between the gas outlet openings 80 and the spray opening 18.
  • the impact body 120 is provided on its front side facing away from the spray opening 18 with a cross-air opening 124, which is supplied with gas from the powder channel 24 via radial bores 128 and a subsequent annular channel section 130 and this essentially radially via the front end face 132 of the impact body 120 conducts to prevent powder from adhering to this end face 132.
  • the transverse air opening 124 is annular in accordance with FIG. 2, the ring radius of this opening 124 being made as small as is technically possible.
  • Electrodes 84 are located in the gas outlet openings 80; on the other hand, the distance between the electrode ends 84 and thus also the distance between the radial center of the gas outlet openings 80 and the downstream end 118 of the spray opening 18 is important, this distance 126 preferably being approximately the same size as the radius of the outer diameter 117 of the powder channel 14 in the powder channel section 119 directly upstream of spray opening 18.
  • the embodiment according to FIG. 3 is identical to the embodiment from FIG. 2, with the embodiment according to FIG. 3 additionally in the radial center of the impact body 120 an axially opening gas outlet opening 134 is formed, which is connected to the gas channel 24 and in which there is a further electrode 136 around which the gas flows for electrostatic charging of the powder.
  • the further electrode 136 is also connected to the electrical line 48 via an extension wire 138.
  • the end of the connecting wire 138 serves as the electrode 136.
  • the impact body forms a flow congestion area in the powder channel immediately upstream of the spray opening, in which the powder is compressed. Since the electrode is located in the gas outlet opening and its gas flows around and around it, no powder particles can adhere to it.
  • the electric field lines emanating from the electrode run along ideal trajectories of the powder particles from the electrode to the object to be coated, essentially without electrical stray field lines. The avoidance of stray field lines leads to a stronger charge of the powder particles with the same electrical energy, so that these are better attracted to the object to be coated and adhere better to it.
  • the gas transfers the electrical charge of the electrode into the compacted powder.

Landscapes

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

Abstract

Stromabwärts der Sprühöffnung befindet sich eine Pulverablenkeinrichtung (120). Ihr Träger (25) ist innerhalb eines Pulverkanals (14) mit mindestens einer Auslaßöffnung (80) für Gas versehen, in welcher sich eine Elektrode (82) befindet. Gas, welches durch die Auslaßöffnung (80) strömt, nimmt von der Elektrode (82) elektrische Ladungen auf und injiziert diese in das Pulver im Pulverkanal (14). Das Gas treibt Pulverteilchen im Pulverkanal (14) quer zur Strömungsrichtung des Pulverstromes radial nach außen und quer zu nachströmenden ungeladenen Pulverteilchen, so daß elektrisch geladene Pulverteilchen elektrische Ladungen an ungeladene Pulverteilchen abgeben und alle Pulverteilchen schnell und auf hohe Spannungen elektrisch aufgeladen werden. Elektrische Feldlinien erstrecken sich auf idealen Bahnen von der Elektrode (82) zu einem mit Pulver zu beschichtenden Objekt.

Figure imgaf001
A powder deflection device (120) is located downstream of the spray opening. Its carrier (25) is provided within a powder channel (14) with at least one outlet opening (80) for gas, in which an electrode (82) is located. Gas, which flows through the outlet opening (80), receives electrical charges from the electrode (82) and injects them into the powder in the powder channel (14). The gas drives powder particles in the powder channel (14) transversely to the flow direction of the powder stream radially outwards and transversely to the uncharged powder particles flowing in laterally, so that electrically charged powder particles emit electrical charges to uncharged powder particles and all powder particles are quickly and electrically charged to high voltages. Electrical field lines extend on ideal paths from the electrode (82) to an object to be coated with powder.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft gemäß einer ersten Ausführung eine elektrostatische Sprüheinrichtung für Beschichtungspulver, mit einem Pulverkanal und einer Sprühöffnung an dessen stromabwärtigem Ende, mit einer Pulverablenkeinrichtung stromabwärts nach der Sprühöffnung im radialen Zentrum des Pulvrestromes zur Erzeugung einer Gaswand quer zum Pulverstrom, mit einem sich axial durch einen Kanalabschnitt des Pulverkanals und durch die Sprühöffnung in der Pulverkanalachse erstrechenden Träger, welcher die Pulverablenkeinrichtung trägt und welcher einen die Pulverablenkeinrichtung mit Gas versorgenden Gaskanal sowie mindestens eine Elektrode zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungspulvers innerhalb des Pulverkanals aufweist.According to a first embodiment, the invention relates to an electrostatic spray device for coating powder, with a powder channel and a spray opening at its downstream end, with a powder deflection device downstream after the spray opening in the radial center of the powder flow for generating a gas wall transverse to the powder flow, with an axially through a Channel section of the powder channel and through the spray opening in the powder channel axis first carrier, which carries the powder deflecting device and which has a gas channel supplying the powder deflecting gas and at least one electrode for electrostatically charging the coating powder within the powder channel.

Die Erfindung betrifft gemäß einer zweiten Ausführung eine elektrostatische Sprüheinrichtung für Beschichtungspulver, mit einem Pulverkanal und einer Sprühöffnung an dessen stromabwärtigem Ende, mit einer Pulverablenkeinrichtung stromabwärts nach der Sprühöffnung im radialen Zentrum des Pulverstromes zur Erzeugung einer Pulverwolke, mit einem sich axial durch einen Kanalabschnitt des Pulverkanals und durch die Sprühöffnung in der Pulverkanalachse erstreckenden Träger, welcher die Pulverablenkeinrichtung trägt und mit einem Gaskanal sowie mit mindestens einer Elektrode zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungspulvers innerhalb des Pulverkanals versehen ist.According to a second embodiment, the invention relates to an electrostatic spray device for coating powder, with a powder channel and a spray opening at its downstream end, with a powder deflection device downstream after the spray opening in the radial center of the powder flow for generating a powder cloud, with an axially through a channel section of the powder channel and through the spray opening in the powder channel axis, the carrier which carries the powder deflection device and is provided with a gas channel and with at least one electrode for electrostatically charging the coating powder within the powder channel.

Solche elektrostatischen Sprüheinrichtungen sind aus der japanischen Patentanmeldung 54-80 06 mit der Veröffentlichungsnummer 55-99 361 (A) sowie deren auszugsweise Veröffentlichung in "Patents abstracts of Japan", Oktober 29, 1980,Vol. 4, Nr. 155 bekannt. Deren Pulverablenkeinrichtung besteht aus einem im Durchmesser tropfenförmig dickeren Abschnitt des Trägers und darin gebildeten Öffnungen, welche sternförmig, jedoch in Strömungsrichtung des Pulverstromes nach vorne geneigt, angeordnet sind und eine Gaswand quer zum Pulverstrom erzeugen, um dadurch den Pulverstrom in eine Pulverwoke umzuwandeln. Ferner ist aus der DE-OS 23 12 363 eine elektrostatische Sprüheinrichtung mit einem axial im Pulverkanal angeordneten Träger für eine pneumatische Pulverablenkeinrichtung stromabwärts der Sprühöffnung bekannt, bei welcher eine ringförmige Elektrode stromaufwärts der Sprühöffnung längs eines kurzen Kanalabschnittes die äußere Mantelwand des Pulverkanals bildet. Außerdem ist aus der US-PS 4 289 278 bekannt, eine Elektrode axial im Pulverkanal stromaufwärts von dessen Sprühöffnung in dessen radialem Zentrum anzuordnen und mit Gas zu umspülen, damit sich keine Pulverteilchen an der Elektrode ansetzen können. Dabei kann die Elektrode unmittelbar im Pulverstrom oder in einem in diesen mündenden Gaskanal angeordnet sein. Aus der Veröffentlichung 0 123 964 Al der europäischen Patentanmeldung 84 103 847.4 ist außerdem eine elektrostatische Sprüheinrichtung mit einer pneumatischen Pulverablenkeinrichtung bekannt, welche sich stromabwärts außerhalb einer Sprühöffnung an einem Träger befindet, welcher sich axial durch die Sprühöffnung in einen Pulverkanal erstreckt. Die Pulverablenkeinrichtung erzeugt über einen im wesentlichen radialen, leicht nach vorne geneigten Ringschlitz einen das Pulver ablenkenden Gasstrom. Der Ringschlitz ist durch die vordere Stirnseite des Trägers und eine vorgesetzte Scheibe gebildet, welche eine an Hochspannung anschließbare Halbleiterelektrode ist. Ferner ist aus der DE-OS 19 32 387 eine elektrostatische Sprüheinrichtung bekannt, bei welcher in einem Kanal zentrisch eine Elektrode axial unmittelbar stromaufwärts einer Sprühöffnung angeordnet ist. In der Mantelwand des Kanals befinden sich axial nacheinander zwei die Elektrode koaxial umgebende Ringschlitzdüsen, über welche von der einen Ringschlitzdüse Luft und von der anderen Ringschlitzdüse Farbflüssigkeit gegen die Elektrode strömt. Die DE-PS 25 39 627 entspricht im wesentlichen der US-PS 3 940 061 und zeigt eine mit Luft umspülte Elektrode im Zentrum einer Sprühöffnung einer elektrostatischen Sprüheinrichtung.Such electrostatic spray devices are known from Japanese patent application 54-80 06 with publication number 55-99 361 (A) and their partial publication in "Patents abstracts of Japan", October 29, 1980, vol. 4, No. 155. Their powder deflection device consists of a section of the carrier which is thicker in the shape of a drop, and openings formed therein, which are arranged in a star shape, but inclined forward in the flow direction of the powder stream, and produce a gas wall transversely to the powder stream, in order thereby to convert the powder stream into a powder woke. Furthermore, from DE-OS 23 12 363 an electrostatic spray device with an axially arranged in the powder channel support for a pneumatic powder deflection device downstream of the spray opening is known, in which an annular electrode upstream of the spray opening along a short channel section forms the outer jacket wall of the powder channel. It is also known from US Pat. No. 4,289,278 to arrange an electrode axially in the powder channel upstream of its spray opening in its radial center and to flush it with gas so that no powder particles can attach to the electrode. The electrode can be arranged directly in the powder stream or in a gas channel opening into this. From publication 0 123 964 A1 of European patent application 84 103 847.4 there is also one electrostatic spraying device with a pneumatic powder deflection device is known, which is located downstream of a spray opening on a carrier which extends axially through the spray opening into a powder channel. The powder deflection device generates a gas flow deflecting the powder via an essentially radial, slightly sloping forward annular slot. The ring slot is formed by the front face of the carrier and a front disc, which is a semiconductor electrode that can be connected to high voltage. Furthermore, from DE-OS 19 32 387 an electrostatic spray device is known, in which an electrode is arranged centrally in a channel axially immediately upstream of a spray opening. In the jacket wall of the channel there are axially one after the other two ring slot nozzles coaxially surrounding the electrode, via which air flows from one ring slot nozzle and colored liquid flows against the electrode from the other ring slot nozzle. DE-PS 25 39 627 corresponds essentially to US Pat. No. 3,940,061 and shows an air-flushed electrode in the center of a spray opening of an electrostatic spray device.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Beschichtungsqualität und Wirtschaftlichkeit des Beschichtungsverfahrens mit einer solchen Sprüheinrichtung zu verbessern. Ferner sollen Pulververluste auf dem Weg von der Sprüheinrichtung zu dem zu beschichtenden Gegenstand verringert werden. Außerdem soll mit der Sprüheinrichtung eine dickere Schicht Pulver auf den zu beschichtenden Gegenstand durch einen einzigen Sprühvorgang aufgebracht werden können.The object of the invention is to improve the coating quality and economy of the coating method with such a spray device. Furthermore, powder losses on the way from the spray device to the object to be coated are to be reduced. In addition, the spray device is said to be able to apply a thicker layer of powder to the object to be coated by a single spraying process.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei der ersten Ausführung dadurch gelöst, daß der Träger mit mindestens einer den Gaskanal mit dem Pulverkanal verbindenden Gasauslaßöffnung versehen ist, daß in der Gasauslaßöffnung mindestens eine der Elektroden derart angeordnet ist, daß vom Gaskanal durch die Gasauslaßöffnung in den Pulverkanal strömendes Gas an der Elektrode entlangströmt und dabei elektrische Ladungen von der Elektrode in das Beschichtungspulver injiziert, daß der Abstand des radialen Mittelpunktes der Gasauslaßöffnung in der Mantelfläche des Trägers, und der Abstand des stromabwärtigen Endes der Elektrode, jeweils von einer Querebene am stromabwärtigen Ende der Sprühöffnung zwischen 12 mm und 16 mm liegt, vorzugsweise 14 mm beträgt.This object is achieved according to the invention in the first embodiment in that the carrier is provided with at least one gas outlet opening connecting the gas channel to the powder channel, that at least one of the electrodes is arranged in the gas outlet opening in such a way that from the gas channel through the gas outlet opening into the powder channel flowing gas flows along the electrode and thereby injects electrical charges from the electrode into the coating powder, that the distance of the radial center of the gas outlet opening in the lateral surface of the carrier, and the distance of the downstream end of the electrode, each from a transverse plane at the downstream end of the spray opening is between 12 mm and 16 mm, preferably 14 mm.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei der zweiten Ausführung dadurch gelöst, daß die Pulverablenkeinrichtung einen Prallkörper aufweist, daß der Träger mit mindestens einer den Gaskanal mit dem Pulverkanal verbindenden Gasauslaßöffnung versehen ist, daß in der Gasauslaßöffnung mindestens eine der Elektroden derart angeordnet ist, daß vom Gaskanal durch die Gasauslaßöffnung in den Pulverkanal strömendes Gas an der Elektrode entlangstömt und dabei elektrische Ladungen von der Elektrode in das Beschichtungspulver injiziert, daß der Abstand des radialen Mittelpunktes der Gasauslaßöffnung in der Mantelfläche des Trägers, und der Abstand des stromabwärtigen Endes der Elektrode, jeweils von einer Querebene der Sprühöffnung an deren stromabwärtigem Ende ungefähr halb so groß ist wie der äußere Durchmesser des im Querschnitt ringförmigen Pulverkanals in dessen Kanalabschnitt zwischen der Gasauslaßöffnugn und der Sprühöffnung.This object is achieved according to the invention in the second embodiment in that the powder deflection device has a baffle body, that the carrier is provided with at least one gas outlet opening connecting the gas channel to the powder channel, that at least one of the electrodes is arranged in the gas outlet opening in such a way that the Gas channel flows through the gas outlet opening into the powder channel along the electrode and thereby injects electrical charges from the electrode into the coating powder, that the distance of the radial center of the gas outlet opening in the lateral surface of the carrier, and the distance of the downstream end of the electrode, each from a transverse plane of the spray opening at its downstream end is approximately half as large as the outer diameter of the powder channel, which is annular in cross section, in its channel section between the gas outlet opening and the spray opening.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Further features of the invention are contained in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, welche als Beispiel zeigen:

  • Fig.1 einen abgebrochenden Längsschnitt einer elektrostatischen Sprüheinrichtung nach der ersten Ausführung der Erfindung im Maßstab 2:1,
  • Fig. 2 einen Längsschnitt einer elektrostatischen Sprüheinrichtung nach der zweiten Aus­führung der Erfindung mit einem mechanischen Prallkörper zur Zerstäubung des Pulvers, und
  • Fig. 3 einen abgebrochenen Längsschnitt der zweiten Ausführung einer elektrostatischen Sprüh­einrichtung nach der Erfindung, von Fig. 2, jedoch mit einem geänderten Detail.
The invention is described below with reference to the drawings, which show as an example:
  • 1 shows a broken-off longitudinal section of an electrostatic spray device according to the first embodiment of the invention on a scale of 2: 1,
  • 2 shows a longitudinal section of an electrostatic spray device according to the second embodiment of the invention with a mechanical impact body for atomizing the powder, and
  • Fig. 3 is a broken longitudinal section of the second embodiment of an electrostatic spraying device according to the invention, of Fig. 2, but with a changed detail.

Die elektrostatische Sprüheinrichtung nach der Erfindung hat gemäß Fig. 1 einen rohrartigen Grundkörper 2, welcher aus 3 koaxial ineinander angeordneten Einzelteilen 4, 6 und 8 besteht. Durch den innersten Teil 8 erstreckt sich axial ein Pulverkanal 14, dessen stromabwärtiges Ende mit einer Sprühöffnung 18 versehen ist. Im Pulverkanal 14 befindet sich eine Einrichtung 22 mit einem stabförmigen Träger 25, welcher sich axial längs der Kanalachse 20 des Pulverkanals 14 erstreckt und diesem entlang des Trägers 25 eine ringförmige Querschnittsform gibt, während der Pulverkanal 14 stromaufwärts der Einrichtung 22 einen hohlzylindrischen Abschnitt 72 hat. Ein Gaskanal 24 erstreckt sich durch den Träger 25 längs der Kanalachse 20. Der Gaskanal 24 steht mit einem Gasanschluß 28 in Verbindung. Im Gaskanal 24 liegt eine elektrische Leitung 48, welche an eine elektrische Hochspannungsquelle angeschlossen ist, welche, wie bekannt, entweder im Grundkörper 2 angeordnet oder extern angeordnet sein kann. Der im Querschnitt ringförmige Kanalabschnitt 68 ist nach außen durch eine zylindrische Wand 62 und innen durch eine zylindrische Mantelfläche 70 des stabförmigen Trägers 25 begrenzt.1, the electrostatic spray device according to the invention has a tubular base body 2, which consists of 3 individual parts 4, 6 and 8 arranged coaxially one inside the other. A powder channel 14 extends axially through the innermost part 8, the downstream end of which is provided with a spray opening 18. In the powder channel 14 there is a device 22 with a rod-shaped carrier 25 which extends axially along the channel axis 20 of the powder channel 14 and gives it an annular cross-sectional shape along the carrier 25, while the powder channel 14 upstream of the device 22 has a hollow cylindrical section 72. A gas channel 24 extends through the Carrier 25 along the channel axis 20. The gas channel 24 is connected to a gas connection 28. In the gas duct 24 there is an electrical line 48 which is connected to an electrical high-voltage source which, as is known, can either be arranged in the base body 2 or can be arranged externally. The channel section 68, which is annular in cross section, is delimited on the outside by a cylindrical wall 62 and on the inside by a cylindrical jacket surface 70 of the rod-shaped carrier 25.

Der Gaskanal 24 mündet über zwei Gasauslaßöffnungen 80, die im Träger 25 gebildet sind, in den im Querschnitt ring­förmigen Abschnitt 68 des Pulverkanals 14. Diese Gasauslaß­öffnungen 80 sind durch Bohrungen gebildet, die nicht radial, sondern schräg zur Pulver-Strömungsrichtung ent­sprechend den Zeichnungen verlaufen, sodaß sie zur Sprüh­öffnung 18 hin geneigt sind. Sie sind gleichmäßig um den Umfang des Trägers 25 verteilt. In jeder Gasauslaßöffnung 80 befindet sich eine Elektrode 82, die jede an die elektrische Leitung 48 angeschlossen ist. Die Elektroden­enden 84 enden vorzugsweise ungefähr in der Mantelfläche 70. Die Elektrodenenden 84 können auch z.B. 0,1 bis 3,0 mm vor der Mantelfläche 70 enden, oder geringfügig über diese hinausragen. Im letzteren Falle ist ein stärkerer Gasstrom zur Sauberhaltung der Elektrodenenden erforderlich. Der Durchmesser der Gasauslaßöffnungen 80 ist nur wenig größer als der Durchmesser der Elektroden 82. Statt zwei, könnte auch nurc eine Gasauslaßöffnugn 80 vorgesehen sein, jedoch ergeben zwei oder mehr Gasauslaßöffnungen 80 mit je mindestens einer Elektrode 82 bessere elektrostatische Wirkungen. Da die Elektroden 82 in den Gasauslaßöffungen 80 untergebracht sind und von dem Gas des Gaskanals 24 umspült werden, kann an diesen Elektroden kein Pulver ablagern, auch wenn über den Gaskanal 24 nur wenig Gas oder Gas mit verhältnismäßig niedrigem Druck zugeführt wird.The gas channel 24 opens via two gas outlet openings 80, which are formed in the carrier 25, into the section 68 of the powder channel 14 which is annular in cross section. These gas outlet openings 80 are formed by bores which do not run radially but at an angle to the powder flow direction in accordance with the drawings, so that they are inclined towards the spray opening 18. They are evenly distributed around the circumference of the carrier 25. In each gas outlet opening 80 there is an electrode 82, each of which is connected to the electrical line 48. The electrode ends 84 preferably end approximately in the lateral surface 70. The electrode ends 84 can also end, for example, 0.1 to 3.0 mm in front of the lateral surface 70, or protrude slightly therefrom. In the latter case, a stronger gas flow is required to keep the electrode ends clean. The diameter of the gas outlet openings 80 is only slightly larger than the diameter of the electrodes 82. Instead of two, only one gas outlet openings 80 could be provided, but two or more gas outlet openings 80, each with at least one electrode 82, result in better electrostatic effects. Since the electrodes 82 are accommodated in the gas outlet openings 80 and are surrounded by the gas of the gas channel 24, no powder can be deposited on these electrodes, even if only a little gas or gas is present via the gas channel 24 relatively low pressure is supplied.

Der Träger 25 ist außerhalb der Sprühöffnung 18 mit einer Pulverablenkeinrichtung zum im wesentlichen radialen Ablenken des aus der Sprühöffnung 18 austretenden Pulvers versehen. Diese Pulverablenkeinrichtung 102 hat eine quer zur Längsrichtung des Pulverkanals 14 ausmündende ringförmige Quergas-Öffnung 104 zur Erzeugung einer Gaswand 106 quer zur Längsrichtung 20 des Pulverkanals 14. Anstelle von einer ringförmigen Öffnung 104 kann auch eine Vielzahl von im wesentlichen radial ausmündenden Öffnungen zur Erzeugung einer kreisscheibenförmigen Gaswand 106 quer zum Pulverkanal 14 vorgesehen werden. Der Gaskanal 24 versorgt über radiale Bohrungen 108 und einen sich anschließenden Ringkanal 110 die Quergas-Öffnung 104 mit Gas, vorzugsweise Luft. Die Quergas-Öffnung 104 ist durch einen Ringspalt zwischen der Sitrnseite 112 des Trägers 25 und einer stirnseitig in den Träger eingesetzten Kappe 114 gebildet. Der Träger 25 hat auf seiner gesamten Länge bis zur Kappe 114 einen gleichbleibenden Durchmesser, welcher gleich groß ist wie der Durchmesser der Kappe 114. Abweichend hiervon könnten der Träger 25 und die Kappe 114 verschiedene Durchmesser haben.The carrier 25 is provided outside the spray opening 18 with a powder deflection device for essentially radially deflecting the powder emerging from the spray opening 18. This powder deflection device 102 has an annular transverse gas opening 104 opening out transversely to the longitudinal direction of the powder channel 14 for generating a gas wall 106 transverse to the longitudinal direction 20 of the powder channel 14. Instead of an annular opening 104, a plurality of essentially radially opening outlets can also be used to produce a circular disk-shaped opening Gas wall 106 can be provided across the powder channel 14. The gas channel 24 supplies the transverse gas opening 104 with gas, preferably air, via radial bores 108 and an adjoining ring channel 110. The transverse gas opening 104 is formed by an annular gap between the side 112 of the carrier 25 and a cap 114 inserted into the end of the carrier. The carrier 25 has a constant diameter over its entire length up to the cap 114, which is the same size as the diameter of the cap 114. In deviation from this, the carrier 25 and the cap 114 could have different diameters.

Der Abstand 116 der Elektrodenenden 84, und damit auch der radiale Mittelpunkt der Gasauslaßöffnungen 80 in der Mantelfläche 70, vom stromabwärtigen Ende 118 der Sprühöffnung 18 ist im wesentlichen gleich groß wie der äußere Durchmesser 117 des Pulverkanals 14 unmittelbar stromaufwärts der Sprühöffnung 18. Unabhängig vom Durchmesser 117 des Pulverkanals 14 beträgt der Abstand 116 vorzugsweise ungefähr 12 mm bis 16 mm. Der bevorzugte Wert ist 14 mm. Der zwischen den Gasauslaßöffnungen 80 und der Sprühöffnung 18 gelegene Pulverkanalabschnitt 119 des Pulverkanals 14 hat infolge des zentralen Trägers 25 eine ringförmige Querschnittsform und wirkt je nach Geschwindigkeit des Gases der Gaswand 106 als Staubereich oder als Sogbereich. Der Pulverkanalabschnitt 119 wirkt dann als Staubereich, wenn das pneumatisch geförderte Pulver durch die Gaswand 106 gestaut und dadurch im Pulverkanalabschnitt 119 komprimiert wird. Zu diesem Zwecke ist die Gasströmung der Gaswand 106 so langsam, daß sie auf den Pulverstrom in der Sprühöffnung 18 keine Saugwirkung ausüben kann. Der Pulverkanalabschnitt 119 wirkt dagegen dann als Sogbereich, wenn das Pulver von dem Gas der Gaswand 106 durch injektorartige Saugwirkung aus dem Pulverkanalabschnitt 119 durch die Sprühöffnung 18 "herausgesaugt" wird. Dies ist dann der Fall, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Gases der Gaswand 106 größer ist als die Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers im Pulverkanalabschnitt 119. In beiden Fällen wirkt die Gaswand 106 als "Prallkörper", durch welchen der Pulverstrom radial auseinandergetrieben und zu einer Pulverwolke umgeformt wird. Das Gas des Gaskanals 24 nimmt von den Elektroden 82 elektrische Ladungen auf und injiziert diese elektrischen Ladungen im Pulverkanalabschnitt 119 durch den gesamten Kanalquerschnitt hindurch in den Pulverstrom. Durch den Gasstrom der Gaswand 106 werden die radial inneren Pulverteilchen gegenüber den radial äußeren Pulverteilchen verschoben und mit diesen verwirbelt, wodurch die stärker geladenen Pulverteilchen elektrische Ladungen an die schwächer geladenen Pulverteilchen abgeben und weitere elektrische Ladungseinheiten von den Elektroden 82 "nachsaugen".The distance 116 between the electrode ends 84, and thus also the radial center of the gas outlet openings 80 in the lateral surface 70, from the downstream end 118 of the spray opening 18 is essentially the same size as the outer diameter 117 of the powder channel 14 immediately upstream of the spray opening 18. Regardless of the diameter 117 of the powder channel 14, the distance 116 is preferably approximately 12 mm to 16 mm. The preferred value is 14 mm. The located between the gas outlet openings 80 and the spray opening 18 powder channel section 119 of the As a result of the central carrier 25, powder channel 14 has an annular cross-sectional shape and, depending on the speed of the gas of the gas wall 106, acts as a storage area or as a suction area. The powder channel section 119 then acts as a stowage area when the pneumatically conveyed powder is stowed through the gas wall 106 and is thereby compressed in the powder channel section 119. For this purpose the gas flow of the gas wall 106 is so slow that it cannot exert any suction on the powder flow in the spray opening 18. The powder channel section 119, on the other hand, acts as a suction area when the powder is "sucked out" by the gas of the gas wall 106 by means of an injector-like suction effect from the powder channel section 119 through the spray opening 18. This is the case if the flow velocity of the gas of the gas wall 106 is greater than the flow velocity of the powder in the powder channel section 119. In both cases, the gas wall 106 acts as an “impact body”, by means of which the powder flow is driven apart radially and converted into a powder cloud. The gas of the gas channel 24 receives electrical charges from the electrodes 82 and injects these electric charges in the powder channel section 119 through the entire channel cross section into the powder stream. The gas flow from the gas wall 106 displaces and swirls the radially inner powder particles with respect to the radially outer powder particles, as a result of which the more highly charged powder particles release electrical charges to the less charged powder particles and "suck up" further electrical charge units from the electrodes 82.

Alle Teile der Sprüheinrichtung, welche vom Pulver berührt werden, bestehen vorzugsweise aus Kunststoff.All parts of the spray device which are touched by the powder are preferably made of plastic.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:

  • a) eine bessere Beschichtungsqualität,
  • b) geringerer Energiebedarf,
  • c) geringere Pulververluste auf dem Weg von der Sprüheinrichtung zu dem zu beschichtenden Gegenstand,
  • d) gleichbleibende Beschichtungsqualität und keine Betriebsunterbrechungen, da eine Verschmutzung der Elektroden durch den Gasstrom und durch die geschützte Unterbringung im Gasauslaß dauerhaft vermieden wird,
  • e) die Möglichkeit, auf dem zu beschichtenden Gegenstand eine Pulverschicht größerer Dicke in einem einzigen Sprühvorgang zu bilden.
The following advantages result from the invention:
  • a) better coating quality,
  • b) lower energy consumption,
  • c) lower powder losses on the way from the spraying device to the object to be coated,
  • d) constant coating quality and no interruptions in operation, since contamination of the electrodes by the gas flow and by the protected accommodation in the gas outlet is permanently avoided,
  • e) the possibility of forming a powder layer of greater thickness on the object to be coated in a single spraying process.

Die Erfindung hat folgende Wirkungen:

  • 1.1.1. Stärkere elektrostatische Aufladung des Pulvers, indem das Pulver im radialen Zentrum des Puvlerkanals 14 von den Elektroden 82 elektrostatisch aufgeladen wird und anschließend durch den Gasstrom der Gaswand 106 die Pulverteilchen relativ zueinander verschoben werden, sodaß ein Ladungsaustausch zwischen unterschiedlich geladenen Pulverteilchen stattfindet und dadurch neue Ladungen von den Elektroden 84 her "abgesaugt" werden.
  • 1.1.2. Das Gas des Gaskanals 24 übernimmt von den Elektroden 82 elektrische Ladungen und treibt diese injektorartig radial von innen nach außen über den ganzen Querschnitt des Pulverkanalabschnitts 119 durch den Pulverstrom, sodaß alle Pulverteilchen bereits im Pulverkanalabschnitt 119 elektrostatisch aufgeladen werden.
  • 1.1.3. Die elektrischen Feldlinien, die zwischen den elektrisch geladenen Elektroden 82 und dem an Erdpotential liegenden zu beschichtenden Gegenstand verlaufen, haben im wesentlichen keine Streufelder, sondern verlaufen auf idealen Bahnen durch die Gaswand 106 hindurch.
  • 1.2. Im Falle eines Staubereiches unmittelbar stromaufwärts der Sprühöffnung 18 im Pulverkanalabschnitt 119 wird das Pulver darin komprimiert, wodurch eine stärkere Aufladung als im Falle eines Sogbereiches möglich ist. Auch im Falle eines Sogbereiches unmittelbar stromaufwärts der Sprühöffnung 18 im Pulverkanalabschnitt 119 erfolgt eine intensive Aufladung aller Pulverteilchen. Die den Elektroden 82 nähergelegenen Pulverteilchen werden stärker aufgeladen als die radial weiter außen gelegenen Pulverteilchen. Durch den Gasstrom der Gaswand 106 werden jedoch die elektrostatisch stärker aufgeladenen Pulverteilchen vom Zentrum radial nach außen getrieben und mit den weniger stark aufgeladenen Pulverteilchen vermischt. Dadurch nehmen schwächer aufgeladene Pulverteilchen zusätzliche Ladungseinheiten von stärker aufgeladenen Pulverteilchen auf, sodaß alle Pulverteilchen eine ausreichende elektrische Ladung haben, durch welche sie von dem zu beschichtenden Gegenstand angezogen werden und an ihm haften, ohne abzuprallen.
The invention has the following effects:
  • 1.1.1. Stronger electrostatic charging of the powder by the powder in the radial center of the pump channel 14 being electrostatically charged by the electrodes 82 and then the powder particles being displaced relative to one another by the gas flow of the gas wall 106, so that a charge exchange takes place between differently charged powder particles and thereby new charges of the electrodes 84 "sucked" forth.
  • 1.1.2. The gas of the gas channel 24 takes on electrical charges from the electrodes 82 and drives them in an injector-like manner radially from the inside out over the entire cross section of the powder channel section 119 through the powder stream, so that all powder particles are already electrostatically charged in the powder channel section 119.
  • 1.1.3. The electrical field lines which run between the electrically charged electrodes 82 and the object to be coated which is at ground potential have essentially no stray fields, but run through the gas wall 106 on ideal paths.
  • 1.2. In the case of a stagnation area immediately upstream of the spray opening 18 in the powder channel section 119, the powder is compressed therein, as a result of which a stronger charge is possible than in the case of a suction area. In the case of a suction area immediately upstream of the spray opening 18 in the powder channel section 119, all powder particles are intensively charged. The powder particles closer to the electrodes 82 are charged more strongly than the powder particles located radially further out. However, the gas flow from the gas wall 106 drives the electrostatically more highly charged powder particles radially outward from the center and mixes them with the less strongly charged powder particles. As a result, weakly charged powder particles take up additional charge units of more highly charged powder particles, so that all powder particles have a sufficient electrical charge, by means of which they are attracted to and adhere to the object to be coated without ricocheting off.

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten elektrostatischen Sprüheinrichtungen nach der Erfindung haben einen rohrartigen Grundkörper 2, welcher aus drei axial ineinander angeordneten Einzelteilen 4, 6 und 8 besteht. Durch den innersten Teil 8 erstreckt sich axial ein Pulverkanal 14, dessen stromabwärtiges Ende mit einer Spühöffnung 18 versehen ist. Im Pulverkanal 14 befindet sich eine axial zur Kanalachse 20 verlaufende Einrichtung 22, welche einen Gaskanal 24 bildet, der sich längs der Kanalachse 20 erstreckt. Der Gaskanal 24 steht mit einem Gasanschluß 28 in Verbindung. Im Gaskanal 24 liegt eine elektrische Leitung 48, welche an eine elektrische Hochspannungsquelle angeschlossen ist, welche, wie bekannt, entweder im Grundkörper 2 angeordnet oder extern angeordnet sein kann. Die Einrichtung 22 ist mit einem stabförmigen Träger 25 versehen, welcher sich axial längs der Kanalachse 20 des Pulverkanals 14 erstreckt und diesem entlang des Trägers 25 eine ringförmige Querschnittsform gibt, während der Pulverkanal 24 stromaufwärts der Einrichtung 22 einen hohlzylindrischen Abschnitt 72 hat. Der im Querschnitt ringförmige Kanalabschnitt 68 ist nach außen durch eine zylindrische Kanalwand 62 und innen durch eine zylindrische Mantelfläche 70 des stabförmigen Trägers 25 begrenzt.The electrostatic spray devices according to the invention shown in FIGS. 2 and 3 have a tubular base body 2, which consists of three individual parts 4, 6 and 8 arranged axially one inside the other. A powder channel 14 extends axially through the innermost part 8, the downstream end of which is provided with a spray opening 18. In the powder channel 14 there is a device 22 which runs axially to the channel axis 20 and which forms a gas channel 24 which extends along the channel axis 20. The gas channel 24 stands with one Gas connection 28 in connection. In the gas duct 24 there is an electrical line 48 which is connected to an electrical high-voltage source which, as is known, can either be arranged in the base body 2 or can be arranged externally. The device 22 is provided with a rod-shaped carrier 25 which extends axially along the channel axis 20 of the powder channel 14 and gives it an annular cross-sectional shape along the carrier 25, while the powder channel 24 has a hollow cylindrical section 72 upstream of the device 22. The channel section 68, which is annular in cross section, is delimited on the outside by a cylindrical channel wall 62 and on the inside by a cylindrical jacket surface 70 of the rod-shaped carrier 25.

Der Gaskanal 24 mündet über zwei Gasauslaßöffnungen 80, die im Träger 25 gebildet sind, in den im Querschnitt ringförmigen Abschnitt 68 des Pulverkanals 14. Diese Gasauslaßöffnungen 80 sind durch Bohrungen gebildet, die nicht radial, sondern schräg zur Pulverströmungsrichtung entsprechend den Zeichnungen verlaufen. Sie sind gleichmäßig um den Umfang des Trägers 25 verteilt. In jeder Gasauslaßöffnung befindet sich eine Elektrode 82, die jede an die elektrische Leitung 48 angeschlossen ist. Die Elektrodenenden 84 enden ungefähr in der Mantelfläche 70. Vorzugsweise reichen sie nicht bis zur Mantelfläche 70, sondern enden kurz, ungefähr 1 mm, vorher, damit keine Pulverteilchen an ihnen haften können. Der Durchmesser der Gasauslaßöffnungen 80 ist nur wenig größer als der Durchmesser der Elektroden 82. Statt zwei, könnte auch nur eine Gasauslaßöffnung 80 vorgesehen sein, jedoch ergeben zwei oder mehr Gasauslaßöffnungen mit je mindestens einer Elektrode bessere elektrostatische Wirkungen.The gas channel 24 opens out via two gas outlet openings 80, which are formed in the carrier 25, into the section 68 of the powder channel 14, which section has an annular cross section. These gas outlet openings 80 are formed by bores which do not run radially but at an angle to the powder flow direction according to the drawings. They are evenly distributed around the circumference of the carrier 25. There is an electrode 82 in each gas outlet opening, each of which is connected to the electrical line 48. The electrode ends 84 end approximately in the outer surface 70. They preferably do not extend to the outer surface 70, but end short, approximately 1 mm beforehand, so that no powder particles can adhere to them. The diameter of the gas outlet openings 80 is only slightly larger than the diameter of the electrodes 82. Instead of two, only one gas outlet opening 80 could be provided, but two or more gas outlet openings, each with at least one electrode, give better electrostatic effects.

Der Träger 25 ist außerhalb der Sprühöffnung 18 mit einer Strömungsablenkeinrichtung zum im wesentlichen radialen Ablenken des aus der Sprühöffnung 18 austretenden Pulvers versehen.The carrier 25 is outside the spray opening 18 with a Flow deflection device is provided for essentially radial deflection of the powder emerging from the spray opening 18.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist der Träger 25 stromabwärts der Sprühöffnung 18 mit einem Prallkörper 120 versehen, welcher im Abschnitt 119 des Pulverkanals 14 zwischen den Gasauslaßöffnungen 80 und der Sprühöffnung 18 eine Stauwirkung erzeugt. Der Prallkörper 120 ist auf seiner von der Sprühöffnung 18 abgewandten Vorderseite mit einer Querluft-Öffnung 124 versehen, welche vom Pulverkanal 24 über Radialbohrungen 128 und einen sich anschließenden ringförmigen Kanalabschnitt 130 mit Gas versorgt wird und dieses im wesentlichen radial über die vordere Stirnfläche 132 des Prallkörpers 120 leitet, um ein Anhaften von Pulver an dieser Stirnfläche 132 zu vermeiden. Zu diesem Zwecke ist die Querluft-Öffnung 124 ringförmig entsprechend Fig. 2 ausgebildet, wobei der Ringradius dieser Öffnung 124 so klein gemacht wird, wie dies technisch nur möglich ist.In the embodiment according to FIG. 2, the carrier 25 is provided downstream of the spray opening 18 with a baffle 120, which creates a blocking effect in section 119 of the powder channel 14 between the gas outlet openings 80 and the spray opening 18. The impact body 120 is provided on its front side facing away from the spray opening 18 with a cross-air opening 124, which is supplied with gas from the powder channel 24 via radial bores 128 and a subsequent annular channel section 130 and this essentially radially via the front end face 132 of the impact body 120 conducts to prevent powder from adhering to this end face 132. For this purpose, the transverse air opening 124 is annular in accordance with FIG. 2, the ring radius of this opening 124 being made as small as is technically possible.

Wichtig sind hierbei insbesondere zwei Merkmale: Zum einen, daß die Elektrodenenden 84 sich in den Gasauslaßöffnungen 80 befinden; zum anderen ist der Abstand der Elektrodenenden 84 und damit auch der Abstand des radialen Mittelpunktes der Gasauslaßöffnungen 80 vom stromabwärtigen Ende 118 der Sprühöffnung 18 wichtig, wobei dieser Abstand 126 vorzugsweise ungefähr gleich groß ist wie der Radius des Außendurchmessers 117 des Pulverkanals 14 im Pulverkanalabschnitt 119 unmittelbar stromaufwärts der Sprühöffnung 18.Two features are particularly important here: firstly, that the electrode ends 84 are located in the gas outlet openings 80; on the other hand, the distance between the electrode ends 84 and thus also the distance between the radial center of the gas outlet openings 80 and the downstream end 118 of the spray opening 18 is important, this distance 126 preferably being approximately the same size as the radius of the outer diameter 117 of the powder channel 14 in the powder channel section 119 directly upstream of spray opening 18.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 ist identisch mit der Ausführungsform von Fig. 2, wobei bei der Ausführungsform nach Fig. 3 zusätzlich im radialen Zentrum des Prallkörpers 120 eine axial ausmündende Gasauslaßöffnung 134 gebildet ist, die mit dem Gaskanal 24 in Verbindung steht und in welcher sich eine vom Gas umströmte weitere Elektrode 136 zur elektrostatischen Aufladung des Pulvers befindet. Die weitere Elektrode 136 ist über einen Verlängerungsdraht 138 ebenfalls an die elektrische Leitung 48 angeschlossen. Das Ende des Verbindungsdrahtes 138 dient als Elektrode 136.The embodiment according to FIG. 3 is identical to the embodiment from FIG. 2, with the embodiment according to FIG. 3 additionally in the radial center of the impact body 120 an axially opening gas outlet opening 134 is formed, which is connected to the gas channel 24 and in which there is a further electrode 136 around which the gas flows for electrostatic charging of the powder. The further electrode 136 is also connected to the electrical line 48 via an extension wire 138. The end of the connecting wire 138 serves as the electrode 136.

Dadurch werden folgende Vorteile erreicht: Der Prallkörper bildet unmittelbar stromaufwärts der Sprühöffnung im Pulverkanal einen Strömungsstaubereich, in welchem das Pulver verdichtet wird. Da sich die Elektrode in der Gasauslaßöffnung befindet und von deren Gas umströmt und umspült wird, können sich an ihr keine Pulverteilchen festsetzen. Die von der Elektrode ausgehenden elektrischen Feldlinien verlaufen längs von idealen Flugbahnen der Pulverteilchen von der Elektrode zu dem zu beschichtenden Gegenstand, im wesentlichen ohne elektrische Streu-­Feldlinien. Die Vermeidung von Streu-Feldlinien führt bei gleicher elektrischer Energie zu einer stärkeren Aufladung der Pulverpartikel, so daß diese besser von dem zu beschichtenden Gegenstand angezogen werden und besser auf ihm haften. Das Gas überträgt die elektrische Ladung der Elektrode in das verdichtete Pulver. Durch die gleichzeitige Wirkung von Verdichtung des Pulvers und Hineinpressen oder Injektion der Ladungsteilchen von der Elektrode mit Hilfe des Gases in das verdichtete Pulver ergibt sich ebenfalls eine verstärkte elektrostatische Aufladung der Pulverpartikel. Diese Wirkungen verringern Verluste an versprühtem Pulver, erzeugen bessere Beschichtungsqualitäten, ermöglichen dickere Pulverschichten auf dem zu beschichtenden Gegenstand pro Sprühvorgang und können zur Energieeinsparung benutzt werden. Am Ende der Elektrode, also an der Elektrodenspitze, findet eine Coronaentladung statt, durch welche sich das Elektrodenende erwärmen kann. Aber auch bei Erwärmung können keine Pulverpartikel an der Elektrode kleben, weil sie vom Gasstrom von der Elektrode abgehalten werden, und weil das Elektrodenende entweder nur gering, vorzugsweise aber überhaupt nicht aus der Öffnung des Gaskanals in den Pulverkanal hinausragt.The following advantages are thereby achieved: The impact body forms a flow congestion area in the powder channel immediately upstream of the spray opening, in which the powder is compressed. Since the electrode is located in the gas outlet opening and its gas flows around and around it, no powder particles can adhere to it. The electric field lines emanating from the electrode run along ideal trajectories of the powder particles from the electrode to the object to be coated, essentially without electrical stray field lines. The avoidance of stray field lines leads to a stronger charge of the powder particles with the same electrical energy, so that these are better attracted to the object to be coated and adhere better to it. The gas transfers the electrical charge of the electrode into the compacted powder. The simultaneous effect of compacting the powder and pressing it in or injecting the charged particles from the electrode with the aid of the gas into the compacted powder likewise results in an increased electrostatic charging of the powder particles. These effects reduce losses of sprayed powder, produce better coating qualities, enable thicker layers of powder on the object to be coated per spraying process and can be used to save energy. At the end of the electrode, i.e. at the Electrode tip, a corona discharge takes place, through which the electrode end can heat up. However, even when heated, no powder particles can stick to the electrode because they are kept away from the electrode by the gas flow and because the electrode end protrudes only slightly, but preferably not at all, from the opening of the gas channel into the powder channel.

Claims (10)

1. Elektrostatische Sprüheinrichtung für Beschichtungs­pulver, mit einem Pulverkanal (14) und einer Sprühöffnung (18) an dessen stromabwärtigem Ende, mit einer Pulverablenkeinrichtung (104, 106, 108, 112) stromabwärts nach der Sprühöffnung (18) im radialen Zentrum des Pulverstromes zur Erzeugung einer Gaswand (106) quer zum Pulverstrom, mit einem sich axial durch einen Kanalabschnitt (68, 119) des Pulverkanals (14) und durch die Sprühöffnung (18) in der Pulverkanalachse (20) erstreckenden Träger (25), welcher die Pulverablenkeinrichtung (104, 106, 108, 112) trägt und welcher einen die Pulverablenkeinrichtung mit Gas versorgenden Gaskanal (24) sowie mindestens eine Elektrode (82) zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungspulvers innerhalb des Pulverkanals (14) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (25) mit mindestens einer den Gaskanal (24) mit dem Pulverkanal (14) verbindenden Gasauslaßöffung (80) versehen ist, daß in der Gasauslaßöffnung (80) mindestens eine der Elektroden (82) derart angeordnet ist, daß vom Gaskanal (24) durch die Gasauslaßöffnung (80) in den Pulverkanal (14) strömendes Gas an der Elektrode (82) entlangströmt und dabei elektrische Ladungen von der Elektrode in das Beschichtungspulver injiziert, daß der Abstand (116) des radialen Mittelpunktes der Gasauslaßöffnung (80) in der Mantelfläche (70) des Trägers (25), und der Abstand des stromabwärtigen Endes (84) der Elektrode (82), jeweils von einer Querebene am stromabwärtigen Ende (118) der Sprühöffnung (18) zwischen 12 mm und 16 mm liegt, vorzugsweise 14 mm beträgt.1. Electrostatic spraying device for coating powder, with a powder channel (14) and a spray opening (18) at its downstream end, with a powder deflection device (104, 106, 108, 112) downstream after the spray opening (18) in the radial center of the powder stream for generation a gas wall (106) transverse to the powder flow, with a carrier (25) which extends axially through a channel section (68, 119) of the powder channel (14) and through the spray opening (18) in the powder channel axis (20) and which supports the powder deflecting device (104 , 106, 108, 112) and which has a gas channel (24) supplying the powder deflection device with gas and at least one electrode (82) for electrostatically charging the coating powder within the powder channel (14),
characterized,
that the support (25) is provided with at least one gas outlet opening (80) connecting the gas channel (24) to the powder channel (14), that at least one of the electrodes (82) is arranged in the gas outlet opening (80) such that the gas channel ( 24) gas flowing through the gas outlet opening (80) into the powder channel (14) at the electrode (82) flows and thereby injects electrical charges from the electrode into the coating powder, that the distance (116) of the radial center of the gas outlet opening (80) in the lateral surface (70) of the carrier (25), and the distance of the downstream end (84) of the electrode (82), each from a transverse plane at the downstream end (118) of the spray opening (18) is between 12 mm and 16 mm, preferably 14 mm. 2. Sprüheinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das bezüglich des Gasstromes stromabwärtige Ende (84) der Elektrode (82) im Bereich zwischen dem stromabwärtigen Ende der Gasauslaßöffnung (80) und 3mm stromaufwärts davon liegt.2. Spray device according to claim 1,
characterized,
that the downstream end (84) of the electrode (82) with respect to the gas flow is in the region between the downstream end of the gas outlet opening (80) and 3 mm upstream thereof. 3. Sprüheinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das bezüglich des Gasstromes stromabwärtige Ende (84) der Elektrode (82) ungefähr am stromabwärtigen Ende der Gasauslaßöffnung (80) in der Mantelfläche (70) des Trägers (25) liegt.3. Spray device according to claim 1,
characterized,
that the downstream end (84) of the electrode (82) with respect to the gas flow lies approximately at the downstream end of the gas outlet opening (80) in the lateral surface (70) of the carrier (25). 4. Sprüheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasauslaßöffnung (80) schräg zur Radialrichtung des Pulverkanals (14) in Strömungsrichtung des Beschichtungspulvers geneigt in den Pulverkanal (14) gerichtet ist.4. Spray device according to one of claims 1 to 3,
characterized,
that the gas outlet opening (80) is directed obliquely to the radial direction of the powder channel (14) in the flow direction of the coating powder into the powder channel (14). 5. Elektrostatische Sprüheinrichtung für Beschichtungs­pulver, mit einem Pulverkanal (14) und einer Sprühöffnung (18) an dessen stromabwärtigem Ende, mit einer Pulverablenkeinrichtung (120) stromabwärts nach der Sprühöffnung im radialen Zentrum des Pulverstromes zur Erzeugung einer Pulverwolke, mit einem sich axial durch einen Kanalabschnitt (119) des Pulverkanals (14) und durch die Sprühöffnung (18) in der Pulverkanalachse (20) erstreckenden Träger (25), welcher die Pulverablenkeinrichtung (120) trägt und mit einem Gaskanal (24) sowie mit mindestens einer Elektrode (82) zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungspulvers innerhalb des Pulverkanals (14) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pulverablenkeinrichtung einen Prallkörper (120) aufweist, daß der Träger (25) mit mindestens einer den Gaskanal (24) mit dem Pulverkanal (14) verbindenden Gasauslaßöffnung (80) versehen ist, daß in der Gasauslaßöffnung (80) mindestens eine der Elektroden (82) derart angeordnet ist, daß vom Gaskanal (24) durch die Gasauslaßöffnung (80) in den Pulverkanal (14) strömendes Gas an der Elektrode (82) entlangströmt und dabei elektrische Ladungen von der Elektrode (82) in das Beschichtungspulver injiziert, daß der Abstand (126) des radialen Mittelpunktes der Gasauslaßöffnung (80) in der Mantelfläche (70) des Trägers (25), und der Abstand des stromabwärtigen Endes (84) der Elektrode (82), jeweils von einer Querebene der Sprühöffnung (18) an deren stromabwärtigem Ende (118) ungefähr halb so groß ist wie der äußere Durchmesser (117) des im Querschnitt ringförmigen Pulverkanals (14) in dessen Kanalabschnitt (119) zwischen der Gasauslaßöffnung (80) und der Sprühöffnung (18).5. Electrostatic spraying device for coating powder, with a powder channel (14) and a spray opening (18) at its downstream end, with a powder deflection device (120) downstream of the spray opening in the radial center of the powder flow for generating a powder cloud, with a carrier (axially extending through a channel section (119) of the powder channel (14) and through the spray opening (18) in the powder channel axis (20) 25), which carries the powder deflection device (120) and is provided with a gas channel (24) and with at least one electrode (82) for electrostatically charging the coating powder within the powder channel (14),
characterized,
that the powder deflection device has an impact body (120), that the carrier (25) is provided with at least one gas outlet opening (80) connecting the gas channel (24) to the powder channel (14), that at least one of the electrodes (80) in the gas outlet opening (80) 82) is arranged such that gas flowing from the gas channel (24) through the gas outlet opening (80) into the powder channel (14) flows along the electrode (82) and thereby injects electrical charges from the electrode (82) into the coating powder that the Distance (126) of the radial center of the gas outlet opening (80) in the lateral surface (70) of the carrier (25), and the distance of the downstream end (84) of the electrode (82), each from a transverse plane of the spray opening (18) at the latter downstream end (118) is approximately half as large as the outer diameter (117) of the cross-sectionally annular powder channel (14) in its channel section (119) between the gas outlet opening (80) and the spray opening (18). 6. Sprüheinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich das Ende (84) der Elektrode (82) ungefähr in der Ebene der Mantelfläche (70) des Trägers (25) oder bis ungefähr 1 mm stromaufwärts in der Gasauslaßöffnung (80) befindet.6. Spray device according to claim 5,
characterized,
that the end (84) of the electrode (82) is approximately in the plane of the lateral surface (70) of the carrier (25) or up to approximately 1 mm upstream in the gas outlet opening (80). 7. Sprüheinrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasauslaßöffnung (80) schräg zur Radialrichtung des Pulverkanals (14) in Strömungsrichtung des Beschichtungspulvers geneigt in den Pulverkanal (14) gerichtet ist.7. Spray device according to claim 5 or 6,
characterized,
that the gas outlet opening (80) is directed obliquely to the radial direction of the powder channel (14) in the flow direction of the coating powder into the powder channel (14). 8. Sprüheinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß im radialen Zentrum (20) des Prallkörpers (120) eine axiale Gasauslaßöffnung (134) auf der von der Sprühöffnung (18) abgewandten Seite des Prallkörpers (120) axial nach vorne ausmündet, die mit dem Gaskanal (24) in Verbindung steht, und daß in dieser axialen Gasauslaßöffnung (134) eine weitere Elektrode (136) zur elektrostatischen Aufladung des Pulvers angeordnet ist.8. Spray device according to one of claims 5 to 7,
characterized,
that in the radial center (20) of the impact body (120) an axial gas outlet opening (134) on the side facing away from the spray opening (18) of the impact body (120) opens out axially, which is connected to the gas channel (24), and that a further electrode (136) for electrostatically charging the powder is arranged in this axial gas outlet opening (134). 9. Sprüheinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Prallkörper (120) auf seiner von der Sprühöffnung (18) abgewandten vorderen Körperseite (132) mindestens eine im wesentlichen radial ausmündende Gasauslaßöffnung (124) aufweist, welche im wesentlichen im radialen Zentrum des Prallkörpers liegt und mit dem Gaskanal (24) in Verbindung steht.9. Spray device according to one of claims 5 to 8,
characterized,
that the impact body (120) has on its front body side (132) facing away from the spray opening (18) at least one substantially radially opening gas outlet opening (124), which lies essentially in the radial center of the impact body and with the gas channel (24) in connection stands. 10. Sprüheinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (25), gleichmäßig um seinen Umfang verteilt, innerhalb des Pulverkanals (14) stromaufwärts der Sprühöffnung (18) mindestens zwei Gasauslaßöffnungen (80) mit jeweils mindestens einer Elektrode (82) aufweist.10. Spray device according to one of claims 5 to 9,
characterized,
that the carrier (25), distributed uniformly around its circumference, has at least two gas outlet openings (80), each with at least one electrode (82), inside the powder channel (14) upstream of the spray opening (18).
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