EP0314049A2 - Powder spray gun with electrocinetic charging - Google Patents

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EP0314049A2
EP0314049A2 EP88117691A EP88117691A EP0314049A2 EP 0314049 A2 EP0314049 A2 EP 0314049A2 EP 88117691 A EP88117691 A EP 88117691A EP 88117691 A EP88117691 A EP 88117691A EP 0314049 A2 EP0314049 A2 EP 0314049A2
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EP
European Patent Office
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spray gun
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guide body
channel
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Withdrawn
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EP88117691A
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German (de)
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Inventor
Helmut Bauch
Wolfgang Kleber
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VEB INFRAROT-ANLAGEN ORANIENBURG
Original Assignee
VEB INFRAROT-ANLAGEN ORANIENBURG
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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
    • B05B5/047—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns using tribo-charging

Definitions

  • Spray devices for electrostatic surface coating are known in which the powdery coating material is electrically charged by friction effects when a special duct, which consists of an insulating material that tends to be charged by triboelectric charging, flows through pneumatically, and is drawn into the outlet opening of the duct by flow guide elements (impactors) or radial air jets a highly disperse powder cloud is atomized (DE 1577757, DE 2203351 and DE 2257316).
  • solutions for electrostatic spraying devices are known in which the powder is charged by superimposing triboelectric effects with ionization processes triggered by them (DD 106308, DD 232595).
  • These sprayers contain an earthed electrode, which acts as a passive influencer ionizer, in the entrance zone of the triboelectric charging channel.
  • an earthed electrode acts as a passive influencer ionizer, in the entrance zone of the triboelectric charging channel.
  • the Powder particles dispersed in a carrier gas initially receive a charge due to triboelectric effects when the wall surfaces of the insulating material channel touch. While the charge of the powder particles is continuously transported out of the channel with the flow, an equally large charge of opposite polarity remains on the wall of the insulating material channel. It grows continuously and influences a charge with the same polarity as the powder charge on the grounded electrode until the field that forms between the two charges exceeds the electrical strength of the carrier gas and gas ionization begins in front of the electrode.

Landscapes

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

Abstract

The invention relates to a spray gun with electrokinetic charging of powder material for the purpose of electrostatically coating workpieces with a powder coating. The plastic powder to be applied is charged whilst flowing through, by pneumatic means, an annular gap- shaped insulating channel, by superimposing ionisation processes on tribo-electrical effects, the said ionisation processes being triggered by the said effects at a passive ionisation electrode. …<??>According to the invention, the elongate flow baffle arranged in the insulating material channel has one or more sections which consist of electrically semi-conductive material, or have such a surface, and are electrically insulated from the ionisation electrode and from one another. As a result, the effective range of the influencing ioniser is extended, the powder charge is increased and spark-like sliding discharges in the flow channel as well as flashovers of the channel wall are prevented. …<IMAGE>…

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühpistole mit elektroki­netischer Aufladung von pulverförmigem Material zur elektrostatischen Oberflächenbeschichtung von Gegenstän­den mit Pulverlack. Sie kann sowohl als manuell oder automatisch geführtes Sprühgerät als auch als Auflade­organ in Wirbelbett- oder Tunnelanlagen verwendet wer­den. Als Beschichtungsstoffe sind thermoreaktive oder thermoplastische Kunststoffe, Emaille oder ähnliche Ma­terialien in Pulverform einsetzbar.The invention relates to a spray gun with electrokinetic charging of powdery material for the electrostatic surface coating of objects with powder coating. It can be used both as a manually or automatically operated sprayer and as a charging device in fluidized bed or tunnel systems. Thermoreactive or thermoplastic plastics, enamel or similar materials in powder form can be used as coating materials.

Es sind Sprühgeräte für die elektrostatische Oberflä­chenbeschichtung bekannt, bei denen der pulverförmige Beschichtungsstoff beim pneumatischen Durchströmen eines speziellen Kanals, der aus einem zur triboelektrischen Aufladung neigenden Isolierstoff besteht, durch Reibungs­effekte elektrisch aufgeladen und in der Austrittsöff­nung des Kanals durch Strömungsleitelemente (Prallkör­per) oder radiale Luftstrahlen zu einer hochdispersen Pulverwolke zerstäubt wird (DE 1577757, DE 2203351 und DE 2257316).Spray devices for electrostatic surface coating are known in which the powdery coating material is electrically charged by friction effects when a special duct, which consists of an insulating material that tends to be charged by triboelectric charging, flows through pneumatically, and is drawn into the outlet opening of the duct by flow guide elements (impactors) or radial air jets a highly disperse powder cloud is atomized (DE 1577757, DE 2203351 and DE 2257316).

Der Nachteil dieser Geräte besteht darin, daß nur Pul­ver, die zu einer sehr hohen triboelektrischen Aufladung neigen, eingesetzt werden können. Sie arbeiten außerdem mit einer relativ geringen Pulverkonzentration im Trä­gergas, um durch häufigen Kontakt der Pulverteilchen mit der Innenwand des Strömungskanals eine verfahrens­technisch ausreichende Pulveraufladung zu erzielen.The disadvantage of these devices is that only powders that tend to have a very high triboelectric charge can be used. They also work with a relatively low powder concentration in the carrier gas in order to achieve sufficient powder charging in terms of process technology through frequent contact of the powder particles with the inner wall of the flow channel.

Zur Erhöhung der elektrischen Ladung der Pulverteilchen wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, die auf eine Verstärkung der Turbulenz der Strömung und damit der Intensität und Häufigkeit der Wandberührungen durch die Pulverteilchen hinzielen, so die Verwendung von Flächenprofilierungen in der Kanalwand (DE 2209231), die Gestaltung des Strömungskanals in Form langer ge­krümmter Laderohre kleinen Querschnittes (DE 3100002) und der Einsatz eines Reibkegels (DD 134841) oder eines Strömungsleitkörpers mit spiralförmigen Nuten oder Ka­nälen (DE G 8516746) im Isolierstoffkanal (DD 134841) oder spezieller Wirbelerzeugungseinrichtungen in Form von Leitschaufeln (DE 2938606), Propeller (US 3.905.330) oder einem Gebläserrad (DE 2451514).
Ferner sind konstruktive Ausführungsformen des tribo­elektrischen Aufladekanals bekannt, bei denen im Ab­Schnitt der Pulvereinströmung oder in der Austrittsöff­nung durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit an ge­krümmten Isolierstofflächen mittels zusätzlicher Luft­strahlen ein Unterdruck erzeugt wird, der die Pulver­teilchen an die Isolierstoffoberfläche führt (DE 2713697) oder durch Erzeugung einer schraubenlinienförmigen Teil­chenbahn (DE 2756009) eine intensivere Wandberührung verursacht wird.Various measures have been proposed to increase the electrical charge of the powder particles, which aim to increase the turbulence of the flow and thus the intensity and frequency of wall contact by the powder particles, such as the use of surface profiles in the channel wall (DE 2209231), the design of the flow channel in the form of long curved charging tubes of small cross-section (DE 3100002) and the use of a friction cone (DD 134841) or a flow guide body with spiral grooves or channels (DE G 8516746) in the insulating material channel (DD 134841) or special vortex generating devices in the form of guide vanes (DE 2938606) , Propeller (US 3,905,330) or a fan wheel (DE 2451514).
Furthermore, constructive embodiments of the triboelectric charging channel are known, in which, in the section of the powder inflow or in the outlet opening, a vacuum is generated on curved insulating material surfaces by means of additional air jets, which leads the powder particles to the surface of the insulating material (DE 2713697) or by generating a helical one Particle path (DE 2756009) causes a more intense wall contact.

Weiterhin sind Lösungen für elektrostatische Sprühgeräte bekannt, bei denen das Pulver durch Überlagerung tribo­elektrischer Effekte mit von diesen ausgelösten Ionisa­tionsprozessen aufgeladen wird (DD 106308, DD 232595). Diese Sprühgeräte enthalten in der Eingangszone des triboelektrischen Aufladekanals eine als passiver In­fluenzionisator wirkende geerdete Elektrode. Die in einem Trägergas dispergierten Pulverpartikel erhalten zunächst eine Ladung durch triboelektrische Effekte bei der Berührung der Wandflächen des Isolierstoffkanals. Während die Ladung der Pulverteilchen mit der Strömung kontinuierlich aus dem Kanal heraustransportiert wird, verbleibt auf der Wand des Isolierstoffkanals eine gleichgroße Ladung entgegengesetzter Polarität. Sie wächst ständig an und influenziert auf der geerdeten Elektrode eine Ladung mit gleicher Polarität wie die Pulverladung, bis das sich zwischen beiden Ladungen aus­bildende Feld die elektrische Festigkeit des Trägergases übersteigt und vor der Elektrode eine Gasionisation ein­setzt.Furthermore, solutions for electrostatic spraying devices are known in which the powder is charged by superimposing triboelectric effects with ionization processes triggered by them (DD 106308, DD 232595). These sprayers contain an earthed electrode, which acts as a passive influencer ionizer, in the entrance zone of the triboelectric charging channel. In the Powder particles dispersed in a carrier gas initially receive a charge due to triboelectric effects when the wall surfaces of the insulating material channel touch. While the charge of the powder particles is continuously transported out of the channel with the flow, an equally large charge of opposite polarity remains on the wall of the insulating material channel. It grows continuously and influences a charge with the same polarity as the powder charge on the grounded electrode until the field that forms between the two charges exceeds the electrical strength of the carrier gas and gas ionization begins in front of the electrode.

Die sich zur Wand des Isolierstoffkanals bewegenden Gas­ionen haben die gleiche Polarität wie die triboelek­trisch erzeugte Pulverladung. Sie führen zu einer Kom­pensation der Flächenladung auf der Wand des Isolier­stoffkanals und regenerieren damit die Oberfläche für eine weitere triboelektrische Aufladung. Gleichzeitig lagert sich ein Teil der Ionen an die vorbeiströmenden Pulverpartikel an und erhöht damit deren triboelektrisch erzeugte Ladung beziehungsweise werden auch die neutra­len Pulverteilchen, die ohne Wandberührung den Kanal durchströmen, elektrisch aufgeladen.The gas ions moving towards the wall of the insulating material channel have the same polarity as the triboelectrically generated powder charge. They compensate for the surface charge on the wall of the insulating material channel and thus regenerate the surface for further triboelectric charging. At the same time, some of the ions accumulate on the powder particles flowing past and thus increase their triboelectrically generated charge, or the neutral powder particles that flow through the channel without touching the wall are electrically charged.

Nachteil dieser Lösungen ist, daß die Ionisationspro­zesse in einem engen Strömungskanal erfolgen, der meist als schmaler Ringspalt ausgebildet ist, und dessen Iso­lierstofflächen bezüglich des axialen elektrischen Fel­des abschirmend wirken, so daß der Wirkungsbereich der Ionisatorelektrode auf den Anfangsabschnitt des Isolier­stoffkanals begrenzt ist. Die sich in entfernteren Be­ reichen ansammelnden hohen Flächenladungsdichten können zu störenden funkenähnlichen Gleitentladungen längs der Innenfläche des Isolierstoffkanals oder sogar zu Durch­schlägen der Kanalwand führen.The disadvantage of these solutions is that the ionization processes take place in a narrow flow channel, which is usually designed as a narrow annular gap, and whose insulating material surfaces have a shielding effect with respect to the axial electrical field, so that the effective range of the ionizer electrode is limited to the initial section of the insulating material channel. The distant Be accumulating high surface charge densities can lead to disturbing spark-like sliding discharges along the inner surface of the insulating material channel or even breakdowns of the channel wall.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe eine Sprühpistole mit elektrokinetischer Pulver­aufladung zu schaffen, die sich durch höhere und stabi­lere Pulveraufladung und Unterdrückung funkenähnlicher Gleitentladungen im Isolierstoffkanal sowie durch die Verhinderung von elektrischen Durchschlägen auszeichnet.The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in the claims, solves the problem of creating a spray gun with electrokinetic powder charging, which is characterized by higher and more stable powder charging and suppression of spark-like sliding discharges in the insulating material channel and by the prevention of electrical breakdowns.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß durch die Verwendung eines elektrisch halbleitenden Materials für den vorderen Stababschnitt der Wirkungsbereich der Influenzionisator­elektrode wesentlich erweitert wird. Durch Sprühentla­dungen von der Oberfläche des Stabes zu den Flächenla­dungen auf der gegenüberliegenden Innenwand des Hohl­stabes und auf den nachfolgenden Kanalabschnitten werden durch Neutralisation dieser Ladungen günstige Bedingun­gen für die weitere triboelektrische Aufladung geschaf­fen. Zugleich lädt sich der halbleitende Stababschnitt auf ein hohes Potential mit entgegengesetzter Polarität wie die Pulverladung auf, was die Ausbildung einer sta­bilen Koronaentladung von der Influenzionisatorelektro­de zu diesem Stababschnitt zur Folge hat, so daß die diese Zone passierenden Pulverteilchen durch Anlagerung von Gasionen zusätzlich aufgeladen werden. Zugleich be­grenzt die Koronaentladung des Potential des halbleiten­den Stababschnittes.The advantages achieved by the invention can be seen above all in the fact that by using an electrically semiconducting material for the front rod section, the effective range of the influence ionizer electrode is considerably expanded. Spray discharges from the surface of the rod to the surface charges on the opposite inner wall of the hollow rod and on the subsequent channel sections create favorable conditions for the further triboelectric charging by neutralizing these charges. At the same time, the semiconducting rod section charges to a high potential with opposite polarity to the powder charge, which results in the formation of a stable corona discharge from the influencer electrode to this rod section, so that the powder particles passing through this zone are additionally charged by the addition of gas ions. At the same time, the corona discharge limits the potential of the semiconducting rod section.

Die Verwendung eines halbleitfähigen Stababschnittes hat weiterhin den Vorteil, daß die Flächenladungsdichte auf der Innenwand des Hohlstabes auf einen niedrigen Wert begrenzt wird, so daß sich im Isolierstoffkanal keine funkenähnliche Entladungen und keine elektrischen Durch­schläge der Kanalwand ausbilden können.The use of a semi-conductive rod section has the further advantage that the surface charge density on the inner wall of the hollow rod is limited to a low value, so that no spark-like discharges and no electrical breakdowns of the channel wall can form in the insulating material channel.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Ausfüh­rungsbeispiele ausführlich erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen Schnittdarstellungen verschiedener Ausbildungsformen der erfindungsgemäßen Lösung:

  • Figur 1: eine Sprühpistole mit einem elektrisch halblei­tenden Abschnitt des zylindrischen Strömungs­leitkörpers;
  • Figur 2: den Isolierstoffkanal mit bei konstantem Strö­mungsquerschnitt sich im Durchmesser erweitern­dem Strömungsleitkörper, der mehrere halblei­tende Stababschnitte enthält;
  • Figur 3: den Hohlstab und Strömungsleitkörper mit Ab­schnitten, die eine kegelförmige Mantelfläche besitzen und
  • Figur 4: eine Sprühpistole mit einem Strömungskanal in Form eines doppelten Ringspaltes.
The invention is explained in detail below with the aid of some exemplary embodiments. The accompanying drawings show sectional representations of various forms of embodiment of the solution according to the invention:
  • Figure 1: a spray gun with an electrically semiconductive portion of the cylindrical flow guide;
  • FIG. 2: the insulating material duct with a flow guiding body which expands in diameter with a constant flow cross section and which contains a plurality of semiconducting rod sections;
  • Figure 3: the hollow rod and flow guide with sections that have a conical outer surface and
  • Figure 4: a spray gun with a flow channel in the form of a double annular gap.

Das Prinzip der erfinderischen Lösung ist sehr deutlich in der Figur 1 zu erkennen. Das in einem Trägergasstrom dispergierte Pulver wird durch einen Zuführungskanal 1, der tangential in den Isolierstoffkanal einmündet, zu­geführt. Dem zweiten Zuführungskanal 2 wird ein Druck­ gas, in der Regel Luft, zugeführt, das durch Bohrungen in der Elektrodenhalterung 3 und den ringspaltförmigen Kanal zwischen der nadelförmigen Influenzelektrode 6 und der Isolierstoffumhüllung 5 in den nachfolgenden Strömungskanal eingeblasen wird. Das Gas umspült dabei die Influenzelektrode allseitig und verhindert so ein Ansintern des Pulvers. Ober den Kontaktring 4 ist die Influenzelektrode 6 an Erdpotential angeschlossen. Der Grundkörper 7 kann sowohl aus Isolierstoff als auch aus einem leitenden Material gefertigt sein.The principle of the inventive solution can be seen very clearly in FIG. 1. The powder dispersed in a carrier gas stream is fed through a feed channel 1 which opens tangentially into the insulating material channel. The second supply channel 2 is a pressure gas, usually air, is supplied, which is blown into the subsequent flow channel through bores in the electrode holder 3 and the annular channel between the needle-shaped influence electrode 6 and the insulating material cover 5. The gas flows around the influence electrode on all sides and thus prevents the powder from sintering on. Influence electrode 6 is connected to earth potential via contact ring 4. The base body 7 can be made of both insulating material and a conductive material.

Der nachfolgende ringspaltförmige Strömungskanal dient zur elektrischen Aufladung des Pulvers. In einem Hohl­stab 8 aus zur triboelektrischen Aufladung neigendem Isolierstoff ist ein aus den Stababschnitten 10 und 11 bestehender zylindrischer Strömungsleitkörper mit einer kegelförmigen Spitze 9 zur Aufteilung der Strömung ein­gesetzt, wobei erfindungsgemäß der sich an die Spitze anschließende Stababschnitt 10 mit einer Länge von 25 bis 75 % der Länge des Strömungskanals aus elektrisch halb­leitendem Material besteht, während der nachfolgende Abschnitt 11 des Stabes aus dem gleichen Isolierstoff wie der Hohlstab gefertigt ist. Die beiden gegeneinander um 90° versetzten Bügel 13 dienen der zentrischen Hal­terung des verschiebbaren Stabes.The downstream annular flow channel serves to electrically charge the powder. In a hollow rod 8 made of insulating material with a tendency to triboelectric charging, a cylindrical flow guide body consisting of the rod sections 10 and 11 with a conical tip 9 is used for dividing the flow, with the rod section 10 adjoining the tip having a length of 25 to 75%. the length of the flow channel consists of electrically semiconducting material, while the subsequent section 11 of the rod is made of the same insulating material as the hollow rod. The two stirrups 13 offset from one another by 90 ° serve to hold the displaceable rod centrally.

Der halbleitende Stababschnitt kann auch in mehrere Teil­stücke aufgeteilt sein, die durch Zwischenstücke aus Isolierstoff gegeneinander isoliert sind (diese Lösung wurde nicht in der Zeichnung dargestellt).The semiconducting rod section can also be divided into several sections which are insulated from one another by intermediate pieces made of insulating material (this solution was not shown in the drawing).

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 2 ist der zentrische Strömungsleitkörper mittels eines Zentrierstabes 14 abwechselnd aus zylind­rischen und kegelstumpfförmigen Abschnitten zusammenge­setzt. In jedem der kegelstumpfförmigen Abschnitte 11a und 11b nimmt der Durchmesser des Strömungsleitkörpers zu. Die Innenfläche des Hohlstabes 8 ist durch buchsen­förmige Einsätze aus dem gleichen Isolierstoff der Stab­form so angepaßt, daß die ringförmige Querschnittsflä­che des Strömungskanals konstant bleibt. Die zylindri­schen Zwischenabschnitte 10a, 10b und 10c bestehen aus elektrisch halbleitfähigem Material. Ihre Oberflächen sind jeweils auf der strömungsabgewandten Seite angeord­net, so daß Pulveranlagerungen unterdrückt werden.In an advantageous embodiment of the invention According to FIG. 2, the central flow guide body is alternately composed of cylindrical and frustoconical sections by means of a centering rod 14. In each of the frusto-conical sections 11a and 11b, the diameter of the flow guide body increases. The inner surface of the hollow rod 8 is adapted to the rod shape by bush-shaped inserts made of the same insulating material so that the annular cross-sectional area of the flow channel remains constant. The cylindrical intermediate sections 10a, 10b and 10c consist of electrically semiconductive material. Their surfaces are each arranged on the side facing away from the flow, so that powder deposits are suppressed.

In einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung, darge­stellt in Figur 3, sind Stababschnitte mit zylindrischer und kegelförmiger Mantelfläche so hintereinander ange­ordnet und die Innenfläche des umhüllenden Hohlstabes durch entsprechende Einsätze 15a und 15b so angepaßt, daß sich ein im Querschnitt konstanter, im mittleren Durchmesser aber periodisch ändernder ringförmiger Strö­mungskanal ergibt, was eine sich mehrfach ändernde Strö­mungsrichtung zur Folge hat und durch eine intensivere Wandreibung zu einer höheren triboelektrischen Aufladung führt. Die Stababschnitte 10a und 10d mit zur Strömungs­richtung abgewandter Oberfläche sind aus elektrisch halbleitendem Material hergestellt oder besitzen eine solche Oberfläche. Sie sind in unmittelbarer Nähe der Isolierstofflächen mit intensiver Wandberührung angeord­net und erleichtern dort die Ladungsneutralisation.In a further embodiment of the invention, shown in Figure 3, rod sections with a cylindrical and conical outer surface are arranged one behind the other and the inner surface of the enveloping hollow rod is adapted by corresponding inserts 15a and 15b so that a cross-section that is constant in cross-section but changes periodically in mean diameter annular flow channel results, which results in a multiple changing flow direction and leads to a higher triboelectric charge due to more intensive wall friction. The rod sections 10a and 10d with a surface facing away from the flow direction are made of electrically semiconducting material or have such a surface. They are arranged in the immediate vicinity of the insulating material surfaces with intensive wall contact and facilitate charge neutralization there.

Ein anderes zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung zeigt Figur 4. Das Pulver wird über den axialen Ka­nal 1, 16 zugeführt und durchströmt dabei die Influenz­ionisatorelektrode 17 die eine scharfe Vorderkante auf­weist und ringförmig ausgebildet ist und durch die Ka­näle 18 ebenfalls gasumspült ist um Verkrustungen durch anhaftendes Pulver zu vermeiden. Das Druckgas wird dem Zuführungskanal 2 zugeführt. Durch Einsatz einer rohr­förmigen Hülse 20 zwischen Hohlstab 8 und Innenstab 10 wird ein Teil der Länge des Isolierstoffkanals als dop­pelter Ringspalt ausgebildet, der vom Pulver durchströmt wird.Another useful embodiment of the Erfin Figure 4 shows the manure. The powder is supplied via the axial channel 1, 16 and flows through the influencing electrode 17, which has a sharp front edge and is ring-shaped and is also gas-flushed through the channels 18 in order to avoid incrustations by adhering powder. The compressed gas is fed to the feed channel 2. By using a tubular sleeve 20 between the hollow rod 8 and the inner rod 10, part of the length of the insulating material channel is formed as a double annular gap through which the powder flows.

Erfindungsgemäß ist auf der Länge dieses Abschnittes die konzentrische Hülse und/oder der zentrische Stab 10 ganz oder teilweise aus halbleitendem Material hergestellt. Der Stab 10 und die Hülse 20 werden durch die sternför­migen Zentrierelemente 19 in ihrer Position gehalten. Der Strömungsquerschnitt ist über die Gesamtlänge des Strömungskanals, das heißt im Abschnitt des Doppelspal­tes und im nachfolgenden Einfachspalt, im wesentlichen konstant. Durch die Vergrößerund der Oberfläche relativ zum Querschnitt werden die triboelektrischen Effekte stark intensiviert, ohne daß der Strömungswiderstand zunimmt.According to the length of this section, the concentric sleeve and / or the central rod 10 is made entirely or partially of semiconducting material. The rod 10 and the sleeve 20 are held in position by the star-shaped centering elements 19. The flow cross section is essentially constant over the entire length of the flow channel, that is to say in the section of the double gap and in the subsequent single gap. Due to the enlargement and the surface relative to the cross section, the triboelectric effects are greatly intensified without increasing the flow resistance.

Als besonders vorteilhaft für die elektrisch halbleiten­den Abschnitte des Strömungsleitkörpers wurde ein Mate­rial gefunden, das eine elektrische Leitfähigkeit von 10⁻⁹ bis 10⁻⁶ S m⁻¹ aufweist, vorzugsweise 10⁻⁸ bis 10⁻⁷ S m⁻¹. In diesem Bereich ist die Leitfähigkeit der Stababschnitte zwar hoch genug, daß sich eine gleich­mäßig über die Oberfläche verteilte Gasionisation aus­ bilden kann, sie reicht aber noch nicht zur Bildung von Funkenentladungen zu anderen Stababschnitten oder ge­erdeten leitfähigen Teilen der Sprühpistole beziehungs­weise zum Werkstück aus. Die gleiche Wirkung wird bei der Verwendung von Isolierstoff mit einer halbleitenden Oberflächenschicht erreicht, deren spezifischer Oberflä­chenwiderstand R₀ 10⁸ bis 10¹⁰ Ohm beträgt, vorzugs­weise (0,5...5) 10⁹ Ohm, gemessen mit zwei 10 cm langen Schneidenelektroden in 1 cm Abstand nach dem DDR-Stan­dard TGL 15347.A material which has an electrical conductivity of 10⁻⁹ to 10⁻⁶ S m⁻¹, preferably 10⁻⁸ to 10⁻⁷ S m⁻¹, was found to be particularly advantageous for the electrically semiconducting sections of the flow guide body. In this area, the conductivity of the rod sections is high enough that gas ionization is uniformly distributed over the surface can form, but it is not yet sufficient to form spark discharges to other rod sections or grounded conductive parts of the spray gun or to the workpiece. The same effect is achieved when using insulating material with a semiconducting surface layer, the specific surface resistance of which is R₀ 10⁸ to 10¹⁰ ohms, preferably (0.5 ... 5) 10⁹ ohms, measured with two 10 cm long cutting electrodes at a distance of 1 cm the GDR standard TGL 15347.

Als sehr günstiger Werkstoff für die halbleitenden Stab­abschnitte hat sich das zur triboelektrischen Aufladung neigende Polytetrafluorethylen (PTFE) mit 3 bis 12 % Graphitanteil erwiesen.Polytetrafluoroethylene (PTFE) with a graphite content of 3 to 12% has proven to be a very cheap material for the semiconducting rod sections.

Claims (9)

1. Sprühpistole mit elektrokinetischer Aufladung von pulverförmigem Material in einem vom Pulver durch­strömten Isolierstoffkanal, der aus einem Hohlstab und einem darin zentrisch angeordneten länglichen Strömungsleitkörper besteht und ringspaltartig aus­gebildet ist und in dessen Eingangszone eine als pas­siver Ionisator wirkende vorzugsweise geerdete Elek­trode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrische Strömungsleitkörper einen oder mehrere Abschnitte enthält, die aus elektrisch halbleitendem Material bestehen oder eine solche Oberflächenschicht besitzen und gegenüber der Ionisatorelektrode sowie untereinander elektrisch isoliert sind.1. Spray gun with electrokinetic charging of powdery material in an insulating material channel through which the powder flows, which consists of a hollow rod and an elongate flow guide body centrally arranged therein and is formed like an annular gap and in the entrance zone of which a preferably grounded electrode acting as a passive ionizer is arranged, characterized in that that the central flow guide contains one or more sections which consist of electrically semiconducting material or have such a surface layer and are electrically insulated from the ionizer electrode and from one another. 2. Sprühpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsleitkörper als zylindrischer Stab mit einer kegelförmigen Spitze (9) ausgebildet ist und ein bezüglich der Strömungsrichtung am Anfang liegender Stababschnitt (10) von 25 bis 75 % der Stablänge aus elektrisch halbleitendem Material be­steht oder eine solche Oberfläche besitzt, während die übrigen Teile des Strömungskörpers (11, 12) aus dem gleichen, zur triboelektrischen Aufladung geeig­neten Isolierstoff wie der Hohlstab (8) bestehen.2. Spray gun according to claim 1, characterized in that the flow guide body is designed as a cylindrical rod with a conical tip (9) and a with respect to the flow direction at the beginning of the rod section (10) of 25 to 75% of the rod length consists of electrically semiconducting material or has such a surface, while the other parts of the flow body (11, 12) consist of the same insulating material suitable for triboelectric charging as the hollow rod (8). 3. Sprühpistole nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Strömungsleitkörper aus mehre­ren Abschnitten zusammengesetzt ist, wobei abwech­selnd Abschnitte aus elektrisch halbeitendem Mate­rial und Abschnitte aus zur triboelektrischen Auf­ ladung neigendem Isolierstoff aufeinanderfolgen.3. Spray gun according to claim 2, characterized in that the cylindrical flow guide body is composed of several sections, with alternating sections of electrically semiconducting material and sections of the triboelectric on Charge insulated material that tends to charge. 4. Sprühpistole nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Strömungsleitkörper aus Abschnitten mit zylindrischer und Abschnitten mit kegelförmiger Mantelfläche zusammengesetzt und die Innenwand des Hohlsabes diesem Verlauf entsprechend angepaßt ist, so daß ein im Querschnitt im wesentlichen konstanter Strömungskanal mit sich abschnittsweise ändernder Strömungsrichtung entsteht, wobei einzelne Abschnitte (10a bis d) des Strömungsleitkörpers, vorzugsweise solche mit strömungsabgewandter Oberfläche, aus elek­trisch halbeitendem Material bestehen oder eine solche Oberflächenschicht besitzen.4. Spray gun according to claim 1 to 3, characterized in that the flow guide body composed of sections with cylindrical and sections with a conical outer surface and the inner wall of the hollow saber is adapted to this course, so that a cross-sectionally constant flow channel with changing flow direction in sections arises, wherein individual sections (10a to d) of the flow guide body, preferably those with a surface facing away from the flow, consist of electrically semiconducting material or have such a surface layer. 5. Sprühpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Teil der Kanallänge zwischen dem zentri­schen Stab und der Innenwand des Hohlstabes (8) eine rohrförmige Hülse koaxial so angeordnet ist, daß ein doppelter Ringspalt entsteht, wobei der innere Stab (10) und/oder die rohrförmige Hülse (20) aus elek­trisch halbleitendem Material bestehen.5. Spray gun according to claim 1, characterized in that on a part of the channel length between the central rod and the inner wall of the hollow rod (8), a tubular sleeve is arranged coaxially so that a double annular gap is formed, the inner rod (10) and / or the tubular sleeve (20) consist of electrically semiconducting material. 6. Sprühpistole nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die elektrisch halbleitenden Abschnitte des Strömungsleitkörpers aus einem Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 10⁻⁹ bis 10⁻⁶ S m⁻¹ bestehen.6. Spray gun according to claim 1 to 5, characterized in that the electrically semiconducting sections of the flow guide body consist of a material with an electrical conductivity of 10⁻⁹ to 10⁻⁶ S m⁻¹. 7. Sprühpistole nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die elektrisch halbleitenden Abschnitte des Strömungsleitkörpers aus einem Isolierstoff mit einer elektrisch halbeitenden Oberflächenschicht be­stehen, deren spezifischer Oberflächenwiderstand 10⁷ bis 10¹⁰ Ohm gemessen mit zwei 10 cm langen Schneidenelektroden in 1 cm Abstand (nach DDR-Stan­dard TGL 15367) beträgt.7. Spray gun according to claim 1 to 5, characterized in that the electrically semiconducting sections of the flow guide body made of an insulating material consist of an electrically semiconducting surface layer, the specific surface resistance of which is 10⁰ to 10¹⁰ ohms measured with two 10 cm long cutting electrodes at a distance of 1 cm (according to the GDR standard TGL 15367). 8. Sprühpistole nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß die elektrisch halbleitenden Abschnitte des Strömungsleitkörpers aus zur triboelektrischen Aufladung neigendem Isolierstoff mit eingelagerten elektrisch leitfähigen Partikeln bestehen.8. Spray gun according to claim 6 and 7, characterized in that the electrically semiconducting sections of the flow guide body consist of insulating material tending to triboelectric charging with embedded electrically conductive particles. 9. Sprühpistole nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch halbleitenden Abschnitte des Strö­mungsleitkörpers aus Polytetrafluoräthylen mit 3 bis 12 % Graphit bestehen.9. Spray gun according to claim 7, characterized in that the electrically semiconducting sections of the flow guide body consist of polytetrafluoroethylene with 3 to 12% graphite.
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