FI59346C - Elektrostatisk faergsprutanordning - Google Patents

Description

R3r»l M ni)lcuu.tUTU,»uutA,,u 5934 6

Μ Λ lJ 1 ' UTLAeGNINOSSKRIFT J

φφΡνΚ C (45) Fa tentti myönnetty 10 00 193! r Patent meddelat ^ (S1) K*JuVa3 B 05 B 5/00 SUOMI—FINLAND (21) PttaMtlhakMiMi· — PataMamekning 77267^+ (22) —Aiwttknlnpdat 09.09.77 (23) ΑΙΙηφβΜ—GiMfb«tad«| 09.09.77 (41) Tulkit JulklMlai — Mlvit offtnclig ne; 73 jututti ja raklitfIhallltua NlMMUcsIpmon f> kuiiL|ulk*toun pvm. - **«"* och r*giat*r«tyr«lMn ' AnaOkan uthgd och utUkrtfWn pubUcerad 30.0l.8l (32)(33)(31) *rr*«*r ·*»ομ«·μ·—»t|«rd ρΗοτκ* 10.ll.76 Unkari-Ungern(HU) HA-1029 (^1) Hajtomiivek es Fest<3berendezesek Gyära, Fehervari ut. 96, Budapest XI, Unkari-Ungern(HU) (72) György Benedik, Budapest, Andräs Bese, Budapest, Jozsef Domokos,

Budapest, Istvan Koväcs, Budapest, Unkari-Ungern(HU) (7¾) Oy Kolster Ab (5^) Sähköstaattinen värinruiskutuslaite - Elektrostatisk färgsprutanordning

Keksintö koskee sähköstaattista värinruiskutuslaitetta, jossa on väriaineen läpikulkurako kahden, ainakin osan matkaa samalla etäisyydellä toisiinsa nähden kulkevan elektrodin välissä, joista toinen elektrodi on korkeajännite-elektrodi, joka ainakin osittain rajoittaa välittömästi läpikulkurakoa, ja toinen elektrodi on alhaisemman potentiaalin omaava kuin korkeajännite-elektrodi, erikoisesti maapotentiaalinen vastaelektrodi, jonka elektrodin ja läpikulkuraon välissä kulkee eristyskerros.

Sähköstaattisen värinruiskutuksen alalla tunnetaan erilaisia ruiskulaitteita, joissa väriaine sumutetaan sähköstaattisesta ja/tai paineiImalla, tai - jos ruiskulaitteessa on pyörivä pää - keskipakoisvoimalla ja/tai sähköstaattisella voimalla. Tunnetut värinruis-kutuslaitteet voidaan valmistaa metallista tai muovista.

Pyörivällä metallipäällä varustetuissa ruiskulaitteissa on metal-likiekko varustettu terävällä ruiskureunalla, joka on yhdistetty korkeajannitteiseen virtalähteeseen, jolloin virtalähteen toinen 2 59346 napa on yhdistetty maahan. Pyörivällä metallikiekolla on maahan nähden huomattava jännite (50 - 150 kV). Päällystettävä ja myös maadoitettu esine on järjestetty 250-400 mm etäisyydelle laitteesta, niin että sen ja ruiskutettavan esineen välillä esiintyy hyvin voimakas sähköinen voimakenttä. Kenttävoimakkuus kasvaa kärkivaikutuksen seurauksena hyvin voimakkaasti ruiskutuskiekon terävässä reunassa, ja voi jopa saavuttaa arvon, joka ylittää ilman läpilyön-tikestävyyden, niin että reunan lataus poistuu ilmaan valoilmiön seuraamana.

Pyörivällä päällä, jossa ruiskutuskiekko on muovia, muodostaa väriaine itse johtavan tai puolijohtavai kerroksen, jossa on korkea-jännite. Muoviruiskutuskiekolla on, erikoisesti kun väriaineen vastus on suuri kenttävoimakkuus ruiskutusreunalla pienempi, niin että myös sumutuksen tehokkuus on vähäisempi.

Tunnetaan myös sähköstaattisia ruiskutuslaitteita pyörivällä päällä, joka pyörii hyvin suurella nopeudella. Tällöin sumuuntuminen syntyy yksinomaan keskipakovoiman vaikutuksesta ja väriaine ladataan epäsuorasti jälkikäteen.

Eräs toinen sähköstaattinen värinruiskutuslaite työskentelee elektrodijärjestelmällä, johon kuuluu pääelektrodi ja vastakkais-latauksella varustettu apuelektrodi, jotka on järjestetty lähelle toisiaan väriaineen sähköiseksi varaamiseksi siihen vaadittavalla sähköisellä kenttävoimakkuudella, muodostamalla läpikulkurako väriainetta varten. Tämän järjestelmän eräs jatkokehitelmä toimii kondensaattorien tapaan vaikuttavilla elektrodeilla, joista toinen elektrodi on korkeajänniteelektrodi, jonka kanssa väriaine joutuu sähköä-johtavaan kosketukseen, ja toinen elektrodi on maadoitettu vasta-elektrodi, joka on eristetty väriaineeseen nähdei kiinteällä eristys-kerroksella. Johtuen pienestä välimatkasta elektrodien välillä, tässä järjestelmässä voidaan saavuttaa myös alhaisella jännitteellä hyvin korkea kenttävoimakkuus, niin että voidaan saavuttaa alhaisella käyttöjännitteellä korkea väriaineen varautuminen.

Viimeksimainittua värinruiskutuslaitetta on tähän asti käytetty ilmasumutusjärjestelmissä. Ilmasumutuksen avulla väriainesumu saa nimittäin luonteenomaisen alkunopeutensa ja virtaussuuntansa ja tuodaan ruiskutettavan esineen läheisyyteen, jolloin riittää jo väri-aineosasten oma varaus viemään ne esineen pinnalle.

Värinruiskutuslaitteilla, joissa on kondensaattorien tapaan vaikuttava elektrodijärjestelmä, väriainesumu saa suhteellisen korkean 3 59346 oman varauksen. Sähköisesti varattua väriainesumua vetää siis puoleensa jokainen maajännitteen omaava kappale, niin myös vastaelekt-rodi laitteen ulkopuolella. Erikoisesti kun sumuuntuminen tapahtuu pääasiassa sähköstaattisten voimien vaikutuksesta ja väriainesumu lähtee ruiskutuslaitteesta vain vähäisellä nopeudella, vastaelektrodi vetää puoleensa väriainesunua voimakkaasti, niin että osa väriaineesta laskeutuu vastaelektrodin eristyskerrokselle laitteen ulkopuolella, mikä johtaa vastaavaan puhdistuskustannukseen ja huomattavaan väriaineen menetykseen.

Sitävastoin keksintö antaa alussa mainitulla tavalla muodostetun sähköstaattisen värinruiskutuslaitteen, jossa on kondensaattorien tapaan vaikuttava elektrodijärjestelmä, jossa on saavutettu korkealla sumuuntumishyötysuhteella mahdollisimman korkea väriaineosas-ten varautuminen alhaisella jännitteellä, ja väriaineen laskeutuminen laitteen päälle vastaelektrodin vaikutuksesta on estetty.

Keksinnön mukainen ratkaisu on tunnettu erikoisesti siitä, että vastaelektrodi kulkee korkeajännite-elektrodin ja vastaelektro-dista eristetysti järjestetyn toisen korkeajännite-elektrodin väliin suljettuna.

Tällaisella monikerroselektrodijärjestelmällä, jossa on kaksi ulompana sijaitsevaa korkeajännite-elektrodia, joiden väliin on järjestetty toisen korkeajännite-elektrodin kanssa kondensaattorin tapaan yhdessätoimiva vastaelektrodi, on suojattu laitteen ulkopuoleen nähden korkeajännite-elektrodien avulla, niin että se ei muodosta ulospäin mitään voimakenttää, joten laitteen ulkopuoli ei siis vedä puoleensa väriainesumua. Myös keksinnön mukaisella elektrodi järjestelmällä väriaine virtaa vastaelektrodin, etenkin maadoitetun ja tämän kanssa oleellisesti samalla etäisyydellä kulkevan korkeajännite-elektrodin välistä, jolloin se joutuu sähköäjohtavaan kosketukseen tämän korkeajännityselektrodin kanssa ainakinosalla sen pituutta ja erikoisesti läpikulkuraon alkuosassa. Näin ovat myös keksinnön mukaisessa elektrodijärjestelmässä mukana edelläkuvatun kondensaattorintapaisen elektrodijärjestelmän edut antaen alhaisella jännitteellä väriaineelle suuren varauksen. Samalla on siten myös estetty kipinäpurkaus laitteen suukappaleen terävissä reunoissa.

* 59346

Siten on myös mahdollista, vaikuttamatta haitallisesti tehokkuuteen, peittää laitteen ulkopuolella sijaitseva korkeajännite-elektrodi tai korkeajännite-elektrodit laitteen ulkopuolelta eri stysainee1-la, niin ettei synny mitään kosketusvaaraa.

Kunkin erikoisen suoritusmuodon mukaan suojataan edullisesti täydellisesti yhden tai molempien korkeajännite-elektrodien koko väriaineen sähköllävaraamisjärjestelmä, niin että ainoastaan yksi tai molemmat korkeajännite-elektrodit (n) muodostavat varausjärjestelmän vastapotentiaaleista riippumattoman voimakentän maadoitettuun ja puoleensavetävään esineeseen.

Keksinnön mukainen ratkaisu on erikoisen edullinen pyörivällä ruiskutuspäällä varustetuille värinruiskutuslaitteille, erikoisesti kun tämä pyörii suurella nopeudella. Ilman haitallista vaikutusta tehokkuudelle voidaan tässä muodostaa terävä ruiskutusreuna eristys-aineesta, niin ettei synny vaaraa kipinäpurkauksesta. Sen ohessa voidaan käyttää hyväksi sähköstaattista sumutusta ja keskipakois-sumutusta.

Molemmilla korkeajännite-elektrodeilla voi olla oleellisesti sama korkeajännitepotentiaali. Voi olla myös tarkoituksenmukaista, ruiskutuskuvion säätämiseksi, että toisen korkeajännite-elektrodin potentiaali poikkeaa toisen korkeajännite-elektrodin potentiaalista.

Keksinnön nämä ja muut tunnusmerkit ja edut käyvät ilmi seuraa-vasta edullisten suoritusesimerkkien ja piirrosten selostuksesta. Piirustuksessa on kuvio 1 kiekonmuotoinen pyörivää pää aksiaalileikkauksena, kuvio 2 osa kellonmuotoista pyörivää päätä aksiaalileikkauksena, kuvio 3 eräs suoritusmuoto kuvion 2 pyörivästä päästä, kuvio ä eräs toinen suoritusmuoto pyörivästä päästä kuviossa 2, kuvio 5 osaleikkaus siipikehästä kuviossa 4 pitkin viivaa A-A ja kuvio 6 ruiskutuslaite käsiruiskupistoolin muodossa, jossa väriaineen sumuuntuminen tapahtuu johtamalla paineilmaa.

Kuvion 1 mukaisessa värinruiskutuslaitteessa kiekonmuotoiseHa pyörivällä päällä 26 on monikerroselektrodijärjestelmä, joka muodos- s 59346 tuu kolmesta ympyränmuotoisen kiekon muotoisesta elektrodista, jotka pyörivät oleellisesti yhdensuuntaisina toisiinsa nähden. Säteet-täisraon 22 toiselle aksiaaliselle puolelle muodostetussa väriaineen läpikulkuraossa kulkee ensimmäinen korkeajännite-elektrodi 2, joka raon 22 säteettäisesti sisemmällä puolella rajoittaa välittömästi tätä, niin että väriaine joutuu tässä sähköisesti johtavaan kosketukseen korkeajännite-elektrodin 2 kanssa. Raon 22 säteettäi-sesti ulommalla puolella on korkeajännite-elektrodi 2 peitetty rakoon päin eristysainekerroksella 21, joka peittää myös tämän elektrodin 2 ulkopuolen ja muodostaa raon suuaukkoon ruiskutusreunan.

Raon 22 toisella aksiaalipuolella kulkee, tästä ohuella eristys-kerroksella erotettuna, maadoitettu vastaelektrodi 5, jonka päällä aksiaalisesti ulkopuolelle päin kulkee eristyskerroksen erottamana toinen korkeajännite-elektrodi 3, joka on pyörivän pään 26 ulkopuolella lisäeristyskerroksen täysin peittämä. Kolme elektrodia 2,3 ja 5 on siten elektrodin mainitulla osalla täysin upotettu eristys-aineeseen. Elektrodeja 3 ja 5 ympäröivästä eristysaineesta on muodostettu raon 22 ruiskutussuuaukkoon lisäruiskutusreuna.

Ensimmäinen korkeajännite -elektrodi 2 kulkee pyörivän pään akselilla metalliputken 6 muotoisessa johdossa, joka onrakennettu pyörivää päätä pyörittävän akselin sisälle. Akselin keskustaan m järjestetty metallitanko 7, joka on johtavasti yhdistetty maadoitettuun elektrodiin 5. Metalliputki 6 ja metallitanko 7 on eristetty toisiinsa nähden ja ulospäin eristyskerroksella 8 ja johdettu ulos moottorin 11 käyttämältä akselilta 10 sen hipalle metallirenkaiden muodossa, jotka toimivat yhdessä liukukoskettimien kanssa, niin että maadoitettu elektrodi 5 on kytketty jännitelähteen 4 maapotentiaaliin ja korkeajännite-elektrodi 2 korkeajännitepotentiaaliin.

Toinen korkeajännite-elektrodi on sähköisesti johtavasti yhdistetty kosketus jousen 9 kautta ensimmäisen korkeajännite-elektrodin 2 kanssa. Kosketusjousi kulkee vastaavasti eristettynä maadoitettuun vastaelektrodiin 5 muodostetussa suuriläpimittaisessa porauksessa 32.

Väriaineen varautuminen tapahtuu raossa 22 molempien elektrodien 2 ja 5 yhteisvaikutuksella, kun taas toinen korkeajännite-elektrodi 3 vaikuttaa varautuneeseen väriainesumuun vain ohjaavasta. Väriaine johdetaan väriainesäiliöstä 13 pumpun 14 avulla johdon 15 läpi kuoreen 16, josta se kulkeutuu porauksen 17 läpi rakoon 22 elektrodien 2 j a 5 välistä.

6 59346 Tässä väriaine virtaa keskipakovoiman vaikutuksesta säteettäi-sesti ulospäin ja joutuu säteettäisesti sisempään osaan rakoa 22 välittömästi sähköä johtavaan kosketukseen korkeajännite-elektrodin 2 kanssa, niin että se varautuu sähköisesti. Varautunut väriaine tiivistyy voimakkaasti vastakkaisen ja vastapuolisen maadoitetun vastaelektrodin 5 vetovoiman vaikutuksesta. Väriaine irtautuu korkeajännite-elektrodilta 2 ulospäin virtaavasti, jolloin kuitenkin vastaelektrodilla 5 säilytetään suuri varaustiheys. Tämä vapautuu vasta sitten, kun väriaine on virrannut pois vastaelektro-dilta 5 ja joutuu pyörivän pään 26 ulommille ruiskutusreunoille. Tässä vapautuva varaus ja keskipakovoima johtavat väriaineen sumuuntu-miseen ja sen ohjaamiseen ruiskutettavalle maadoitetulle esineelle 35. Tätä tukevat saman korkeajännitepotentiaalin omaavat korkea-jännitej-elektrodit 2 ja 3.

Kuvion 2 mukaisessa suoritusesimerkissä on pyörivä pää 27 muodostettu kellonmuotoiseksi. Tässä ensimmäinen korkeajännite-elektrodi 2 on säteettäisesti sisemmällä puolella aksiaaliseksi raoksi 22 muodostettua väriaineen läpikulkurakoa, kun taas maadoitettu vasta-elektrodi 5 ja sitä suojaava toinen korkeajännite-elektrodi 3 kulkevat säteettäisesti ulommalla puolella rakoa 22 vastaavasti upotettuna eristysaineeseen. Molemmat korkeajännite-elektrodit 2 ja 3 ovat sähköisesti johtavassa yhteydessä (ei-esitetty). Sisempi korkeajännite-elektrodi 2 on johtavasti yhteydessä korkeajännitegene-raattorin 4 kanssa. Korkeajännite-elektrodien 2 ja 3 välillä kulkeva maadoitettu vastaelektrodi 5 on kytketty kosketus jousen 30 kautta, joka kulkee eristyksessä 31 läpi molempia korkeajännite-elektrodeja yhdistävässä reunassa olevaa porauksen, maapotentiaaliin.

Väriaine virtaa laitteeseen muodostettuun sisääntulokuoreen 16 ja sieltä vastaavien porausten läpi rakoon 22 korkeajännite-elektrodin ja vastaelektrodin 5 välissä. Raossa 22 virtaa väliaine kellon ruiskutusreunaan asti ja tulee sähköisesti varatuksi elektrodien 2 ja 5 välissä jo kuvatulla tavalla. Myös sumuuntuminen tapahtuu kuten kuvan 1 suoritusesimerkissä. Sumuuntunut väriaine joutuu ulomman korkeajännite-elektrodin 3 työntämiseksi ja ohjatuksi ruiskutettavan esineen suuntaan.

Tässä suoritusmuodossa elektrodit on upotettu sekä toisiinsa että ympäristöön nähden eristysaineeseen korkeajännite-elektrodin 2 siihen osaan asti, joka ulottuu raon 22 aksiaalisesti sisempään osaan saakka, jonka elektrodin kanssa läpivirtaava väriaine joutuu 59346 7 välittömään kosketukseen.Moottori 11 käyttää kelloa akselin 10 kautta. Väriaine johdetaan väriainesäiliöstä 13 pumpun 14 avulla pyörivän pään kelloon. Korkeajännite-elektrodien käyttöjännite tuotetaan korkeajännitegenerattorista 4 vastaavien liukukoskettimien kautta.

Kuvion 3 suoritusmuoto vastaa olennaisesti kuviota 2. Kuitenkin on säteettäisesti ulompi korkeajännite-elektrodi 3 lähellä ruisku-tusreunaa pidennetty ynpyräkiekon muotoisella reunalla 3a säteettäisesti ulospäin ja m myös upotettu eristysaineeseen 21.

Kuvion 4 suoritusmuoto vastaa myös olennaisesti kuvion 2 suoritusmuotoa, jolloin kuitenkin säteettäisesti ulompana olevalta korkeajännite-elektrodilta 3 ulkonee myös korkeajännitepotentiaalin omaava, sähköisesti johtava reuna 3b säteettäisesti ulospäin, joka muodostaa eristysaineeseen upotetun aksiaalisen siipikehän 28.

Kuvio 5 esittää leikkausta läpi siipikehän 28 kuviossa 4, vastaten pyörivän pään 27 akselin kanssa yhdensuuntaisena kulkevaa leikkausviivaa A-A. Kehän avulla liikutetaan ynpäröivää ilmaa pyörivän pään 27 ruiskutusreunalle, niin että hienojakoisen väriainesumun siirtyminen esineelle 35 lisääntyy.

Kuvion 6 suoritusmuoto vastaa käytettyyn elektrodijärjestelmään asti tavallisen käsiruiskupistoolin rakennetta. Eristysaineen 8 etummaiseen osaan rajoittuvaan keskiseen väriaineen ohjauskanavaan on muodostettu laajennettu poraus 29, jossa kulkee samanakselisesti ensimmäinen sauvanmuotoinen korkeajännite-elektrodi 2, niin että syntyy elektrodin 2 ja porauksen 29 ulkoreunan väliin renkaanmuotoi-nen läpikulkurako 24 väriainetta varten. Laitteen suuaukkoa kohti kapenee poraus 29 jälleen. Ympäri eristysainekerrosta, johon rako 24 on muodostettu, kulkee maadoitettu vastaelektrodi 5, joka on muodostettu putkenmuotoiseksi ja maadoitettu laitteen käsikahvan kautta. Ympäri vastaelektrodia 5 on muodostettu renkaanmuotoinen ohjauskanava 18 sumutusil ima varten. Ohjauskanavaa 18 ulkoapäin rajoittavaan eristysaineeseen on upotettu toinen korkeajännite-elektrodi 3, jonka avulla koko ruiskutuslaitteen sähkövaraus järjestelmä on suojattu ulospäin.Toisen korkeajännite-elektrodin 3 avulla työnnetään laitteesta tulevaa ja paineilmalla sumutettua väriainetta ja ohjataan se ruiskutettavalle maadoitetulle esineelle 35.

Pitkin laitteen ulkopuolta kulkevien korkeajännite-elektrodien ei tarvitse välttämättä olla muodostettuja kulkemaan läpi kehän. Sensijaan ne voivat olla muodostetut suojaristikon muotoon.

Claims (3)

59346 8

1. Sähköstaattinen värinruiskutuslaite, jossa on väriaineen läpikulkurako (22) kahden, ainakin osan matkaa samalla etäisyydellä toisiinsa nähden kulkevan elektrodin (2 ja 5) välissä, joista toinen elektrodi on korkeajännite-elektrodi (2), joka ainakin osittain rajoittaa välittömästi läpikulkurakoa (22), ja toinen elektrodi on alhaisemman potentiaalin omaava kuin korkeajännite-elektrodi (2), erikoisesti maapotentiaalinen vastaelektrodi (5), jonka elektrodin ja läpikulkuraon (22 ) välissä” kulkee eristysainekerros, tunnettu siitä, että vastaelektrodi (5) kulkee korkeajännite-elektrodin (2) ja vastaelektrodista (5) eristetysti järjestetyn toisen korkeajännite-elektrodin (3) väliin suljettuna.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen värinruiskutuslaite, tunnettu siitä, että molemmat korkeajännite-elektrodit (2,3) ovat laitteen ulkopuolelle saakka paljaana eristyskerroksesta (21).

3. Patenttivaatimuksien 1 tai 2 mukainen värinruiskutuslaite, tunnettu siitä, että koko väriaineenvarausjärjestelmä on suojattu toiselta korkeajännite-elektrodilta (3) tai molemmilta korkeajännite-elektrodeilta (2,3)·