FI84027B - Anordning foer elektrostatisk beskiktning av foeremaol. - Google Patents

Description

! 84027

Laite esineiden sähköstaattisesti päällystämiseksi. - Anordning för elektrostatisk beskiktning av föremäl.

Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 lajimää-ritelmän mukainen laite.

Eräällä tällaisella, esimerkiksi ajoneuvon korien päällystämiseksi käytetyllä laitteella, jossa päinvastoin kuin tavallisissa järjestelmissä sumutuspään sijasta ainoastaan yksi ulko-elektrodien ryhmittely saatetaan suurjännitepotentiaaliin, on tunnetusti olennaisia etuja käytettäessä erittäin johtavia sumutusaineita, kuten nimenomaan nk. vesilakkoja (vrt. DE-OS 34 29 075). Erityisesti vältetään huomattavat eristysongelmat, koska koko lakkajohtojärjestelmä voidaan maadoittaa sumutuspää-hän saakka.

Eräässä tällaisessa ulkoelektrodeilla varustetussa laitteessa on kuitenkin erittäin vaikeaa käytössä hyvällä päällystyshyöty-suhteella, joka riippuu sumutetun päällystysaineen varauksesta, välttää päällystysaineen aiheuttamaa sumuttimen, elektrodien ja elektrodien pitimen likaantumista. Elektrodien alueen likaantumisesta on seurauksena tehon aleneminen, so. pienentynyt vaiku-tusaste, mikä vahvistaa pyrkimystä sumutetun aineen aiheuttamaan vielä suurempaan likaantumiseen. Tästä syystä julkaisusta DE-OS 34 29 075 tunnetussa laitteessa täytyy olla ainoastaan kaksi, kolme tai mahdollisesti neljä varauselektrodia, joista jokainen on kiinnitetty säteittäisesti sumutuspään ulkokotelos-ta lähtevään ja aksiaalisesti päällystettävää esinettä kohti ulkonevaan, muovia olevaan pitimeen. Jokainen tällainen pidin käsittää kulloiseenkin elektrodiinsa johtavan suurjännitekaape-lin ja on yhdistetty takapäässä kiinteästi ulkokotelon päälle asetetun, myöskin muovia olevan rengaskappaleen kanssa. Vaikka tämä rakenne käytännössä jo on osoittautunut luotettavaksi, tietyissä käyttöolosuhteissa ei ole voitu välttää vielä kaikkia vaikeuksia mainittuun likaantumisvaaraan nähden. Lisäksi 2 84027 halutulla rajoituksella korkeintaan neljään ulkoelektrodiin on olemassa epätasaisten "sumutuskuvioiden" vaara päällystyskon-sentraation johdosta elektrodien alueessa.

Tämän keksinnön tehtävänä on aikaansaada ulkoelektrodeilla varustettu päällystyslaite, joka välttää hyvällä pinnoitus-hyötysuhteella mahdollisimman tehokkaasti sumuttimen ja elektrodien pidinlaitteen likaantumisen. Sopivimmin päällystettävässä esineessä täytyy olla taattu tasainen "sumutuskuvio".

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisella laitteella.

DD-patenttijulkaisusta 126675 tunnetaan ennestään laite esineiden päällystämiseksi sähköstaattisesti vesiohenteisilla väriaineilla, jossa laitteessa varauselektrodit on asetettu sumutus-päähän nähden välimatkan päässä olevaan eristysainetta olevaan rengaskappaleeseen, johon on sijoitettu eristetysti varaus-elektrodit rengasmaisesti toisiinsa yhdistävä suurjännitejohto. Tämän julkaisun mukaisessa laitteessa päällystysmateriaalia ei sumuteta siten, että siihen sisältyisi huomattava säteittäinen komponentti, jonka johdosta kyseisen julkaisun mukaisessa laitteessa ei lainkaan esiinny rengaskappaleen itselikaantumis-ongelmaa, eikä se siten anna mitään vihjettä mainitun ongelman ratkaisemiseksi.

Erittäin hyvin johtavien päällystysaineiden käytössä esiintyvät ongelmat (kuten ne on kuvattu edellä mainitussa julkaisussa DE-OS 34 29 075) voidaan ratkaista tämän keksinnön mukaan siis jakamalla myöskin verraten suuri lukumäärä varauselektrodeja sumutuspään ympäri, jos on pidetty huoli elektrodien kärkien riittävästä keskinäisestä eristyksestä elektrodien pitimen ulkosivulla. Eristys vähenisi johtokykyisen päällystysaineen olennaisella saostumisella elektrodien pitimet muodostavan rengaskappaleen otsapinnalle, mistä olisi seurauksena kenttä- 3 84027 voimakkuuden hyppäyksellinen aleneminen elektrodien kärjissä ja siten vielä suurempi likaantuminen. Todettiin, että rengasmaisen elektrodin pitimen sähköisesti johtavassa likaantumisessa elektrodin kärkien välillä päällystysaine liikkuisi tuskin lainkaan tai ainakin vain epäsäännöllisesti päällystettävää esinettä kohti, vaan itse laite tulisi päällystetyksi. Sama pätisi metallisen elektrodin pidinkappaleen käyttöön. Toisaalta kuitenkaan rengaskappaleen likaantumisen vaara ei lainkaan pienene varauselektrodien keskinäisen välin avulla, vaan päinvastoin vaaditaan rengaskappaleen läpimitasta riippuvainen elektrodien vähimmäismäärä (mikä mahdollisesti riippuu riittävän sähkökentän tarpeesta). Esimerkiksi elektrodien päät käsittävän ympyrän läpimitan noin 400 mm tapauksessa täytyy olla ainakin kahdeksantoista elektrodia, mikä tässä tapauksessa vastaa keskinäistä välimatkaa korkeintaan 70 mm, ellei mitään erityisiä lisätoimenpiteitä ole järjestetty likaantumisen estämiseksi.

Viitaten piirustuksessa esitettyyn sovellutusmuotoon selitetään seuraavassa lähemmin keksintöä. Piirustuksessa:

Kuvio 1 esittää sivulta nähtynä laitetta pienennettynä, mutta mittakaavalle luotettavana esityksenä.

Kuvio 2 esittää päältä päällystettävästä esineestä nähtynä kuvion 1 mukaista laitetta.

Kuvio 3 esittää kahta erilaista muutosta laitteen rengas-kappaleessa.

Kuvion 1 mukaan esitetty laite käsittää sumutuslaitteen, tunnetun kellotyyppisen kiertosumuttimen 1, jonka sumutuspään muodostavaa kellolautasta 2 voi käyttää sopivimmin ilmaturpii-ni, jolla on suuri kierrosluku. Sumuttimen akselia pitkin kulkee lakkamateriaali tai muu päällystysmateriaali varastojärjes- 4 84027 telmästä kellolautaseen johtavaan johtoon (ei esitetty). Tämän, esimerkiksi maadoitetun metalliputken muodostaman johdon kanssa johtava päällystysaine, kuten vesilakka tai sen tapainen, on maan potentiaalissa aina kellolautasen 2 sumutusreunaan 6 saakka.

Maan potentiaalissa on myöskin päällystettävä esine (ei esitetty), kuten ajoneuvon korin osa, joka on sovitettu aksiaalisen välin päähän kellolautasen 2 eteen.

Sumuttimessa voi olla eristävää muovia, esimerkiksi polyase-taattimuovia (erityisesti valkoista POM) tai sen tapaista, oleva kotelo.

Sumutusreunasta 6 olennaisesti säteittäisesti pois sumutetun päällystysaineen varaamiseksi on esitetyssä esimerkissä järjestetty sumuttimen akseliin nähden samankeskiselle, noin 400 mm läpimittaiselle ympyrälle tasaisin kulmavälein 30 neulamaista varauselektrodia 10. Nämä varauselektrodit 10 on kiinnitetty yhdensuuntaisaksiaalisesti keskipääosallaan ympyrän muotoiseen rengaskappaleeseen 20, kuten on esitetty viitemerkillä A merkittyyn ympyrään kuviossa 1. Elektrodien etupää (kärki) on vapaana rengaskappaleen 20 päällystettävän esineen puoleisessa otsapinnassa 21 olevassa syvänteessä 22. Tämä syvänne 22 avautuu ulospäin kulmalla, jonka täytyy olla yli 90° (esimerkiksi noin 120°), minkä ansiosta helpotetaan mm. elektrodien kärkien mahdollisesti tarpeellista puhdistusta. Varauselektrodien 10 takapäät on liitetty sähköä johtavasti rengasmaiseen, kaikki elektrodit keskenään yhdistävään, johdinta tai johdinpunosta olevaan johtoon 12, jonka täytyy olla sähköneristystä varten täydellisesti suljettu rengaskappaleen 20 sisään.

Sekä ulkokotelon 7 että erityisesti rengaskappaleen 20 ja sen pidätinrakenteen eristävällä materiaalilla on tietty vaikutus kentän jakautumiseen ja sen kanssa yhteydessä olevaan likaantu- 5 84027 raisvaaraan. Rengaskappale 20 on kiinnitetty sumuttimen ulkoko-teloon 7 kahdella, myöskin eristävää materiaalia olevalla puolalla 24, jotka lähtevät ulkokotelon 7 päälle asetetusta, eris-tysainetta olevasta renkaasta 26 säteittäisesti, sopivimmin kuitenkin päällystettävään esineeseen nähden vinosti kaltevas-ti. Myöskin voi olla järjestetty toisin muodostettuja ja sovitettuja puolia. Rengaskappale 20, puolat 24 ja rengas 26 voivat olla muodostetut yksikappaleisiksi tai yhdistetyt keskenään. Ulkokoteloon 7 kiinnittämiseksi voidaan käyttää kiristysruuvia 29.

Ulkopuolisen liitäntäosan 28, renkaan 26 ja toisen putkimaisen puolan 24 läpi johtaa suurjännitekaapeli 14, joka puolan 24 päähän (kuviossa 1 ylhäällä) sovitetun kosketuslaitteen 16 välityksellä on liitetty varauselektrodit 10 yhdistävään johtoon 12. Näin elektrodeihin aikaansaatu suurjännitepotentiaali voi olla esimerkiksi 60 - 80 kV tai enemmän. Esitetyn mukaan kosketuslaite 16 voi käsittää esim. puristusjousen 17 ja johtoa 12 vasten kierretyn kosketuspultin 18. Tässä kuvatun laitteen eräs etu on siis siinä, että ulkoelektrodien sähköisesti liittämiseksi tarvitaan ainoastaan yksi suurjännitekaapeli, kun taas tunnetuissa laitteissa kulloinkin omassa pitimessään olevaan jokaiseen elektrodiin johtaa erillinen kaapeli, joka piti-mien ulkopuolella täytyy kytkeä yhteen kulloinkin muihin kaapeleihin liitoskohdassa.

Luonnollisestikaan varauselektrodien 10 lukumäärä ei ole rajoitettu tässä valittuun esimerkkiin, vaan se täytyy valita siten, että päällystysaineesta rengaskappaleen 20 etumaiselle otsapin-nalle aiheutuvan 1ikääntumisvaaran välttämiseksi väli elektrodien välillä on riittävän pieni. Elektrodien 400 mm läpimittaisella jakoympyrällä täytyy käyttää sunnilleen 18 - 30 elektrodia. Varauselektrodien lukumäärän ollessa pienempi esiintyisi olennainen, so. eristävän rengaskappaleen 20 ulkopuolella elektrodit johtavasti yhdistävä päällyste, josta olisi seurauk- , 84027 sena alussa selitetty päällystyslaitteen hyppäyksellisesti lisääntyvä likaantuminen, kun taas elektrodien lukumäärän ollessa yli 30, siinä esimerkissä sähkökentän ilman mainittavaa lisäparannusta kohoaisivat ainoastaan vielä rakennuskustannukset. Jos valitaan pienempi tai suurempi jakoympyrän läpimitta elektrodeja varten, niiden mahdollinen vähimmäislukumäärä on pienennettävä tai suurennettava vastaavassa määrässä. Tässä kuvatun esimerkin jakoympyrän läpimittoja verraten suurella alueella 400 mm elektrodien kärkien välisen välin täytyy olla vastaavasti noin 40 - 70 mm.

Elektrodien kärkien säteittäisesti mitoitetun välin sumutusreu-nasta 6 täytyy, kuten tunnetuissa laitteissa, olla suurempi kuin kaksi kertaa sumutusreunan läpimitta (tässä suunnilleen 7 mm). Elektrodien 10 jakoympyrän mahdollisten läpimittojen nykyisin edullisin alue on noin 350 - 450 mm.

Merkityksellistä likaantumisvaaralle on myös elektrodien kärkien aksiaalinen asema sumutusreunan 6 tasoon nähden. Samoinkuin tunnetuissa laitteissa täytyy kuviossa 1 esitetyssä sovellutusmuodossa elektrodien kärkien aksiaalisuunnassa olla siirretty taaksepäin tietty välimatka sumutusreunasta. Tämä välimatka valitaan siten, että sopiva kompromissi aikaansaadaan pienenevän välimatkan mukana sumutetun päällystysaineen paremmaksi tulevan varauksen ja samalla erityisesti kellolautasen 2 ja sumuttimen kotelon runsaammaksi tulevan likaantumisen välillä. Esitetyssä esimerkissä aksiaalisesti mitoitetut välimatkat 25 - 60 mm ja sopivimmin noin 50 mm ovat osoittautuneet käyttökelpoisiksi. Yleisesti pätee, että varauselektrodien etupäiden täytyy olla siirretyt aksiaalisesti vähemmän kuin 1/3 elektrodien kärkien säteittäisessä suunnassa mitoitetusta välimatkasta sumutusreunan 6 tason taakse, sopivimmin ainoastaan korkeintaan 1/4 tästä säteittäisestä välimatkasta.

Kuten jo on selitetty, keksinnön mukaan täytyy välttää sähköä 7 84027 johtava liitos varauselektrodien välillä niiden pitimen muodostavan rengaskappaleen 20 ulkopuolella päällystämällä johtavalla aineella (vesilakka).

Kuviossa 1 ympyrässä A esitetyssä yksinkertaisessa sovellutus-muodossa voidaan tämä saavuttaa jo suurin piirtein elektrodien sopivalla vähimmäisluvulla tai rajoittamalla niiden välimatka ylärajaan. Kuitenkin voi olla tarkoituksenmukaista ei-toivotun päällystyksen välttämiseksi järjestää vielä lisätoimenpiteitä.

Ensimmäisenä lisätoimenpiteenä on "purkausvirran" tien tai pintatien suurentaminen elektrodien kärkien välillä. Tätä tarkoitusta varten esim. kuvion 3B mukaan pidemmät piikkimäiset elektrodit 10' voidaan kiinnittää tai joka tapauksessa lukita tappimaisesti rengaskappaleen 20' otsapinnasta 21' aksiaalises-ti päällystettävää esinettä kohti ulkoneviksi, eristysainetta oleviksi tapeiksi 31. Tarkoituksenmukaisesti nämä tapit 31 takapäällään voivat olla kiinnitetyt tai myöskin sovitetut rengaskappaleeseen 20'. Elektrodit 10' sijaitsevat etupäällään vapaasti tapin etupään kaltaisessa syvennyksessä 22 samalla, kun ne takapäässään samoinkuin kuvion 1 mukaisessa sovellutusesimerkissä, on liitetty syöttöjohtoon 12'.

Toisena lisätoimenpiteenä on se, että kuvion 3C mukaan rengas-kappaleen 12" sisään muodostetaan rengasmainen, väliaineen paineen alaisena oleva väliainekanava 35, josta aksiaalisesti avautuvat väliaineaukot 36 johtavat ulospäin rengaskappaleen 12" otsapintaan 21" varauselektrodien 10" välissä. Aukoista 36 ulosvirtaava väliaine, sopivimmin ilma, pitää päällystysaineen erillään otsapinnasta. Väliainekanavan 35 liitäntä kuviossa 1 nuolella 37 esitettyyn ulkopuoliseen paineilmalähteeseen tai muuhun väliainelähteeseen voidaan johtaa toisen puolan 24 läpi, tarkoituksenmukaisesti sen puolan läpi, jossa ei ole suurjänni-tekaapelia 14.

Claims (9)

1. Laite esineiden sähköstaattisesti päällystämiseksi sähköä johtavalla aineella, jossa laitteessa on sumutin (1), erityisesti rotaatiosumutin varustettuna sumutuspäällä (2), jonka sumutusreunasta (6) päällystysmateriaali sumutetaan olennaisesti säteittäisesti; sumutuspään (2) pidättävä ulkokotelo (7)/ päällystysaineen varastojärjestelmästä sumutuspään sumutusreu-naan (6) johtava johto, joka on saatettu päällystysaineen kanssa sumutuspäähän saakka maan potentiaaliin/ säteittäisesti sumutuspään (2) ympärille sumutuspään akseliin nähden samankeskiselle ympyrälle tasaisin keskinäisin kulmavälein jaetut neu-lamaiset varauselektrodit (10,10'10"), jotka varaavan sähkökentän aikaansaamiseksi on liitetty suurjännitelähteeseen, jolloin varauselektrodien (10,10',10") päällystettävän esineen puoleisten etupäiden säteittäinen välimatka sumutusreunasta (6) on suurempi kuin kaksi kertaa sumutusreunan (6) läpimitta, ja jolloin varauselektrodien (10) etupäät on siirretty aksiaali-sesti vähemmän kuin 1/3 elektrodien (10) säteittäisestä välimatkasta sumutusreunaan (6) sumutusreunan (6) tason taakse sekä eristysainetta oleva elektrodien pidinlaite (20,20',20"), johon varauselektrodit (10,10',10") on etupäitään lukuunottamatta liitetty ja jossa laitteessa on ainakin yksi säteittäisesti sumutuspään (2) ulkokotelosta (7) ulkoneva tuki (24), joka käsittää sähköisesti varauselektrodien (10,10',10") kanssa yhdistetyn suurjännitejohdon (14), tunnettu siitä, että varauselektrodit (10,10',10") on sinänsä tunnetusti asetettu sumutuspään (2) ulkokotelon (7) välimatkalla ympäröivään, eristysainetta olevaan rengaskappaleeseen (20), johon on eristetysti sovitettu sinänsä tunnettu, varauselektrodit (10,10',10") rengasmaisesti toisiinsa yhdistävä, suurjännitejohtoon (14) liitetty sähköjohto (12) rengaskappaleen (20) otsapinnan (21) puoleista päällystettävää esinettä vastapäätä, ja että varauselektrodien (10,10',10") järjestys ja keskinäinen etäisyys on valittu siten, että käytössä ei esiinny mitään 9 84027 olennaista päällystysmateriaalin kerrostumista rengaskappaleen (20) otsapinnalla (21).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sen ympyrän, jolla elektrodien päät sijaitsevat, yli 200 mm läpimitalla, on ainakin yhdeksän varauselektrodia (10).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että ympyrän läpimitan ollessa noin 400 mm tai enemmän on järjestetty ainakin kahdeksantoista varauselektrodia (10).

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että eristävä rengaskappale (20) on polypropeenia (PP).

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että etumaiset elektrodien päät sijaitsevat vapaasti syvennyksissä (22), joiden avauskulma on yli 90°.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että rengaskappaleen (20') otsapintaan (21') on järjestetty välineet (31) vapaiden varauselektrodien (10') vapaiden etupäiden välisen pintatien olennaisesti suurentamiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että elektrodit (10') on sovitettu rengaskappaleen (20*) otsapinnasta (21') sormimaisesti aksiaalisesti ulkoneviin, eristysainetta oleviin tappeihin (31).

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että rengaskappaleessa (12”) on välineet (36) päällystysaineen otsapinnalle (21”) saostumisen ίο 84027 estämiseksi.

8 84027

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että rengaskappale (12M) käsittää väliaineen paineen alaisena olevan väliainekanavan (35), josta avautuvat aukot aksiaalisesti otsapintaan (21") elektrodien (10") välillä. 84027 P^tentkrav