HU181198B - Electroacoustic paint sprayer - Google Patents

Description

A találmány elektrosztatikus festékszóró berendezés, amelynek a berendezés belsejében a külső tértől szigeteken elrendezett, a berendezésen áthaladó szórandó festékkel érintkező nagyfeszültségű elektródája, a festéktől vékony szigetelőréteggel elválasztott és a kilépőnyílás irányában meghosszabbított ellenpotenciálú segédelektródája, továbbá festékkilépő nyílása van.

A technika jelenlegi állása szerint ismeretesek az elektrosztatikus festékszóró és bevonó berendezések, melyeknél a kiszórt festék elektromos töltést kap, ezáltal az ellentétes potenciálú - de biztonsági okokból többnyire földelt - festendő tárgy azt magához vonzza. így a tárgyra lényegesen több festék jut, mint a tiszta pneumatikus vagy hidraulikus („airless”) festékszórás alkalmazása esetén, sőt megfelelő geometriájú tárgy esetén - pl. cső, szalag vagy rács - annak a szórással ellentétes felülete is bevonódik.

Ezen elektrosztatikus festékszóró berendezések egyik csoportja általában 50-120 kV feszültséggel dolgozik, ahol a festék elektromos feltöltésére szolgáló erőtér a szóróeszközben vagy a szóróeszközön elhelyezett valamilyen fém elektróda és a festendő tárgy között alakul ki.

Ismeretesek olyan festékszóró berendezések is, melyeknél a festék feltöltésére szolgáló erőteret a bevonandó fémtárgy által képzett elektródán kívül még a szóróeszközben vagy azon elhelyezett segédelektródával teszik hatásosabbá. Ezen rendszereknél a festéshez szükséges elektromos feltöltést így kisebb üzemi feszültséggel - 6-30 kV-tal - lehet megvalósítani.

Ilyet ismertet pl. a 162.048 számú magyar szaba5 dalmi leírás, amely szerint a festék a szóróeszköz belsejében elhelyezett hengeres nagyfeszültségű fém-elektródával érintkezik és a hengerpalást alakú festékcsatomák szigetelő anyagból készült falát kívülről földelt fém-segédelektróda veszi körül, mely 10 a belső elektródával, illetve a festékkel igen intenzív erőteret létesít. Ez a festéknek a segédelektróda felé eső rétegében töltés-sűrűsödést idéz elő, és igy a kiszórt festék lényegesen nagyobb töltést nyer, mint a segédelektróda nélküli hagyományos elrendezés 15 esetén.

E rendszernél a nagyfeszültségű fém-elektróda a szóróeszköz belsejében úgy helyezkedik el, hogy a kilépő fúvókáig terjedő festékszál vagy festékoszlop elektromos ellenállása néhány tíz megaohm nagyságú 20 legyen és így a szóróeszköznek a tárgyhoz való véletlen érintése esetén se keletkezzék szikrakisülés, mivel az említett értékű ellenállás a kisülhető energiát lefojtja.

Az elektródatérben levő festékcsatorna külső fe25 lületét azonban a töltés felületi elhelyezkedése következtében nem célszerű túlzottan csökkenteni, ezért az ilyen szóróberendezés nagyfeszültségű fémelektródája szigetelő maggal van megtoldva, mely a festéktér tengelyében helyezkedik el, így a festék hengerköpeny-alakú csatornában áramlik a fúvókáig.

-1χ üaιyo

Ezen kisfeszültségű segédelektródás rendszer a leghatásosabb elektromos feltöltést akkor adja, ha a szórandó festék fajlagos ellenállása 2-8 x 10⁶ ohm · cm értékek közé esik. Sok esetben előfordul azonban, hogy ennél nagyobb, 10⁸ ohm · cm-ig terjedő fajlagos ellenállású, tehát csaknem szigetelő tulajdonságú festéket is szórni kell.

Az ismert festékszóró berendezések azonban nem minden esetben tudják biztosítani a festékek és különösen az utóbb említett típusú csaknem szigetelő tulajdonságú festékek feltöltését. így tehát amennyiben ilyen festékkel dolgoznak, különösen bonyolult felületi tárgyak hátsó oldalánál a bevonás nem lesz tökéletes, és sok festék veszik kárba.

A találmány célja az említett hiányosságok kiküszöbölése és az ismert típusú festékszóró berendezések olyan továbbfejlesztése, mellyel a legkülönbözőbb festékek is széles skálában gazdaságosan szórhatok legyenek, tehát a kis fajlagos ellenállású tartománytól kezdve egészen a nagy ellenállású, tehát csaknem szigetelő festékekig. (10⁶—10® ohm · cm nagyságrendek között). A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a kiszórt festék elektromos feltöltése a kis ellenállású tartományban is növelhető, ha az elektróda-rendszer axiálisan úgy van széthúzva, hogy a nagyfeszültségű és segédelektróda fémfelületei egymással még részlegesen se legyenek fedésben, és így a segédelektródával szemben a festékréteg játssza az cllenpólusú fegyverzet szerepét, annak külső felületén nagy töltés-sűrűséget hozva létre, továbbá a nagy ellenállású festékek esetében akkor is növelhető a feltöltés, ha a fent elmondottakhoz járulékosan belső festéktér festékkilépő nyílás, azaz a fúvóka mögötti részét a külső térrel a fúvókán keresztül vezető szabad potenciálú fém vagy félvezető tűvel összekötjük. Ez a festéktérben keletkező töltés-sűrűsödést a külső térbe is kivezeti és az elporlasztott festéknek további töltésnövelést ad. Ez a tű a nagyfeszültségű töltőelektródával nincs fémes összeköttetésben és így potenciálját az erőtér és a belső festéktérből összegyűjtött, valamint kifelé leadott töltések egyensúlyi állapota határozza meg. Egyes festékeknél ez az intézkedés önmagában is elegendő lehet.

A találmány tehát elektrosztatikus festékszóró berendezés, amelynek a berendezés belsejében a külső tértől szigeteken elrendezett a berendezésen áthaladó szórandó festékkel érintkező nagyfeszültségű töltőelektródája a festéktől vékony szigetelőréteggel elválasztott és a kilépőnyílás irányában meghosszabbított ellenpotenciálú segédelektródája, továbbá festékkilépő nyílása van. A találmány lényege tehát, hogy a nagyfeszültségű 1 töltőelektróda a 4 segédelektródától a kilépőnyílással ellentétes, a berendezésben központosán mind a töltőelektródától, mind a segédelektródától szigeteken ágyazott és a kilépőnyíláson át a külső térbe nyúló szabad potenciálú töltésgyűjtő és továbbító tű van.

A gyakorlati kísérletek megmutatták, hogy a fúvóka mögötti köpeny-festékcsatorna erőtér viszonyai tovább javíthatók, ha a nagyfeszültségű fém-elektróda festékkel érintkező felületén túl szigetelt, köpennyel burkolva a fúvóka irányában a segédelektróda erőterébe előrenyúlik.

Ugyancsak hasonlóan növeli a belső erőtér hatá2 sát olyan szerkezeti kialakítás, melynél a belső nagyfeszültségű fémelektróda előtt a festéktér tengelyében levő térkitöltő test szigetelő helyett félvezetői anyagú.j

Ezen szerkezeti kialakítások egyenként vagy egy-j mással kombinálva a fajlagos ellenállás függvényében úgy növelik a kiszórt festék elektromos töltését,| hogy a javulás értéke a fajlagos ellenállással azonosj értelemben nő, tehát kisebb ellenállás esetén a %-os| töltés-növekedés csekélyebb, nagyobb ellenállás ese-· j tén pedig értéke is nagyobb lesz. Egy gyakorlati;

mérésnél, melynél 25 cm távolságról történőil szórásnál a fajlagos töltés értékét ionfogó rácsj mögött ugyancsak 25 cm-re elhelyezett fémlemezenΐ mérve kb. 300 cm³/perc festékadagolásnál és 23í mp-es viszkozitásnál, valamint 3 at porlasztónyomás esetén 8 x 10⁶ ohm · cm fajlagos ellenállású festék-i nél 40%-kal, 3 x 10⁷ ohm · cm-nél 60%-kal, 1 x 10®i ohm · cm-nél pedig 70%-kal nő a kiszórt festék faj-| lagos elektromos töltése.!

A kis ellenállású festékek esetében hatásos, axiálisan széthúzott elektróda-rendszernek egy további előnye az, hogy a nagyfeszültségű elektróda távolabb kerül a festékkiöntő fúvókától, így az elektró-;

dától a fúvókáig terjedő elektromos kúszó út megnő. Ezzel kiküszöbölődik a kiszikrázás veszélye az esetben, ha a festék kifogyása esetén az elekt-j róda-tér üressé válna és a fúvókával közvetlenül megérintenék a festendő tárgyat. A széthúzott elektróda-rendszer önkapacitása is erősen csökken, aminek következtében az esetleges szikra energiája is jelentősen kisebb lesz, illetve nem én el a levegő átütéséhez szükséges értéket.

Az 1. ábra szerinti kiviteli példánál fémből készült hengerköpeny alakban elhelyezett 1 töltő- ’ elektróda van elhelyezve, amely nem ábrázolt módon nagyfeszültségű áramforrásra van kapcsolva. Az töltőelektródától előrefelé elhúzottan hengerpalást ¹ alakú ugyancsak fém anyagú 4 segédelektróda van elrendezve. A 4 segédelektróda közvetett vagy közvetlen módon az elektrosztatikus megosztás (influencia) következtében a felületén keletkező szabad töltéseket a föld felé le tudja adni. Ennek módozatait további kiviteli példák kapcsán a későbbiekben ismertetjük. Az 1 töltőelektróda és a 4 segédelektróda között hengerpalást alakú 5 szigetelőréteg (dielektrikum) helyezkedik el, úgy, hogy az a 4 segédelektródával és tőle elhúzott 1 töltőelektródával közvetlenül érintkezik, míg az 1 töltőelektródával gyűrűs keresztmetszetű 6 festékcsatorna közvetlenül határos. A 6 festékcsatornában a szigetelőanyagú 8 térkitöltő test van elhelyezve. A levegő bevezetése ugyancsak gyűrű alakú csatornán keresztül történik, amelyet kívül szigetelő 12 ház határol.

A festék a berendezésből a 14 résen kiáramló levegő által elporlasztva a 9 kilépőnyílásra távozik.

A 2. ábra szerinti kiviteli példa abban tér el az 1. ábra szerinti kiviteltől, hogy itt a 8 térkitöltő testben 10 tű van ágyazva, amely a 9 kilépő nyíláson átnyúlva a belső festékteret a fúvóka előtti külső térrel köti össze. A 10 tű vezető vagy félvezető anyagú.

A 3. ábra szerinti kiviteli példa esetén a nagyfeszültségű 1 töltőelektróda kisebb átmérőjű előrenyúló résszel rendelkezik, amelyet 23 szigetelőburok

-2181198 vesz körül. Ebben a 23 szigetelőburokban van a 10 töltésgyűjtő és továbbító tű ágyazva. Itt is az 1 nagyfeszültségű töltőelektróda körül helyezkedik el a gyűrűs keresztmetszetű 6 festékcsatorna. Ezt a 6 festékcsatornát kívülről az 5 szigetelőréteg határolja, 5 amely mögött van a hengerpalást-alakú 4 segédelektróda elhelyezve.

A 10 töltésgyűjtő és továbbító tű a nagyfeszültségű 1 töltőelektródáról a töltéseket mintegy beszívja a 6 csatornában levő festékbe, amely aztán a 10 töltések egy részét a 10 tűnek adja át. A festék azonban a 9 nyíláson való kilépésekor még mindig jelentős töltéssel rendelkezik. A 10 tű a festékből nyert töltését kívül a porlasztóit állapotban levő festéknek visszaadja és így végeredményben az elpor- 15 lasztott festék összességében nagyobb töltést kap, mint az eddigi 10 töltésgyűjtő és továbbító tű nélküli berendezéseknél.

Az 5. ábra szerinti komplett berendezés pisztolyszerű kézi berendezésként van kialakítva, amelyben 20 központosán van a fémből készült 1 töltőelektróda elhelyezve és a 3 kábellel nagyfeszültségű 2 feszültségforrásra van kapcsolva. A nagyfeszültségű 2 feszültségforrás másik pólusa földelve van. A kiviteli példánál az 1 töltőelektróda hengeres kialakítású és 25 körülötte hengerpalást alakban ugyancsak fém anyagú 4 segédelektróda van elrendezve. A 4 segédelektróda közvetett vagy közvetlen módon az elektrosztatikus megosztás (influencia) következtében a felületén keletkező szabad töltéseket a föld felé le 30 tudja adni. Ennek egyik módja lehet a közvetlen földelés. így a 4 segédelektróda 2 feszültségforrás földelt pólusával azonos vagy megközelítően azonos potenciálon van. Az 1 töltőelektróda és a 4 segédelektróda között hengerpalást alakú 5 szigetelőréteg 35 - dielektrikum - helyezkedik el, úgy, hogy az a 4 segédelektródával közvetlenül érintkezik, míg az 1 töltőelektródától gyűrűs keresztmetszetű 6 festékcsatorna választja el. A szórandó festék nyomás alatti 21 tartályból vagy adagoló készülékből 22 40 tömlőn és 17 csatlakozó csőcsonkon át jut 20 ravasszal működtetett 19 festékszelepig, ahonnan a berendezésben kialakított 7 csatornán át áramlik a töltőelektródához. Az 1 töltőélektróda és az 5 szigetelőréteggel burkolt 4 segédelektródák közötti téren 45 áthaladó festék 8 térkitöltő szigetelő test és az 5 szigetelőréteggel burkolt 4 segédelektródák közötti már említett 6 festékcsatornán keresztüláramolva intenzív feltöltést kap. A festék a berendezés végén kiképzett 9 kilépőnyíláshoz illetve fúvókához jut. A 50 porlasztáshoz szükséges préslevegő nem ábrázolt préslevegő forrásból 16 csövön keresztül jut a berendezésbe és ott ugyancsak a 20 ravasszal működtetett 18 levegőszelepen keresztüláramolva a 13 csatornán át a szigetelt anyagú 12 csatornába. Innen gyűrű 55 keresztmetszetű 14 résen kiáramolva magával ragadja és elporlasztja a 9 kilépőnyíláson keresztül szabadba kilépő festéket.

A kiviteli példa esetén a belső festékteret a fúvóka előtti külső térrel vezető vagy félvezető anyagú tű köti össze, amely a kiviteli példánál az 1 nagyfeszültségű töltőelektróda előtt elhelyezett 8 térkitöltő szigetelő testben van ágyazva. Ez a 10 tű a fúvókából kiáramló elporlasztott festékködnek további járulékos elektromos töltést ad. A festékköd földelt 11 tárgy elektrosztatikus vonzása következtében arra lerakódik úgy, hogy annak még a szóróberendezéssel ellentétes oldala is bevonásra kerül.

A 4. ábra szerinti kiviteli példa esetén az ismertetett példához képest annyiban van eltérés, hogy az 1 töltőelektróda a kilépőnyílás irányában félvezető anyagú 24 hengeres testtel van meghosszabbítva, amelyben 25 szigetelőmag révén van a 10 töltésgyűjtő és továbbító tű ágyazva.

A találmány szerinti megoldás révén a kiszórt festék fajlagos töltése azonos energiaráfordítás mellett jelentősen megnő és így lehetővé válik a rossz vezetőképességű, sőt a majdnem szigetelő tulajdonságú festékek elektrosztatikus felhordása is.

Claims (4)

1. Szabadalmi igénypontok:

   1. Elektrosztatikus festékszóró berendezés, amelynek a berendezés belsejében a külső tértől szigeteken elrendezett, a berendezésen áthaladó, szórandó festékkel érintkező nagyfeszültségű töltőelektródája, a festéktől vékony szigetelőréteggel elválasztott és a kilépő nyílás irányában meghosszabbított ellenpotenciálú segédelektródája, továbbá festékkilépő nyílása van, azzal jellemezve, hogy a nagyfeszültségű töltőelektróda (1) a segédelektródától (4) kilépő nyílással ellentétes irányban elhúzottan van elrendezve és/vagy a berendezésben központosán mind a töltőelektródától (1) mind a segédeíektródától (4) szigeteken ágyazott és a kilépő nyíláson (9) át a külső térbe nyúló, szabad potenciálú töltésgyűjtő és továbbító tű (10) van.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a töltésgyűjtő és továbbító tű (10) félvezető anyagból van.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a nagyfeszültségű töltőelektróda (1) a festékkel érintkező felületén túl a festékkilépő nyílás (9) irányában előrenyúlik és szigetelőréteggel (23) van burkolva.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a központosán elhelyezett nagyfeszültségű töltőelektróda (1) előtte vele megközelítően azonos keresztmetszetű félvezető anyagú test (24) van elrendezve.