MXPA96003103A - Dispositivo electrostatico atomizador paramaterial de recubrimiento - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a rociador electrostático para material de revestimiento que incluye un cuerpo y un tubo de material de revestimiento en el cuerpo conectado a una boquilla montada en un extremo delantero del cuerpo, la boquilla estáadaptada para descargar material de revestimiento, un electrodo de carga para impartir una carga electrostática al material de revestimiento descargando desde la boquilla, por lo menos un contraelectrodo dispuesto en el exterior del flujo de material de revestimiento a una distancia de la parte trasera del electrodo de carga, y un conductor que se extiende a través de un canal en el cuerpo y que se adapta para conectar el contraelectrodo a un contravoltaje eléctrico por el cual el contraelectrodo y el conductor se adaptan para retirar las cargas eléctricas libres del material de revestimiento rociado, la mejora comprende un anillo que instala el contraelectrodo, el anillo tiene un canal adaptado para pasar el extremo delantero del cuerpo, en donde el conductor tiene un primer extremo asegurado al contraelectrodo en el anillo y un segundo extremo libre, en donde el conductor pasa a través del canal cuando el anillo es colocado en el extremo delantero del cuerpo y es removido del canal cuando el anillo es retirado del extremo delantero del cuerpo, y medios para sujetar de manera que pueda soltarse el anillo del extremo delantero del cuerpo.

Description

Dispositivo Electrostático Atomizador Para Material de Recubrimiento La presente invención se refiere a un dispositivo electrostático atomizador para material de recubrimiento, de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1. Un dispositivo electrostático atomizador de este tipo se conoce a partir de la solicitud de patente alemana publicada número DE 43 25 911.1. El anterior dispositivo atomizador para aplicar recubrimientos en polvo, presenta la característica de poseer múltiples electrodos opuestos colocados dentro de un anillo dispuesto coaxialmente con un ducto para polvo, en el sentido ascendente de una boquilla atomizadora que deposita el material de recubrimiento sobre el objeto que se desea cubrir. Un electrodo de carga conectado a un voltaje eléctrico que varía entre un rango de 4,000 a 140,000 voltios se dispone cerca del orificio de la boquilla atomizadora y sirve para cargar electrostáticamente el material de recubrimiento. Los electrodos opuestos se encuentran conectados a un potencial opuesto, preferiblemente potencial de tierra, el cual origina cargas libres (iones, electrones) a partir de la carga de espacio eléctrico generada por la carga del electrodo al ser atraído hacia el electrodo opuesto y disipado hacia el potencial opuesto. Esto permite especialmente la aplicación de películas de material más gruesas con buena calidad de terminado sobre el artículo que se está cubriendo, sin producir, por ejemplo, un "efecto de cascara de naranja" sobre la película. Los electrodos opuestos se conectan eléctricamente por medio de un circuito de línea eléctrica a un elemento de alambrado eléctrico sobre el extremo posterior del dispositivo para la conexión del potencial opuesto. El anillo que soporta los electrodos opuestos se encuentra unido a un manguito, permanente e inamoviblemente relacionada con éste, y dicho manguito mantiene la boquilla atomizadora posicionada contra la base del dispositivo atomizador. El manguito se encuentra atornillado sobre la base del dispositivo. Para permitir que el manguito y el anillo giren en relación a la base, por medio de dicha operación de atornillamiento, el circuito de línea eléctrica para la disipación de las cargas eléctricas provenientes de los electrodos opuestos cuenta con un diseño en dos partes, y las dos partes de línea se encuentran conectadas una con la otra por medio de una conexión desprendible consistente en un anillo deslizable. Dependiendo del tipo de artículo que se desea cubrir y del tipo de recubrimiento deseado, se pueden obtener mejores resultados durante el proceso de cobertura utilizando, en un caso, un dispositivo atomizador con electrodos opuestos, y utilizando, en el otro caso, un dispositivo atomizador sin electrodos opuestos. La experiencia práctica ha demostrado que cuando se pretende efectuar la atomización sin electrodo opuesto, el operador puede remover el electrodo opuesto y la sección de línea frontal conectada a éste desde el dispositivo atomizador, mientras que la sección de línea posterior frecuentemente se deja dentro del dispositivo atomizador, ya sea por pasar inadvertida o por falta de precaución. La sección de linea posterior -aunque de menor extensión- continúa entonces actuando como un electrodo opuesto, lo cual es indeseable. A partir de la publicación de la Solicitud de Patente Europea EP-A-0 620045 se conoce un dispositivo electrostático atomizador con electrodo de carga de alto voltaje y un dispositivo de electrodo opuesto. Este dispositivo.de electrodo se conforma de un anillo dispuesto para deslizarse sobre la sección frontal del dispositivo atomizador y soporta varios electrodos opuestos de un circuito de línea eléctrica que se extiende hacia atrás a partir del anillo, en forma de una varilla de plástico, y un conductor eléctrico acomodado dentro de ésta. El dispositivo de electrodo opuesto por completo, se encuentra, además, localizado sobre la circunferencia exterior del dispositivo atomizador, y permite sujetarlo o removerlo fácilmente. Una ventaja es el hecho de que el dispositivo atomizador puede también reajustarse como un dispositivo de electrodo opuesto. Pero la desventaja es el hecho de que el dispositivo de electrodo opuesto se ensucia con facilidad y tanto el circuito de línea como el anillo requieren de una construcción estable.

Otro dispositivo atomizador electrostático para material de recubrimiento en polvo, provisto de un electrodo opuesto, se conoce a partir del documento de patente de los Estados Unidos 4, 921, 172. El objetivo de la invención es elaborar un dispositivo electrostático atomizador para materiales de recubrimiento en polvo y líquidos, de manera que puede utilizarse fácilmente con o sin electrodos opuestos. En el segundo caso, la intención es prevenir confiablemente el que las partes de la línea de electrodo opuesto se dejen olvidadas dentro del dispositivo atomizador, sin que sea necesario que dichas partes de línea del electrodo opuesto se encuentren sujetas sobre la parte del dispositivo atomizador. Este objetivo se cumple de conformidad con las características reclamadas en la reivindicación 1. El dispositivo electrostático atomizador de conformidad con la presente invención, puede utilizarse para aplicar una de recubrimiento en polvo o una de recubrimiento liquida. Otras características de la presente invención se mencionan en las subreivindicaciones. La presente invención se menciona a partir de este momento haciendo referencia al esquema, como una muestra, con la ayuda de la modalidad preferida. El esquema muestra: Figura 1, una vista de sección axial longitudinal desprendida, tomada del dispositivo atomizador con electrodos opuestos de la presente invención. El dispositivo electrostático atomizador que se muestra en la Figura 1, sirve al atomizador de material de recubrimiento con polvo de recubrimiento que, una vez que se atomiza sobre el artículo, se funde y se hornea sobre el mismo. Sin embargo, el dispositivo atomizador 1 puede utilizarse en su forma modificada para atomizar material líquido de recubrimiento. El dispositivo atomizador 1 incluye un cuerpo 4 de material eléctricamente aislante, un tubo 8 hecho, de material eléctricamente aislante que se extiende a través del cuerpo 4, un adaptador 12 que sigue al tubo 8 de manera descendente en relación al cuerpo 4, y que conecta a éste, también de manera descendente, una boquilla 10 de material eléctricamente aislante. El tubo 8, el adaptador 12 , un buje circundante 6, y la boquilla 10, forman un ducto de material o ducto de polvo 14, con un eje 16. El polvo se alimenta neumáticamente a través de dicho conducto de polvo, de manera ascendente hacia la parte posterior del dispositivo 15, la cual se encuentra soportada sobre el cuerpo 4 o forma parte del mismo, hacia la boquilla 10 y a través de un orificio 18 formado dentro de la boquilla. El polvo se atomiza a través del orificio 18 sobre el artículo que se está recubriendo. El adaptador 12 es una placa angosta que permite que el polvo de recubrimiento fluya y lo atraviese de manera axial. El adaptador 12 soporta un electrodo de carga en forma de aguja 20 dentro de un ducto de aire 24 que se encuentra sobre el eje del ducto 16, de manera que el electrodo de carga 20 y su punta de electrodo 21 se recorre cerca del orificio 18 debido al aire comprimido proveniente del ducto de aire 24. El electrodo de carga 20 se conecta por medio de un conductor eléctrico 26 dentro del adaptador 12, y por medio de los contactos eléctricos 28 y 29 que siguen de manera ascendente por medio de una columna de resistencia eléctrica 25 y un resorte de compresión 27, se conecta también a la salida frontal de alto voltaje 30 de un generados de alto, voltaje 32. El generador de alto voltaje 32 es de preferencia un conocido circuito de cascada de resistores eléctricos, capacitores y rectificadores. El generador de voltaje 32, el resorte de compresión 27 y la columna de resistencia eléctrica 25 se encuentran localizados dentro del canal 36, que se extiende a través del cuerpo 4, paralelo al ducto de material 14. El canal 36 y también el cuerpo 4 cuentan con un volumen dentro del área del generador de alto voltaje 32, que se extiende hacia arriba con relación a la sección frontal 38 del cuerpo 4. La columna de resistencia 25 se alberga, en relación a sí misma, dentro de la porción inferior de la sección frontal 38. El generador de voltaje 32 se caracteriza por una entrada de bajo voltaje 34 sobre la parte posterior del dispositivo, para conectarse a una fuente externa de bajo voltaje. Los rangos de bajo voltaje son, por ejemplo, entre 6 volts y 24 volts de corriente alterna (CA) . El voltaje de los rangos del electrodo de carga 20 es, por ejemplo, entre 4 V y 140 kV. El generados de voltaje 32 puede removerse del cuerpo 4 empujándolo hacia la parte posterior. La columna de resistencia 25 puede jalarse hacia afuera del cuerpo 4 simplemente jalando el adaptador 12 hacia afuera y adelante en relación a su eje, lo cual causa la separación de los contactos eléctricos 28 y 29. El cuerpo 4 se caracteriza porque sobre su sección frontal cilindrica 38 existe una rosca 40, sobre la que se atornilla un manguito 42 de material eléctricamente aislante, por medio de una rosca interna 41. El manguito 42 se desliza sobre la boquilla 10, empujando con la cara del extremo radial 44 orientada de manera retrógrada, sobre la cara del extremo radial 46 de la boquilla 10 que apunta hacia adelante. Como resultado, el manguito 42 embona y abraza la boquilla 10 y el adaptador 12 sobre la cara del extremo radial 48 que orientado hacia adelante, del cuerpo 4. Adicionalmente, la labor de remover la boquilla 10, el adaptador 12 y al columna de resistencia 25, solamente requiere desatornillar el manguito 42 del cuerpo 4. Una sección posterior del manguito 50 extiende el manguito 42 hacia atrás, más allá de su rosca interna 41. La sección cilindrica frontal 38 del cuerpo 4 posee una sección destornillada 53 detrás de su rosca interna 40, la cual posee un diámetro preferentemente mayor que la rosca externa 40 y así, detrás de ésta, una sección del extremo posterior 55 de diámetro mayor, e igual al diámetro exterior del manguito 42, se corresponde axialmente con la superficie externa del casco del manguito 42. Un manguito o sección tubular, o anillo 51 de material eléctricamente aislante -a partir de aquí referido como anillo- soporta múltiples electrodos opuestos de punta de aguja 52, los cuales se disponen de manera coaxial dentro del anillo alrededor del ducto de material 14. Los electrodos opuestos 52 se encuentran contenidos dentro de los barrenos radiales 56 de que está provisto el interior del anillo 51, y desembocando en la superficie exterior de su coraza 58. El anillo 51 se extiende axialmente en relación al eje del ducto Í6 alrededor del ducto de material 14, con un espacio axial existente entre los electrodos opuestos 52 y el electrodo de carga 20. Elaborado dentro de la circunferencia exterior de la sección frontal 38 del cuerpo 4, se encuentra un receso ranurado 57 que se extiende desde la parte posterior 55 de la sección frontal 38 del cuerpo 4 hasta la rosca externa 40 y queda cubierta por el manguito 42, a excepción de un pequeño canal radial 59. El canal radial 59 está formado entre el extremo posterior 61 del manguito 42 y la pared opuesta del extremo posterior 63 del receso 57.

El diámetro interior del anillo 51 es sólo mínimamente mayor (menos de 1 mm) que el diámetro externo del manguito 42. Antes de atornillar el manguito 42 sobre el cuerpo 4, el anillo 51 se desliza desde el frente superior sobre la sección frontal 38 del cuerpo 4, sobre la parte posterior 55 de la sección 38 hasta el tope 65 del cuerpo 4. Sólo una vez que se atornilla el manguito 42 sobre el cuerpo 4, el manguito 42 se extiende con su sección posterior entre el cuerpo y una sección del frente 67 del anillo 51. La sección frontal 67 del anillo 51 se extiende cruzando la longitud del receso 57, y se posiciona radialmente y en dirección de avance por medio del manguito 42. El anillo 51 se coloca de manera radial por la parte posterior 55 del cuerpo 4, y en dirección retrógrada por medio del tope 65 del cuerpo 4. El anillo 51 se coloca hacia adelante, hacia atrás y en dirección periférica alrededor del ducto de material 14, y además, por medio de un circuito de línea eléctrica 70 que se extiende desde los extremos radiales internos de los electrodos opuestos 52, hasta una terminal de potencial opuesto 72 sobre el extremo posterior de la parte posterior 55 del dispositivo, esencialmente paralela al ducto de material 14, permitiendo que los electrodos opuestos 52 se conecten por medio de la terminal 72 a un potencial opuesto, preferentemente un potencial de tierra. El mencionado potencial opuesto es diferente al potencial eléctrico de alto voltaje del electrodo de carga 20 en cuanto a que el efecto de los electrodos opuestos 52 atraen electrones libres e iones de la nube de carga de espacio eléctrico del electrodo de carga 20, disipándolos hacia el potencial opuesto. Los electrodos opuestos 52 se localizan lo más cercanos posible al orificio del atomizador 18, para una mejor eficacia eléctrica. Por otra parte, los electrodos opuestos 52 deben encontrarse separados del electrodo de carga 20 lo suficiente para prevenir cualquier cierre del arco, y permitir que se atraigan solamente cargas eléctricas libre (iones, electrones) por el electrodo opuesto 52, y no cargas eléctricas del electrodo de alto voltaje 20, .el cual es necesario para cargar el material de recubrimiento. De conformidad con una forma de realización de la invención, que no se ilustra, los electrodos 52 pueden tener diferente forma, por ejemplo, formados por un anillo electrodo. El circuito de línea eléctrica 70 para los electrodos opuestos consta integralmente de una sección de línea frontal 74 dentro del anillo 51, una sección intermedia 76 que, siguiéndola, se extiende de manera sustancialmente radial desde el anillo 51 a través del canal 59, entre el manguito 42 y la cara posterior de orientada hacia adelante 63 del receso 57, y de una sección posterior de línea 78 que sigue en dirección retrógrada dentro de un barreno 80 que se extiende a través del cuerpo y de la parte posterior 15 del dispositivo, paralelo al eje 16 del ducto de material 14. El barreno 80 antes mencionado está provisto sobre su extremo posterior, de una terminal de potencial opuesto 72 y se extiende junto con su extremo frontal dentro de la cara del extremo posterior orientado hacia adelante 63 del receso 57, y radialmente dentro del mismo proceso 57. El adaptador radial 76 proporciona al circuito de línea 70 una forma angulada ortogonal en forma de Z. A partir de que el circuito de línea a través del barreno 80 del cuerpo se localiza más abajo que la rosca externa 40 del cuerpo 4, por lo menos la sección posterior 78 del circuito de linea 70 debe ser flexible, permitiendo que se le jale hacia afuera a través del barreno 80, a través del receso 57 y hacia adelante sobre la rosca 40 o, - viceversa - deslizaría dentro del barreno 80. El adaptador radial 76 se encuentra entre el externo posterior 61 del manguito 42 y la cara del extremo posterior orientada hacia adelante 63 del cuerpo 4, y se localiza en posición axial entre estos dos elementos, mientras que también el anillo 51 se orienta de manera axial. La sección posterior de línea 68 posee dentro y a través del barreno 80, de preferencia, un pequeño espacio de separación solamente, en relación a la pared del barreno del cuerpo 4, que lo circunda, de manera que la sección posterior de línea 78 se localiza en posición dentro y a través del barreno 80, en dirección periférica, alrededor del ducto de material 14 con un pequeño espacio libre y de manera esencialmente estacionaria, mientras que el anillo 51 se encuentra localizado en una posición de dirección periférica de manera estacionaria alrededor del ducto de material 14. El circuito de línea 70 consiste, preferentemente, de un núcleo 82 de material eléctricamente conductor y una armadura 84 de material eléctricamente aislante que rodea el núcleo antes mencionado. El núcleo 82 se encuentra, preferentemente, insertado axialmente dentro de la terminal de potencial opuesto 72, y sujetado de manera desprendible dentro de la terminal de potencial opuesto por medio de un tornillo 86 ajustado dentro de la terminal, radialmente en relación al núcleo 82. El circuito de línea 70 se conecta al anillo 72 de manera no rotatoria, y además se dispone en dirección axial en relación al dispositivo, de manera que el circuito de línea eléctrica 70 puede conectarse al cuerpo 4, o removerse de éste solamente junto con el anillo 51, pero no de manera individual. Estas previsiones son para asegurar que la operación del atomizador de recubrimiento se realice sin los electrodos opuestos 52, no solamente se remueva el anillo 51 con los electrodos opuestos 52, sino que de manera automática también se remueva el circuito de línea 70. Esto asegura asimismo, que en el recubrimiento con el atomizador con electrodos opuestos 52, también el circuito de línea 70 se encuentre siempre presente en su conjunto y con efectividad. El circuito de línea eléctrica 70 tiene la forma de un cable eléctrico o de una varilla de flexibilidad limitada.

Claims (10)

En la presente modalidad, e incluso en modalidades modificadas, el anillo 52 con los electrodos opuestos 52 y el circuito de línea 70 pueden mantenerse a salvo de rotar en relación al cuerpo 4 alrededor del ducto de material 14, simplemente al dar a las superficies laterales 90 del receso 57 que se extiende en la dirección longitudinal del ducto de material 14, solamente un espacio mutuo que corresponda con la anchura del circuito de línea 70, previniendo de esta manera que el se desplace en forma periférica alrededor del ducto de material 14. Preferentemente, debe contarse con . sellos 92, contenidos entre el anillo 51 las superficies periféricas exteriores opuestas del cuerpo 4 y el manguito 42. El cuerpo 4 puede ser de naturaleza integral o constar de varias partes. Reivindicaciones

1.- Un dispositivo atomizador electrostático para recubrir material, que contiene un cuerpo; un ducto de material para material de recubrimiento, el cual se extiende a través del cuerpo a lo largo del eje del ducto de material; un orificio para la atomización al final del extremo de conducción del ducto de material, para efectuar la atomización del material de recubrimiento sobre un artículo que se desea recubrir; por lo menos un electrodo de carga para la carga electrostática del material de recubrimiento con alto voltaje eléctrico en la cercanía del orificio de atomización, por lo menos un contraelectrodo que se encuentra dispuesto radialmente y fuera del chorro de polvo a cierta distancia del electrodo de carga; una trayectoria de conducción que se extiende desde el elemento de conexión eléctrica del extremo posterior del cuerpo, ascendente en relación a la dirección del flujo del material, a través de un ducto de trayectoria de conducción dentro de este cuerpo y después fuera de este cuerpo, hasta alcanzar el contraelectrodo, y el cual puede conectarse mediante el elemento de conexión a un contrapotencial eléctrico, por medio de lo cual el contraelectrodo remueve cargas eléctricas libres (iones, electrones) del polvo impulsado por medio de las fuerzas elctrostáticas , caracterizado porque la trayectoria de conducción y el contraelectrodo forman una unidad integral que puede sujetarse al cuerpo o, por el contrario, pueden removerse de dicho cuerpo solamente de manera indivisible como una sola pieza, en la cual el cuerpo y el circuito de conducción han afrontado sus caras (cara externa del circuito de conducción y cara interna del ducto del circuito de conducción) , lo cual se lleva a cabo en un sentido de circunferencia dirigido alrededor del ducto del material, y que previene o restringe considerablemente la rotación relativa entre el circuito de conducción y el anillo que soporta los contraelectrodos, por una parte, y el cuerpo, por otra parte, alrededor del ducto de material y dentro del cual los elementos de retención para la retención desprendible de la unidad integral, sobre el cuerpo en la posición axial predeterminada, es proporcionada en dirección la misma dirección axial del ducto de material y retenida cuando el circuito de conducción se inserta dentro del cuerpo.

2.- Un dispositivo atomizador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito de conducción eléctrica tiene solamente una pequeña tolerancia radial en relación a la pared del ductq de circuito de conducción del cuerpo y del circuito de conducción que junto con el contraelectrodo es, por lo tanto, prevenida de un movimiento rotatorio alrededor del cuerpo.

3. - Un dispositivo atomizador de conformidad con lo reclamado en una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el ducto de circuito de conducción tiene un receso sobre la circunferencia del cuerpo, dentro del cual el circuito de conducción se extiende transversalmente en relación al ducto de circuito de conducción desde fuera del receso hacia el interior del anillo, y en el que un circuito de conducción atraviesa un barreno, dentro del cual una porción posterior del circuito de conducción se acomoda, se extiende dentro del cuerpo a partir del receso, hasta alcanzarla región del extremo posterior del dispositivo atomizador.

4.- Un dispositivo atomizador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación 3 , caracterizado porque el circuito de conducción es flexible, por lo menos en cuanto a su porción de circuito de conducción que se acomoda dentro del ducto de circuito de conducción, de modo que cuando se tira de éste hacia afuera, o se le inserta dentro del ducto de circuito de conducción, puede doblarse hacia afuera del receso en relación transversal respecto a este ducto de circuito de conducción.

5.- Un dispositivo atomizador de conformidad con lo reclamado en la reivindicación anteriores, caracterizado porque los elementos de retención incluyen un manguito que se ajusta al cuerpo por medio de una conexión atornillada, la cual mantiene la unidad integral en posición axial entre ella misma y el cuerpo, de modo que, a fin de remover del cuerpo la unidad integral, primero debe destornillarse el manguito.

6.- Un dispositivo atomizador de conformidad con lo reclamado en una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque la porción de circuito de conducción que se extiende fuera del receso del cuerpo en relación transversal al ducto de circuito de conducción se localiza entre el extremo posterior del manguito y una cara del extremo posterior del receso dirigida hacia adelante y que se mantiene sujeta en una posición axial entre éstos por medio de tales elementos.

7.- Un dispositivo atomizador de conformidad con lo reclamado en una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el manguito se engancha sobre la boquilla atomizadora que cuenta con el orificio de atomización y la abraza axialmente contra el cuerpo.

8.- Un dispositivo atomizador de conformidad con lo reclamado en una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad integral tiene un anillo que transporta o forma al menos un electrodo, el cual puede deslizarse sobre el cuerpo desde la parte frontal, en dirección al orificio de atomización.

9.- Un dispositivo atomizador de conformidad con lo reclamado en una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito de conducción eléctrica incluye un conductor eléctrico que tiene una vaina de material eléctricamente aislante que lo rodea.

10.- Un dispositivo atomizador de conformidad con lo reclamado en una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque el manguito puede insertarse coaxialmente entre el cuerpo y el anillo sobre y más allá del orificio de pulverización desde el frente, y el manguito puede atornillarse sobre el cuerpo y el anillo puede localizarse radialmente sobre el manguito.