NO123926B - - Google Patents

Description

Elektrostatisk sprøytesystem.

Foreliggende oppfinnelse vedrører sprøytesysterner for elektrisk ledende beleggmateriale, omfattende en elektrisk isolert gass-atomiserende sprøytepistol, en isolert beholder.for det materiale som skal sprøytes, en isolert ledning som forbinder beholderen med sprøytepistolen, en trykkluftkilde som er forbundet med beholderen for å tvinge sprøytematerialet gjennom ledningen til sprøytepistolen, og en høyspenningskilde for å- tilveiebringe et elektrostatisk felt mellom sprøytepistolens elektrode og arbeidsstykket som skal belegges.

Det har vært foreslått mange systemer for sprøyt-ing av maling og andre ikke elektrisk ledende materialer ved anvendelsen av luft-atomiserende sprøytepistoler og visse av disse sprøyte- pistoler er utstyrt med elektrostatiske midler for å forbedre kva-liteten av det utfelte belegg. Risikoen for betjeningen er ikke vesentlig ved anvendelsen av ikke-elektrisk ledende sprøytemateri-ale, selv hvis det elektrostatiske system virker med høy spenning, men hvis det skal benyttes for utsprøyting av elektrisk ledende sprøytemateriale fremkommer vesentlig forskjellige betingelser. De inntil nå foreslåtte metoder har flere ulemper når de benyttes til elektrisk ledende materiale, og den mest viktige er at sprøyte-materialet tørker for hurtig og ikke festes godt til det arbeids-stykke som skal belegges.

Videre er det for å oppnå høy kvalitet påbeleg-gene på relativt store gjenstander viktig å kontrollere nøyaktig bevegelsene til sprøytepistolen. Ved manuell sprøyting er det konstant en mulighet for at laget ikke vil være tilstrekkelig jevnt med en klart ufordelaktig virkning.

Det problemet som består<p>g som må løses er derfor tilveiebringelsen av et sprøytesystem for beleggmateriale som kan drives med et høyt utbytte av belagte gjenstander, kan.drives sikkert med en ledende sprøyteblanding og til tross for å være en enkel konstruksjon muliggjør en tilfredsstillende drift også ved vanskelige praktiske betingelser.

Dette problem blir løst ved at systemet ifølge oppfinnelsen omfatter flere sprøytepistoler, en isolert bærer som bærer sprøytepistolene i en horisontal linje og en hydraulisk drivinnretning som bevirker en resiprokering av sprøytepistolene i vertikal retning over en avstand som i det minste tilsvarer høyden på arbeidsstykket som skal belegges, en kilde for.komprimert gass og en mellom kilden og hver pistol anbragt temperaturregulator, f.eks. et varmeelement for øking av temperaturen på gasstrømmen før den blåses ut av pistolen, samt en humidistat som er koblet til regulatoren for automatisk regulering av temperaturen for gass-strømmen i avhengighet av variasjoner i humiditeten til luften som omgir arbeidsstykket.

Systemet ifølge oppfinnelsen utgjør således et teknisk fremskritt som sikrer at et sprøytesystem for ledende sprøytemateriale kan drives sikkert til tross for ledningsevnen for sprøytematerialer. Den resiprokerende bevegelse for bæreren som bærer sprøytepistolene sikrer en hurtig belegging og jevnhet for det påsprøytede lag. Den automatisk styrte bevegelse sikrer en større grad av sikkerhet for betjeningen, da det ikke er nød-vendig med noen manuell betjening eller håndtering.'

Det benyttes en kilde for komprimert gass og en temperaturreguleringsinnretning, hvorved temperaturregu-leringsinnretningen er anbragt mellom kilden for komprimert gass og sprøytepistolen og pistolen blir drivftrbundet for å regulere temperaturen til en gasstrøm fra kilden før utstrømningen fra sprøytepistolen.

Temperaturregulatoren kan øke temperaturen på

den atomiserte gass i avhengighet av humiditeten for luften som omgir arbeidsstykket. Dette fordamper fuktigheten i den sprøytede beleggfilm på arbeidsstykket i øket grad og tillater en styring av fuktigheten for den påførte film. Når en humidistat blir innsatt i systemet oppnås et fullstendig automatisk system.

Oppfinnelsen skal nærmere forklares i forbindelse med følgende beskrivelse og tegninger,og hvor: Fig. 1 er et perspektivriss av det elektrostatiske sprøytesystem.i henhold til oppfinnelsen,

Fig. 2 er ét oppriss, delvis i snitt, av en av

de på fig. 1 viste elektrostatiske sprøytepistoler, og

Fig. 3 er et riss i retning av pilene 4-4 på

fig. 2.

På fig. 1 er det vist en transportør 40 som er forsynt med elektrisk ledende hengere 43°g 44 hvortil er festet arbeidsstykker henholdsvis 41°g 42. Arbeidsstykkene er jordet gjennom sine respektive hengere og transportøren, idet sistnevnte

er forbundet med jord. En hydraulisk resiprokator 50 har et fot-stykke 51 på hvilket det er anbragt en hydraulisk enhet 52 og verti-kale føringsskinner 53 °S 54« Et par kjedehjul 55 °S 5^ er roter-bart anbragt nær henholdsvis skinnenes topp og bunn. Rundt kjede-hjulene 55°S 5& er det anbragt en kjede 57 som har sine ender forbundet til en blokk 58. Blokken 58 er forsynt med kulelagre som

er i kontakt med skinnene 53°S 54>°g blokken kan således beveges oppover og nedover langs skinnene. En styreanordning 60 er forbundet med kjeden 57 og har et par kammer 6l og 62 som er forbundet med-en fire-veis ventil 63. Styreanordningen 60 og ventilen 63 reverserer bevegelsesretningen på blokken når den når toppen eller bunnen av slaget. Ved å bevege kammene nærmere hverandre oppnås det et kortere slag av blokken. Det korteste slaget vil være på

ca. 30 cm- Ved å bevege kammene, fra hverandre oppnås det at lengden på slaget økes til det maksimale som kan oppnås ved en bestemt størrelse på resiprokatoren. Den maksimale slaglengden er ca. 1 meter mindre enn høyden på resiprokatoren ^ 0. Ventilen 63 er via hydrauliske rør 64 og 65 forbundet med den hydrauliske enhet 52. Et annet par hydrauliske rør 66 og 67 er forbundet mellom den hydrauliske enheten og en hydraulisk drivmotor 68 som er forbundet med kjedehjulet 56 og som således driver kjeden 57°g blokken 58.

En hul, tverrliggende bærer 70 av elektrisk isolerende materiale er fast festet til blokken 58. Bevegelsen av bæreren 70 styres således av styreanordnihgen 60. Resiprokerings-hastigheten justeres ved hjelp av en reguleringsanordning 69 som er anbragt på og forbundet med den hydrauliske enheten 52. Et sett av fire sprøytepistoler 71-74 er festet til bæreren 7O-

En høyspenningskilde 80 som er i stand til å levere en spenning på 6O.6OO - 150.000 volt, har sitt positive uttak jordet og sitt negative uttak koblet til pistolene 71-74 via ledningene- 8l, 82, 83, og 84. Lederen 83 er ført gjennom bæreren " JO til pistolen 74j°g til pistolen 73 via lederen 84.

En trykktank 90 som inneholder beleggmateriale er anbragt på et isolert stativ <$ 1, og er forsynt med et deksel 92 som ved hjelp av skruetvingene 93>94» 9^ og '99 utgjør en luft-tett tetning. En kilde (ikke vist) for komprimert luft er forbundet til et luftrør 95 som er laget av elektrisk isolerende materiale (f.eks. nylon) og som er forsynt med en direkte eller fjernstyrt luftregulator 96. Luftrøret 95 er forbundet med dekslet 92, slik at tanken kan forsynes med komprimert luft av kontrollert trykk. En fluidslange 97 som er laget av elektrisk isolerende materiale (f.eks. nylon), strekker seg fra tanken 90 gjennom dekslet 92 til hver av pistolene 71~74>hvilke således forsynes med beleggmateriale som skal påførés arbeidsstykket. Som det fremgår av fig. 1 føres slangen 97 fra pistolene 71°g 72 gjennom den hule bæreren 7° og frem til pistolene 73°g 74'

En atomiseringsluftvarmer 100 omfatter elektriske varmeelementer (ikke vist)", som via lederne 101 og 102 er forbundet med en strømkilde (ikke vist). Luftvarmeren 100 er på den ene siden forbundet med en kilde (ikke vist) for komprimert luft via et

luftrør 103, en lufttrykkregulator 104, og' et luftrør 105,-mens

den på den andre siden er forbundet med en pistol 74 via en luft-

, slange 106. For hver av de andre sprøytepistolene er det på samme

måte tilveiebragt en lignende luftvarmer (ikke "vist). En luftven-til 110 er'også på den ene siden forbundet tii en kilde (ikke vist) for komprimert luft via et luftrør 111, mens den på den andre siden er forbundet med avtrekkermekanismen i pistolen' 74 via eri luftslange 112. - En lignende ventil (ikke vist ) er på samme måte tilmebragt for hver av de andre sprøytepistolene 7'1>72 bg 73* ;Da sprøytepistolene 7^-74 er identisk i konstruksjon, vil bare pistol 71 bli beskrevet i detalj. Som det fremgår av fig. 2, ;og 3 omfatter sprøytepistolen 71 et bakre metallhus 120 og en sylindrisk del 121 av isolerende materiale, f.ete . nylon, hvilken omfatter en første sylinderseksjon 122 som er skrudd sammen med en andre seksjon 123>til- hvilken det er festet et lokk 124 ved hjelp av en ringformet holder 125• Seksjonen 122 er festet til huset 120 ved hjelp av en ringformet del 126 som er skrudd inn i en holder 127, °g "en- sylinder 128, som er skrudd inn på seksjonen 122 har-en 'ringformet kant som ligger i kontakt med en ringformet kant<;>på holderen 127•' En ventil '130 av rustfritt stål stenger en passasje 141 gjennom sylinderen 121 og huset 120 når deri ligger an mot et ringformet, 'avsmalnet ventilsete 131 i ut-sprøytningsspissen- I42.- Ventilen I3O er forbundet med en firkantet aksel 129 som er forbundet med en aksel 132 som i tur er forbundet med en aksel 133. Samtlige aksler 129, !32 og 133 er av rustfritt stål. Akselen 133 er forbundet med en regulerbar fjærbolt 134j hvis fjær 135 tvinger den mot sprøytepistolens fremre ende. En annen fjær 136 ligger an mot" et anslag 137 som er fast festet på akselen 132, hvorved denne akselen og ventilen I30 skyves fremover slik at ventilen ligger an<:>mot ventilsetet. Påføringsmaterialet som består av vanns us pendert0'pors elen- emalje føres'f ra slangen 97 inn i et innløp 140, som'star i-forbindelse'med passasjen 141, hvori akslene 129, 132 og 133 e'r'"' anbragt ," si'ik at'påføringsmaterialet kan strømme rundt akslene til sprøytespissen'142. Påføringsma-terialet ledes således direkté rundt akslene til ventilen 130 i sprøytespissen 142. Det er å foretrekke at alle de av sprøyte-pistolens deler som;kommer i kontakt med påføringsmaterialet består av abrasjons-métstandsdyktig material, f.eks. wolframkarbid eller rustfritt stål.- ■ - ;Spissen 142 er festet'mellom lokket 124 og et;hus 143. Tetningsringer 144>H5 og I46 forhindrer at fluidum fra passasjen 141 trenger seg forbi huset 143'Spissen 142 og huset 143 er henholdsvis laget av wolframkarbid og rustfritt stål. ;Lederen 8l fra høyspenningskilden er festet- ved hjelp av kob-lings-organene 146 og 147- Lufttilførselen til passasjene 149°S 150 skjer via luftslangen. 106 som skrues på rørstussen 148. Gjennom passasjen 150- ledes luften til to utløp l60- og l6l i lokket 124, mens luften gjennom passasjen 149 ledes til en ringformet passasje 152 i spissen 142. ;Den fremre kanten på spissen 142, sammen med;en nål 170 som er anbragt på ventilen 130 og som strekker seg gjennom åpningen i spissen 142, danner en elektrode. ;Lengden på sylinderen 121 er vanligvis på ca.;46 cm, hvilket forhindrer at det danner seg noe betydelig elektrostatisk felt mellom det ladede huset 120 og det jordede produktet 4l. Det sterkeste elektrostatiske feltet oppstår mellom spissen . ;142 og nålen 170 og mot det jordede arbeidsstykket 41';En hylse 165 hjelper til med å føre passasjen 141 over forbindelsen mellom seksjonene 122 og 123,°S et mellom-stykke 16? hjelper til med å. lede den samme passasjen over forbindelsen mellom huset 120 og seksjonen 122. ;Pistolene 71-7.4 er oppbygget på noenlunde samme måte som håndpistolene som er beskrevet i U.S. patent nr. 3-251-551»Hovedforskjellene er at det i enkelte deler av sprøytepis-tolene i henhold til oppfinnelsen er benyttet hardere metall, hvilket f.eks. gjelder spissen 142 som må kunne motstå abrasjon, ;og at den elektriske forbindelsen er ført direkte til spissen gjennom en åpning i siden på sylinderen, i stedet for å føre en elektrisk ledning fra en ende av den isolerte delen av pistolen til den andre enden. Pistolen som. er beskrevet i U.S. patent nr. 3.251'551-1kan benyttes for påføringsmaterialer som har en spesi-fikk motstand på 25,4 megaohm eller høyere pr. cm^, mens pistolen som er vist på fig. 1-3 kan sprøyte elektrostatisk, ledende materialer, som f.eks. vannsuspenderte materialer og f.eks. "Teflon". Når f.eks. "Teflon" benyttes som påføringsmateriale, er det ikke. nødvendig å anvende luft varmer en 100. ;Varmeren 100 øker atomiseringslufttemperaturen når fuktigheten i den omgivende luft øker. Dette fordamper fuktig-hetsinnholdet i den påførte filmen på arbeidsstykket, hvorved den påførte films "fuktighet" eller "tørrhet." kan reguleres. Temperaturen i varmeren kan være av størrelsesorden 100°C. Varmeren 100 kan enten styres manuelt, eller den.kan styres ved hjelp av en humidistat. Hvis det for styring eller regulering av temperaturen benyttes en humidistat, oppnås det et fullstendig automatisk system. ;Porselen-emalje er meget abraterende og frembringer problemer i forbindelse med trykkr.egulatorer. Vanlige trykkregulatorer som inntil nå har vært benyttet i faget, vil ikke være særlig holdbare når de utsettes for porselen-emalje. Det på figurene 1-3 viste system har derfor ikke noen regulatorer anbragt mellom tanken og sprøytepistolen, idet det i stedet for anvendes en trykktank som eliminerer behovet for regulatorer. Ved å anvende en stasjonær trykkilde, oppstår det variasjoner i det statiske trykket ved pistolene når disse heves og senkes i henhold til fig. 1. Dette problemet er overvunnet ved å tilveiebringe et utløp som frembringer tilstrekkelig trykk til at det kan opprett-holdes et forholdsvis høyt trykk i trykktanken °/) som inneholder porselen-emalje. Det statiske trykket blir således bare en liten prosentdel av det totale fluidtrykket ved sprøytepistolen. Det statiske trykket i porselen-emaljen forandres omtrent 45 >0 ;53-»0 S pr. cm 2 for en høydeforandring på »3P cm. Når pistolen føres vertikalt, vil den levere mere material ved bunnen av slaget enn hva den gjør ved toppen av slaget. Belegget på arbeidsstykket vil variere på samme måte. Når en sprøytepistol er anbragt ca. ;1 meter over gulvet, kan det frembringes et trykk ved pistolen på f.eks. 210 g pr. cm p, Hvis trykket reguleres ved hjelp av en stasjonær trykktank vil dette trykket holdes konstant. Når pistolen heves 30 cm, vil trykket ved pistolen synke med omtrent 50 gram pr. cm p , slik attrykket nå bare vil være l60 gram pr. cm o. Ved 150 ;cm over gulvet, vil trykket ved pistolen være redusert til 105 g pr. cm . Ved å anvende et fluidutløp som er tilstrekkelig lite til å kunne ha et høyt-trykk i tanken, vil den prosentvise trykk-variasjon ved pistolen avta, og variasjonene i filmtykkelsen fra topp til bunn av arbeidsstykket minskes. Med et trykk i tanken på 1050 g pr. cm^ vil trykkvariasjonen ved pistolen synke til 10fo som er meget tilfredsstillende. Ved et trykk i tanken på 1050 g pr. cm eller høyere oppnås det således en hovedsakelig konstant film-tykkelse. ;Sprøytepistolene i henhold til oppfinnelsen ato-miserer mye større volumer av material pr^ tidsenhet enn hva til-felle er med kjente'pistoler. Dette muliggjør hurtig påføring av tykke belegg med forholdsvis enkle hjelpemidler. Den hurtige opp-bygningen av filmtykkelsen hjelper også til å tilveiebringe den ;nødvendige fuktigheten og eliminerer problemet med tørrsprøytning-;en* Når pistolene er anbragt horisontalt og ført vertikalt, i stedet for å være anbragt vertikalt som i tidligere kjente systemer, oppnås det at hver pistol i det minste kan påføre to tynne belegg av porselen-emalje. Fire pistoler kan således i hurtig rekkefølge påføre 8 tynne'belegg. Systemet i henhold til oppfinnelsen gjør det således mulig å påføre belegg med høyere kvalitet, enn hva som tidligere hår vært mulig. Selv om det i beskrivelsen har vært henvist til vanns us pendert porselen-emalje og "Teflon", kan dog andre beleggmaterialer, f.eks. sammensatt av forskjellige slags, glasspartikler, behandles på samme måte som porselen-emaljen, og andre materialer som f.eks. syntetisk harpiks kan behandles uten regulering av fuktigheten på samme måte som "Teflon". Mens abra-sjonsmaterial slik som porselen-emalje praktisk talt bare kan håndteres ved hjelp av luft-atomiserende sprøytepistoler som oven-

for beskrevet, kan materialer slik som "Teflon" "og lignende ut-sprøytes som forklart både ved hjelp av luft og hydrostatiske sprøytepistoler.

Hvis det er ønskelig å ha en elektrode som er

meget motstandsdyktig mot erosjon, kan sprøytespissen 142 lages av wolframkarbid eller andre lignende erosjonsmotstandsdyktige materialer, og nålen 17O kan være forskjøvet sideveis fra spissen tilstrekkelig til at materialet som sprøytes ut ikke kommer i be-røring med nålen. Dette oppnås ved å feste nålen I70 til spissen 142 i stedet for til ventilstammen I30.

Claims (1)

1. Sprøytesystem for elektrisk ledende beleggmateriale, omfattende en elektrisk isolert gass-atomiserende sprøytepis-

   tol (71)» en isolert beholder (90) for det materiale som skal sprøytes, en isolert ledning (97) som forbinder beholderen med sprøytepistolen, en trykkluftkilde som er forbundet med beholderen for å tvinge sprøytematerialet gjennom ledningen til sprøytepis-tolen, og en høyspenningskilde (80) for å tilveiebringe et elektrostatisk felt mellom sprøytepistolens (71) elektrode og arbeidsstykket (41) som skal belegges, karakterisert ved at systemet omfatter flere sprøytepistoler (71, 72> 73, 74), en isolert bærer (70) sPm bærer sprøytepistolene i en horisontal linje og en hydraulisk drivinnretning (50) som bevirker en resiprokering av sprøytepistolene i vertikalretning over en avstand som i det minste tilsvarer høyden på. arbeidsstykket (41> 42) som skal belegges, en kilde for komprimert gass og en mellom kilden og hver pistol anbragt temperaturregulator (100), f.eks. et. varmeelement for øking av temperaturen på gasstrømmen før den blåses ut av pistolen, samt en humidistat som er koblet til regulatoren (100) for automatisk regulering av temperaturen for gasstrømmen i avhengighet av variasjoner i humiditeten til luften som omgir arbeidsstykket.