PL157213B1 - U rza dzenie d o elektrostatycznego rozpylania wielu cieczy PL PL - Google Patents

Abstract

jace elementy uzalezniajace ciecze przy elemencie wylo­ towym od pola elektrycznego, znamienne tym, ze urza­ dzenie zawiera glowice rozpylajaca z wieloma kanalami prowadzacymi ciecze przeznaczone do rozpylania, przy czym przynajmniej dwa kanaly glowicy maja oddzielne otwory wlotowe polaczone z oddzielnymi przewodami doprowadzajacymi ciecze, a poszczególne kanaly pola­ czone sa ze wspólnym elementem wylotowym formuja­ cym przynajmniej jedna struge wszystkich cieczy w pro­ porcjach równych proporcjom, w których zostaly do­ prowadzone do urzadzenia, przy czym glowica roz­ pylajaca zawiera szereg wspólosiowo umieszczonych rurowych elementów (41, 43, 45), a kanaly (47, 49) pro­ wadzace ciecze przeznaczone do rozpylania stanowia przestrzenie pomiedzy dwoma sasiednimi rurowymi elementami. 11. Urzadzenie do elektrostatycznego rozpylania wielu cieczy, wytwarzajace strugi wielu cieczy i zawiera­ jace elementy uzalezniajace ciecze przy elemencie wylo­ towym od pola elektrycznego, znamienne tym, ze zawiera glowice rozpylajaca z szeregiem wzajemnie od siebie oddalonych plyt, a przestrzenie pomiedzy parami sasied­ nich plyt stanowia wiele kanalów prowadzacych ciecze przeznaczone do rozpylania, przy czym kazdy kanal (4, 6) ma oddzielny wlot (13,15) polaczony......................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FIG 2 FIG 7 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do elektrostatycznego rozpylania wielu cieczy. Często zachodzi konieczność pokrywania przedmiotw tworzywem formowanym z mieszaniny cieczy, które gwałtownie reagują ze sobą przechodząc do postaci stałej, lub wytwarzania przedmiotów; o szczególnym kszmacie, na przykład kulek lub włókien, z mieszaniny takich cieczy. Wyytępują również inne procesy, które wy:m^jają podddar.ia cieczy obróbce, dla której własności fizyczne są nieodpowiednie. W takim przypadku ciecz może być mieszana z cieczą nośną o odnówieanich. własnościach. W innych przypadkach ciecze muszą być mieszane i przetwarzane w sposób, który powoduje niepożądane zmiany we właściwościach jednej z cieczy. Ponadto, czasem jest pożądane mieszanie różnie barwionych cieczy, takich jak farby, dla wytworzenia oryginalnych optycznych efektów na obiekcie.

W każdym z tych przypadków niezbędne jest, aby w urządzeniu do rozpylania, mieszanie cieczy było opóźnione tak długo, jak to jest możliwe, zanim zajdzie ostateczny proces mieszania .

Z brytyjskiego opisu patentowego nr 1 569 707 znane jest elektrostatyczne urządzenie rozpylające dla rozpylania ciekłych pestycydów. Silne pole elektryczne wytworzone pomiędzy krawędzią rozpylającą i uziemioną elektrodą powoduje atomizację cieczy za pomocą sił elektro statycznych do postaci natadcwanych elektrycznie cząstek, które zostają odrzucone od elektrody.

Urządzenie do elektrosaayycz.nego rozpylania wielu cieczy, w/ftarczające strugi wielu cieczy i zawiera jące elementy uzależniające ciecze przy elemencie wylotwym od pola elektrycznego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera głowicę rozpylającą z wieloma kanałami prowadzącymi ciecze przeznaczone do rozpylania, przy czym przynajmniej dwa kanały głowicy rają oddzielne otwory wlotowe połączone z oddzielnymi przewodami doprowadzającymi ciecze. Poszczególne kanały połączone są ze wspólnym elementem wylotcwym formującym przynajmniej jedną strugę wszystkich cieczy w proporcjach równych proporcjom, w których zostały doprowadzone do urządzenia. Głowica rozpyla jąca zawiera szereg współosiowo umieszczonych rurowych elementów, a kanały prowadzące ciecze przeznaczone do rozpylania stanowią przestrzenie pomiędzy dwoma sąsiednimi ruriwymi elementami.

Rurowe elementy stanowią wewnęęrzne, pośrednie i zewnętrzne promieniowe elementy prowadzące, a element wylotowy zawiera osicwo zewnętrzne krawędzie elementów prowadzących, przy czym zewnętrzna krawędź pośredniego prowadzącego elementu rurowego znajduje się z biegiem strumienia cieczy poniżej osicwo zewnętrznych krawędzi wcwnęęrznegi i zewnętrznego elementu rurowego.

Kąt w osiowej sekcji głowicy rozpylającej zawarty pomiędzy przeciwległymi zewnętrznymi pcwierzchniami pośredniego elementu rur twego przy isi<wi zewnntrznej jego krawędzi, jest mniejszy niż kąt zawarty pomiędzy promieniowo zewęęΓzęj pcwtarzchnią zewnętrznego elementu rurowego a promieniowo ^^r^nęi^zną powtarzalnnią wymęęΓzęego elementu rurowego.

W korzystnym rozwiązaniu kąt zawarty, pomiędzy przeciwległymi zewnętrznymi powierzyhntami pośredniego elementu rurowego mieści się w zakresie kątów 10°-60°, a kąt ^wn^-ty pomiędzy promienicwo aewnętrzęą powierzchnią zeu^i^nego elementu rurowego i promieniowo wewnętrzną p<iwtaΓzyhnij w<sriętraęegi elementu rurowego mieści się w zakresie kątcw 8O°-15O°.

Głowica rozpylająca zawiera korpus mający stożkową końcówkę, a każdy kanał prowadzący przechodzi przez korpus do elementu wylotowego lub w pobliże końcówki korpusu.

Element wylotowy zawiera p¢wίeΓachnię z przewodzącego lub półprzewodnikowego maeriału, która połączona jest z elementami uzależniajcyrmi ciecze od pola etaktycznego, dla doprowadzenia do tej pcwierzchni potencjału e taktyczne go.

W irnym korzystnym wykonaniu urządzenia element wylotowy wykonany jest z nieprzewodzącego im^eriału, a w młej odległości od elementu wylotowego, w kierunku zgodnym z biegiem strumienia cieczy, unιieszczoęj jest elektroda stykająca się przynajmniej z jedną z cieczy, która to elektroda połączona jest z elementami uzależniajccymi ciecze od pola etaktycznego, dla doprowadzenia potencjału etaktycznego do tej elektrody.

157 213

Dla natryskiwania obiektu o zerowym potencjale, elektroda jest zamocowana w sąsiedztwie głowicy rozp/lającej, przy czym ciecze przy wlocie uzależnione są od elektrycznego pola wytworzonego przy potencjale mieszczącym się w granicach 1-20 kV, a potencjał elektrody jest bliski potencjałowi ziemi.

Korzystnym rozwiązaniem jest, jeśli elekcroda jest zamocowana w sąsiedztwie głowicy rozpylającej, a ciecze przy wylocie uzależnione są od elektrycznego pola wytworzonego przy potencjale nieszczącym się w granicach 25-51 kV, a potencjał elektrody wynosi 10-40 kV.

Elektroda ma rdzeń z przewodzącego lub półprzwodnikowego matr^i.ału osłonięty warstwą o grubości 1,5 do 3 mm maeriału o wysokiej w*rzymałosci dielektrycznej oraz wysokiej rezystywności objętościowej, dla zabezpieczenia przed iskrzeniem pomiędzy elektrodą a głowicą rozpylającą i jednocześnie na tyle niskiej rezystywności objętościowej, dla odprowadzenia ładunku zebranego na powierzchni osłonowego mtariału, poprzez ten maeriał do rdzenia.

W odmiennym wykonaniu urządzenia do elektrostatycznego rozpylania wielu cieczy, wytwarzające strugi wielu cieczy i zawierające elementy uzależniające ciecze przy elemencie wyloowym od pola elektrycznego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera głowicę rozpylającą z szeregiem wzajemnie od siebie oddalonych płyt, a przestrzenie pomiędzy perami sąsiednich płyt stanowią wiele kanałów prowadzących ciecze przeznaczone do rozp'lania, przy każdy karrnł ma oddzielny wlot połączony z zasobnikiem cieczy oddzielonym od zasobników dla innych kanałów, a ponadto każdy kanał jest połączony ze wspólnym elementem formującym przynajmniej jedną strugę wszystkich cieczy w proporcjach równych proporcjom, w których zostały doprowadzone do urządzenia. Ponadto urządzenie zawiera przewodzącą lub półprzewodnikową powierzchnię stykającą się przynajmniej z jedną cieczą przy elemencie wylotowym, która to p¢wieΓzchniα połączona jest z elementem wytwarzającym wysokie napięcie.

Głowica rozpylająca urządzenia zawiera środkową płytę i dwie zewnętrzne płyty, a kanał prowadzący jest utworzony pomiędzy każdą zewintrzną płytą i środkową płytą, przy czym element wylotowy zawiera krawędź wylotową środkowej płyty umieszczoną z biegiem strumienia rozpylanych cieczy poniżej krawędzi wylotowych zewnętrznych płyt.

Kąt zawarty pomiędzy zewnętrznymi powierzchniami środkowej płyty przy krawędzi wylotowej jest mnejszy niż kąt zawarty pomiędzy zewnętrznymi poo^iisrzchniami zewnętrznych płyt.

Kąt pomiędzy powierzchniami środkowej płyty mieści się w zakresie 10°-60°, a kąt pomiędzy powieΓzchnitmi zewnętrznych płyt mieści się w zakresie 80^o-150^o.

Element wylotowy zawiera powierzchnię z przewodzącego lub półprzewodnikowego maeriału, która połączona jest z elementami uzależniającymi ciecze od pola elekty/cznego, dla doprowadzenia do tej powierzchni potencjału elektrycznego.

W korzystnym rozwiązaniu urządzenia według wyrnlazku element wylotowy wykonany jest z nieprzewodzącego maeriału, a w młej odległości od wylotu, w kierunku zgodnym z biegiem strumienia cieczy, umieszczona jest elektroda stykająca się przynajmniej z jedną z cieczy, która to elektroda jest połączona z elementami uzależniającymi ciecz od pola elektrycznego, dla doprowadzenia potencjału elekty/cznego do tej elektrody.

Dla natryskiwania obiektu o zer wym potencjale, elektroda jest zamocowana w sąsiedztwie głowicy rozpylającej, przy czym ciecze przy wlocie uzależnione są od elekt:tycznegt pola wytworzonego przy potencjale mieszczącym się w granicach 1-20 kV, a potencjał elektrody jest bliski potencjałowi ziemi.

W innym korzystnym rozwiązaniu elektroda jest zamocowana w sąsiedztwie głowicy rozpylającej, a ciecze przy wlocie uzależnione są od el^ektrryo^ź^no^g^o pola w^worzanego przy potencjale mieszczącym się w granicach 25-50 kV, a potencjał elektrody wynosi 10-40 kV.

Rozwiązanie według wynlazku zostanie bliżej objaśnione w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszy przykład płytowej głowicy rozpylającej urządzenia do elektrostayycznego rozpylania według wyrnlazku, w widoku z boku, fig. 2 - przekrój wzdłuż linii 2-2 z fig. 1, fig. 3 - część głowicy rozpylającej z fig. 1 i fig. 2, w widoku z boku i w powiększeniu, fig. 4 - drugi przykład głowicy płytowej, fig. 5 - środkową

157 213 płytę głowicy rozpylającej z zębatą krawędzią wylotową, w powiększeniu, fig. 6 - następny przykład wykornnia głowicy płytowej, dla mieszania trzech cieczy, fig. 7 - głowicę pierścienicą w przekroju, fig. 3 - kolejny przykład wykona nia głowicy płytowej, z płytami z rnteriału izolacyjnego i wkładką elektoodcwą, fig. 9 - głowicę płytcwą z dwoma wkładkami elek ^oot^cwym., fig. 10 i 11 przedstawiają głowicę rozpylającą ze stożkową końcówką, fig. 12 przedstawia kolejny przykład wykonania płytowej głowicy rozpylającej, a fig..13 przedstawia jeszcze inny przykład wykonania płytowej głowicy rozpylającej.

Głowica rozpylająca z fig. 1 do 3 rysunku nadaje się do natryskiwania dwoma cieczami.

Nawiązując do fig. 1 do 3, głowica rozpylająca zawiera trzy wzajemnie od siebie odsunięte, ustawione równolegle płyty, płytę środkową 1 i dwie zewnętrzne płyty 3 i 5. Zasilający kanał dla cieczy jest utworzony przez przestrzeń pomiędzy każdą parą sąsiednich płyt. Tak więc przestrzeń między płytami 1 i 3 tworzy pierwszy karał b połączony z rozdzieonnym przwodem głównym 8 i przewodem doprowadzającym 13. Drugi karał 6 jest utworzony przez prze strzeń pomiędzy płytami 1 i 5 i ma dołączony przewód główny 9 i przewód doprowadzający 15. Każdy z kanałów 4 i 6 na szerokość w przybliżeniu 150 yum. Jak przedstawiono na fig. 2, dolna krawędź flotowa 7 środkowej płyty 1 jest ostro zakończona i znajduje się w niewielkiej odległości poniżej dolnych krawędzi wylotowych 10 i 12 zewnętrznych płyt 3 i 5. Obszar obejmujący dolne krawędzi 10 i 12 zewnętrznych płyt 3 i 5 oraz dolną krawędź 7 środkowej płyty 1 stanowi element wylotowy głowicy rozpylającej.

Każda z płyt 1, 3 i 5 jest wykonana z przewodzącego lub półprziwodnikowego maeriału, w tym rówiież powwerzchnie tych płyt w elemencie wylotewym. Płyty są dołączone do zacisku wyjścitwego generatora napięcia (nie przedstawionego), który dostarcza wyjściowe napięcie około 40 kV.

Przy zastosowaniu, przedmiot 16 przeznaczony do pokrywania pozostaje na potencjale ziemi i jest umieszczony w przybliżeniu w odległości 5 cm poniżej głowicy natryskowej, jak to przedstawiono na fig. 1 i 2. Genęr'atir zostaje włączony, ciecz z pierwszego zbiornika zasilającego zostaje doprowadzona do głowicy rozpyla jącej przez przewód doprowdzający 13, a druga ciecz z drugiego zbiornika zasilającego zostaje doprowadzona do głowicy przez przewód doprowadm jący 15.

Ciecz A z przewodu doprowadzającego 13 płynie do przewodu głównego 8 i stąd w dół przez kanał 4, podczas gdy ciecz B z przewodu doprowadzz jącego 15 płynie do przewodu głównego 9 i w dół przez karał 6. Po dojściu do elementu wylotowego głowicy, ciecz A z kanału 4 przemieszcza się za dolną krawędź wylotową 10 zewętrznej płyty 3 i płynie następnie w dół po jednej stronie środkowej płyty 1. Ciecz B z kanału 6 przemieszcza się za dolną krawędź wylotową 12 zewnętΓznej płyty 5 i płynie następnie w dół po przeciwnej stronie środkowej płyty 1. Ciecze A i B mieszają się razem wtedy, gdy osiągną dolną krawędź wylotową 7 środkowej płyty 1.

Potencjał, który jest doprowadzany do płyt 1, 3 i 5 z generatora wytwarza elektrostatyczne pole o wysokim natężeniu (w przybliżeniu 8 kV/cm) w okolicy dolnej krawędzi 7 środkowej płyty 1, Efektem działania tego pola jest odrzucenie cieczy A i B opuszczających krawędź 7 w postaci szeregu wzajemnie od siebie oddalonych strug 20, jak to przedstawiono na fig. 1. Odległość pomiędzy sąsiednimi strugami 20 jest określana przez wielkość natężenia pola elektrostatycniego, właściwości cieczy oraz szybkości przepływu. Występuje mieszanie, ponieważ cała ciecz z kanał<w 4 i 6, która płynie w dół pomiędzy liniami G-G i H-H z fig, 3, jest ściągnięta w strugę 20 pomiędzy tymi dwoma liniami.

Jak przedstawiono na fig. 3, zmieszane ciecze A i B w każdej strudze 20 rozrywają się następnie w krople 21, stosownie do nieciągłości strumienia cieczy w peowetrzu.

Głowica rozpylająca z fig. 4 odpowiada głowicy z fig. 2 i w niej występuje również środktwa płyta 1 i dwie zewnętrzne płyty 3 i 5, które ograniczają dwa zasilające kanały 4 i 6, dla dwóch przeznaczonych do rozpylania cieczy.· Jak przedstawiono, krawędź wylotcwa

157 213 śi^c^dk^c^ej płyty 1 jest ostro zakończona i umieszczona jest w młej odległości poniżej krawędzi wlotowych 10 i 12 zewnętrznych płyt 3 i 5.

Głowica z fig. b różni się od głowicy z fig. 2 tym, że jest dodatkowe wposażona w dwa wzajemnie oddalone od siebie, ustawione równolegle elementy elektrodowe 9, które są umieszczone w sąsiedztwie krawędzi wylotowej 7 środkowej płyty 1. Każdy z elektror<wych elementów biegnie równolegle względem krawędzi 7 i jest podparty przez izolacyjne ramię 11. Każdy element 9 mii rdzeń z przewodzącego lub półprzwodnikiwego maeriału pokryty mteriałem o wytrzymałości dielektrycznej większej niż 15 kV/mm, objętościowej rezystywności pomiędzy x 10^{11 a} 5 x 10¹³ι$2 .cm i grubości ^0,75 do 5 mm. Jest; t;o Konieczne ^dla zabezpieczenia przed iskrzeniem pomiędzy elementami elektoorwymi a głowicą rozpylającą. Jednocześnie, objętościowa rezystywność jest odpowiednio raaa, aby pozwoHc na to, że zebrany na powierzchni maeriału osłonowego ładunek elektryczny jest przewodzony przez ten raaeriał do rdzenia. Rezyst^encja ⁱłt^ściⁱt maeriału osłonowego mieści się w zakresie ⁵ x łO¹® a 5 x ΙΟ^ιβ .cm.

Pomiędzy każdym elektrOow/ym elementem 9 a krawędzią wlotową 7 występuje odstęp 5 do mm, a obydwa elementy 9 są od siebie oddalone w przybliżeniu o 10 do 20 mm.

W praktyce, obiekt jest utrzynr/wany na potencjale ziemi, płyty 1, 3, 5 na potencjale 25 do 50 kV, a element elektrodowy 9 pozostaje na potencjale 10 do 40 kV. Alternatywnie, płyty 1, 3 i 5 mogą być utraymywane na potencjale 1 do 20 kV, a element 9 przy lub w pobliżu potencjału ziemi.

Tak jak w głowicy rozpylającej z fig. 2, cieczez kanałów 4 i 6 płyną w dół na odpowiednich przeciwległych stronach płyty 1, przed spotkaniem przy krawędzi 7, gdzie następuje mieszanie. Obecność elektrody 9 służy do wznaaciania pola elektrostaZczznegl przy krawędzi 7, a więc do poprawiania rozpylania mieszaniny cieczy opuszczającej tę krawędź.

Na fig. 5 rysunku przedstawiono widok z boku środkowej płyty 25 kolejnego przykładu wykonania głowicy rozpylającej. Ta głowica rozpylająca odpowiada głowicy fig. 2 poza tym, że środkowa płyta 25 tej głowicy m krawędź •flotową 25, która :i e je:t prosta, lecz zębata. Jak przedstawiono na fig. 5, jedna struga 27 jest fomowara przy każdym zębie, o ile zęby nie są zbyt blisko siebie, bo wtedy niektóre zęby nie będą mały strug, ani zbyt daleko od siebie, bo wówczas niektóre zęby będą mały więcej strug niż jedną.

do fig. 6, przedstawiony przykład głowicy-dla urządzenia według wynalazku jest przeznaczony do mieszania trzech cieczy, Głowica ta zawiera dwie wewnitΓzni płyty 31 i 32 i dwie zewnętrzne płyty 33 i 34, które razem tworzą trzy karały 35, 36 i 37 dla poszczególnych cieczy. Weiwitrzie płyty 31 i 32 maą krawędzie wylotowe, które są zaostrzone i umieszczone w mł^j odległości, poniżej krawędzi wylotowych zewnittznych płyt 33 i 34.

W zastosowaniu praktycznym, ciecz która jest doprowadzana do karału 35 opuszcza dolną krawędź ziwnitrziej płyty 33 i następnie spływa w dół po stronie wewiitΓznej płyty 31 do krawędzi wylotowej tej płyty. Ciecz z kanału 37 w podobny sposób spływa w dół do krawędzi wylotowej ^^nntrznej płyty 32. Przy krawędziach wylotowych ievwitrznych płyt 31 i 32 ciecze z kanałów 35 i 37 spotykają się i mieszają z cieczą przepływającą kanałem 36.·

Na fig. 7 przedstawiono głowicę, która mm piiΓŚciinl¢wz wlot, w przeciwieństwie do lini¢wzch wy lotów głowic z fig. 1 do,6.

Nawwązując do fig. 7, głowica jest uformowana promieniowo przez elementy we'WlitΓZiz, pośredni i ziilitrzny 41, 43 i 45, a każdy z nich jest elementem rurowym. Elementy rurowe 41, 43 i 45 są umieszczone współosiowo, tak że pierwszy kanał 47 jest utworzony pomiędzy elementami 41 i 43, a drugi karnał 49 jest utworzony pomiędzy elementami 43 i 45. Pośredni element rurowy 43 jest umieszczony swą dolną krawędzią w małej odległości poniżej krawędzi wylotowych wi^iitrziigo elementu 41 i ziinitrziegl elementu 45.

W pierścieniowej głowicy rozpylającej z fig. 7, mieszanie cieczy doprowadzanych do kanałów 47 i 49 zachodzi przy krawędzi wylotowej pośredniego elementu 43, w sposób już opisany w przypadku głowic płytowych.

157 213

Na fig. 8 rysunku przedstawiono następny przykład głowicy płytowej, w której kanały 41 i 43 prowadzące ciecze, są określane przez pionowe płyty 45, 47 i 49 z raaeriału izolacyjnego. W tym przypadku elektrcdla jest ufoimowana przez wkładkę metalową 51 w dolnej krawędzi płyty 4?, a natężenie elektrostatycznego pola jest podwyższane przy tej dolnej krawędzi rrzez doprowadzenie odpowiedniego potencjału do elektrodowej wkładki 51.

W głowicy rozpylającej z fig. 9 znajdują się trzy płyty z izolacyjnego raaeriału, określające dwa kanały dla cieczy. W tym przypadku wkładki elektrodowe 5C i 53 stykają się z ciecrami w poszczególnych kanałach, a przewidziane są one dla podwyższenia natężenia pola elektrostatycznego przy dolnej krawędzi- środkowej płyty.

Głowica z fig. 9 może tyć zmodyfikowana przez stosowanie tylko jednej z wkładek elektro dowych 50 i 53.

Na fig. 10 i 11 przedstawiono głowicę rozpyla jącą mającą korpus 61 z przewodzącego materiału, który ma generalnie stożkową końcówkę i cztery kanały 63, 65, 6? i 69 prowadzące ciecze. Każdy z kanałów 63 do 69 biegnie w dół przez korpus 61 do wylotu w końcówce.

zastosowaniu praktycznym, cztery ciecze są doprowadzone do odpowiednich kanałów 63,

65, 67 i 69 i spotykają się w końcówce korpusu 61. X końcówce tej ciecze się i zostają uzależnione od elektrostatyczz;eςc pola, które powoduje ich odrzucanie v postaci strug.

Na fig. 12 przedstawiono płytcwą głowicę rozpylającą odptwiecdiią do mieszania dwóch cieczy A i 3, których fizyczne właściwości powodują trudności w dokładnym ich zmieszaniu.

V głowicy z fig. 12 znajdują się cztery kanały 71, 73, 75 i 77 ograniczone przez pionowe płyty 79, 81, 83, 85 i 37. Płyty 79 do 87 są wykonane z izolującego mttriełu, przy czym przewidziano wkładkę elektrodową 89 przy dolnej krawędzi wylotowej środkowej płyty 83.

W praktycznym zastosowaniu tej głowicy pierwsza ciecz 4 jest doprowadzona do kanałów 71 i 75, a druga ciecz 3 jest doprowadzona do kanałów 73 i 77. Ciecze 4 i 3 w odpowiednich kanałach 71 i 73 spotykają się przy dolnej krawędzi płyty 51, a ponadto cieoze A i 3 w odpwiednich kanałach 77 i 75 w podobny sposób spotykają się przy dolnej krawędzi płyty 35. Mieszanie rozpoczyna się, jak tylko ciecze spłyną w dół po cdpowίednich przeciwległych bokach płyty 53 i jest kontynuowane, gdy te dwie częściowe mieszaniny spotkają s.ię przy dolnej krawędzi tej płyty 33. Ciecze zostają wówczas uzależnione od natężenia elektrycznego pola, które powoduje ich rozpylanie.

Głowica rozpylająca, z fig. 12 może być rówiież stosowana do mieszania czterech różnych cieczy, takich jak farby, dla ^^τζί^ώ korzystnych efekti optycznych na obiekcie.

W tym przypadku ciecze A, 3, C, D są doprowadzane do odpowiednich kanałów 71, 73, 75 i 77.

Ma fig. 13 przedstawiono głowicę rozpylającą, która jest szczególnie korzystna do mieszania cieczy, gdy występują trudności praktyczne w uzyskaniu dokładnego zmieszania,

W związku z tym, istotne będzie, aby każde dwie ciecze, które płyną do wrlotu przedstawionych głowic rozpylających, były ładowane napięciami o tej samej polaryzacji, ponieważ one dochodzą do miejsca, w którym jedna ciecz styka się z drugą. Na przykład, w głowicy z fig. 1 do 3 ciecze płynące w dół po odpoo weodnich przeciwległych stronach środkowej płyty 1 są ładowane napięciami o tej.samej polaryzacji, ponieważ zbliżają się one do krawędzi wylotwej 7 tej płyty. X wyniku tego wstępuje tendencja do odrzucania jednej cieczy od drugiej, gdy spotykają się one przy krawędzi. Rzeczyywicie, w ekstremalnych przypadkach dwie ciecze mogą opuszczać krawędź 7 jako oddzielne strugi.

Aby rozwiązać ten probiera, możliwe jest zastosowanie płyty z izolacyjnego raaeriału, jak przedstawiono, na przykład na fig. 9, przy czym wkładka' elektoodows umieszczona jest tylko w jeoniyrn z kanałów pomiędzy płytami. Jedna z cieczy jest wói^o^ćzas ładowana napięciem elektyycnnyn doprowadzonym do tej jednej wkładki elektrodowej, a druga ciecz nie. Niekorzystnie jednakże, może to prwod¢ciyć, że Ładowane ciecz zostanie odchylona na boki przy ruchu w dół poza elementy elektoodowe sąsiadujące z głowicą rozpylającą.

157 213

Trzeba sobie zdawać sprawę, że wstępują dwa sprzeczne aspekty przy projektowaniu głowicy, która rozwiąże ten problem.

Zaostrzenie środkowej płyty w ostrą krawędź wylotową (to jest z małym kątem zawartym pomiędzy przeciwległymi bekami płyty przy ich krawędzi -wlotowej) daje w -wyniku bardziej intercsin-ine pole elektryczne w bezpośrednim otoczeniu głowicy. To poprawia rozpylanie. Jednocześnie jednak ostrość krawędzi wylotowej powoduje, że występuje szeroki zakres kątowy kierunków, wzdłuż których występuje wysoki gradient potencjału. Stąd wynika tendencja rozpraszania cieczy opuszczającej głowicę rozpylającą pod szerokim kąrnem.

? przeciwieństwie do tego, tępa krawędź wylotowa (to jest krawędź wylotowa mjąca duży kąt zawarty pomiędzy odpowiednimi przeciwległymi bekami płyty przy krawędzi wylotowej) daje w wyniku mniej intensywne pole elektryczne, ale prawidłcwo skierowany strumień cieczy.

Na fig. 13 przedstawiono kolejny przykład głowicy rozpylającej, która ns środkową płytę 91 i dwie zewnętrzne płyty 93 i 95, ograniczające kanały 97 i 99. Krawędź wylot owa 101 środkowej płyty 91 jest ostro zakończona, to znaczy pomiędzy odpowiednimi przeciwległymi bokami płyty 91 przy krawędzi 101 jest zawarty kąt 30°. Krawędzie flotowe 103 i 105 odpowiednich płyt 93 i 95 są umieszczone 2 do 5 mm ponad krawędzią 101 płyty 91. Pomiędzy zewnętrzną stroną płyty 93 i ze-wnętrzną stroną płyty 95 w obszarze wylo-tw^y^m zawarty jest kąt 120°, to znaczy chodzu tu o obszar, gdzie każda zewnntrzna powierzchnia kieruje się do środka' iw dół w kierunku krawędzi 103 lub 105.

Przy zastosówaniu głowicy natryskowej z fig. 13 należy zauważyć, że ostra krawędź 101 środkowej płyty 91 powoduue, że natężenie pola elektycznego jest odpowiednie dla dobrego rozpylania. Z drugiej jednak strony, duży kąt pomiędzy zewnętrznymi ptwieΓzchniami odpowiednich płyt 93 i 95 powoduje takie pole elektryczne, że występuje wysoki gradient potencjału tylko w kierunku pionowym, w dół. Tak więc ciecze opuszczją głowicę rozplającą w postaci wąskiego, dobrze ograniczonego strumienia.

Głowica przedstawiona na fig. 13 może mieć płyty z przewodzącego lub półprzwodni owego materiału, albo też może mieć płyty izolacyjne z elektrotami w postaci wkładek metalowych.

Jeśli chodzi o wymiartwinie pierścienóowej głowicy przedstawionej na fig. 7, to korzyst ne efekty uzyskano w praktyce, gdy krawędź wylot;owa pośredniego elementu rurowego 43 znajdowała się 2 do 3 mm poniżej krawędzi wylotowych rurowych elementów wevwęęΓzęegr 41 i zewnnęrz nego 45. Kąt zawarty między ptwieΓzc'hęiami ograniczającymi pośredniego elementu rurowego 43 w obszarze krawędzi wylotowej wynooił 20°.

Ogólnie można zauważyć, że dla płytowej głowicy z fig. 13 i pierścienicwej głowicy z fig. 7 zadowlające wyniki osiągnięto z kątem ostrej krawędzi środkowej płyty lub pośredniego elementu rurowego mieszczącym się w granicach 10° do 60°, a jeśli chodzi o kąt zawarty pomiędzy odp£wiednimi bokami innych płyt lub elementów rurowych, korzystnym zakresem kątów jest zakres 80° do 150°.

W każdej z powyżej przedstawionych głowic elektryczne pole o natężeniu 5 do 30 kV/cm jest odpowiednio silne dla odrzucania cieczy od głowic rozpylających w postaci stiug.

^żda z głowic rozpylających przedstawionych na fig.4 do 13 może być zaopatrzona w elektror^we elementy, tak jak głowica z fig. 4. W przypadku głowicy z fig. 7, stosuje się pierścinnówe elementy elektoodcwe.

Każde z przedstawionych urządzeń może być zastoscwane do mieszania całego szeregu różnych cieczy.

Urządzenie rozp-lające według wynnlazku nadaje się do pokrywania przeóimiotów maeriałem utworzonym z mieszaniny dwóch ciekłych kompirnutów, które razem gó^wltowiie reagują do postaci stałej. Jednakże czas reakcji misi być odpowie<:Uli, aby każda struga ιwrdottająca się z głowicy rozpalającej pozostawała w stanie ciekłam zanim ta struga stanie się nieciągła i zostanie rozproszona w naładówane ciekłe krople. Zestalanie musi mieć miejsce dopiero wtedy, gdy krople osiądą na pokrywanym przedmiocie.

157 213

Ciecze, które mogą być stoscwane są to monomery i/lub prepolimery z katalizatorami lub bez, środki porotwórcze i pigmnty.

Przykładami są:

1. Fiany polimerów takie jak poliuretan, gdzie ciekłymi komjpio.neitami są poliol i dwuizocyjanian, jeden lub obydwa rozpuszczone w środku porotwórczym.

2. Szybkoschnący system miewania dwupakunkowego.

3. Cienkie warstwy polimerów takich jak powłoki silikonowe, gdzie ciekłymi komponentami są 50% polimer silikoo-u rozpuszczony w rozpuszczalniku z 4% katalizatora platyn owego oraz 50% polimer simoniu również rozpuszczonego w rozpuszczalniku i z 4.-3 polimerem silikokwy/m z wiązaniami krzyżowymi.

4. Dwu pakunkowy system klejenia.

Przedmioot lub obiekt pokrywany tymi mteriaŁami może być trzymany ręcznie. W tym przypadku urządzenie nadaje się do stosowanie głównie w pokrywaniu przedmiotów o skomplikowanym kształcie. Twarde powłoki są z łatwością stosowane.

Alternatywnie, przedmiotem może być arkusz przesuwający się wzdłuż linii produkoyjnej. przydatna jest zwłaszcza głowica na^iy^^^owa o linóowo usytuowanym wylocie, prostopadle do kierunku ruchu arkusza.

Pomadto, każde z powyżej opisanych urządzeń może być użyte do wytwwrzania wyrobów w postaci paciorków lub włókien. W przypadku paciorków, ciekłe komponenty miszą reagować ze sobą do postaci stałej po rozdzieleniu strugi cieczy na naładewane ciekłe krople, ale jeszcze zanim te krople dotrą do celu. W przypadku wytwwraania włókien, ciekłe komponenty muszą reagować ze sobą do postaci stałego włókna zanim każda ciekła struga z głowicy natryskowej mai czas rozdzielić się na naładowane krople. Poow-tające stałe włókno jest w sposób ciągły nawijane na podporę w takim tem^i-θ, w jakim jest wytwarzane. Wskazane jest, aby stosowane były ciecze mające krótki czas reakcji.

Każde opisane powożęj urządzenie może być zastosowane do rozpylania cieczy o cechach fizycznych nie do pogodzenia. Przykładem są rolnicze opryski, gdzie noże być konieczne opryskiwanie razem koloidem i cieczą, która po zetknięciu się z koloidem mogłaby powodować jego koagulację. W tego typu urządzeniu koloid nie styka się z cieczą aż do mommntu opuszczenia głowicy rozpylającej. już nie mi na to czasu, aby koloid został zniszczony przez koagulację.

Każde przedstawione urządzenie może być zastosowane do rozpylania cieczy, której elektryczne właściwości, na przykład rezystywność, mogłyby w jakiś inny sposób uniemożliwić elektrostatyczne rozpylanie cieczy. Urządzenie rozpylające jest woówzas zasikane cieczą rozpylającą oraz cieczą nośną o stosownej rezystywności. Takie urządzenie jest przydatne zwłaszcza przy rolniczych opryskiwaniach.

15? 213

Fig 5

157 213

&

Fig.3

Η

- ιιιιμΐ!ΐΗ!ΐμΐ!Ηΐΐ!ΙΗπηπΤΓηΗΜΗ^ΝίΗΡΝ!!ΠΤΠΤ^-^ζ

Fig.1 •J,

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie dt elektrostatycznego rozpylania oielu cieczy, oytoorrzi jące strugi oielu cieczy i zawierające elementy uzależniające ciecze przy elemencie wylotowym td pola elektrycznegt, znamienne tym, że urządzenie zawiera głwicę rozpylającą z oieltma kanałami prowadzącymi ciecze przeznaczone do rozpylania, przy czym przynajmniej doa kanały głooicy srają oddzielne otwory wlotowe połączone z oddzielnymi przewodami doprowadzającymi ciecze, a poszczególne kanały połączone są ze wspólnym elementem wylotówym formującym przynajmniej jedną strugę wszystkich cieczy o proporcjach równych proporcjom, w których zostały doprowadzone do urządzenia, przy czym głowica rozpylająca zawiera szereg współosiowo umieszczonych rurowych elementów (41, 43, 45), a kanały (47, 49) prowadzące ciecze przeznaczone do rozpylania stanowią przestrzenie pomiędzy dwora sąsiednimi rurowymi elementami.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne t γ m, że rurowe elementy (41,

   43, 45) stanowią w&wętrzne, pośrednie i zewnętrzne promieniowe elementy prowadzące, a element wylotwy zawiera osiowo zeonętrzęe krawędzie elementów prowadzących, przy czym zewnętrzna krawędź pośredniego pro^dzącego elementu rurowego (43) znajduje się z biegiem strumienia cieczy poniżej osiowo ze^r^nt^rznych krawędzi we^r^nętrznego i zeOntrznego elementu rurwego (41, 45).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że kąt w osiowej sekcji głowicy rozpylającej zawarty pomiędzy przeciwległymi zewnętrznymi powierzchniami pośredniego elementu rurowego (43) przy osiowo zewnntrznej jego krawędzi, jest mnnejszy niż kąt zawarty pomiędzy promieniwo zewnntrzną powierzchnią zewnętrznego elementu rurowego (45) a promieniwo ^^wnętrzną powierzchnią ^^wnętrznego elementu rurwego (41).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że kąt zawrty pomiędzy przeciwległymi zewnętrznymi pwίerzyhęiami pośredniego elementu rurowego (43) Mieści się w zakresie kąt<w 10° - 60°, a kąt zawwrty pomiędzy promieniwo zewnnęrzną powóerzchnią zewnętrznego elementu rurowego (45) i promieniwo wwontΓzną pwierzyhnią oewoętrznego elementu rurwego (41) mieści się w zakresie kątw 80° - 150°.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że głowica rozpylająca zawiera korpus (61) mający stożkwą końcówkę, a każdy kanał (63, 65, 67, 69) przechodzi przez korpus (61) do elementu wylotowego lub w pobliże końcówki korpusu (61).
6. 6. Urządzenie według zastrz, 1, znamienne tym, że element wylotowy zawiera pwieΓzyhnię z przewodzącego lub półprzwodnikwego rateriału, która połączona jest z elementami uzależniajccymi ciecze od pola elektrycznego, dla doprwadzenia do tej pwieΓzyh ni pootencjału elektycznego.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że element wylotowy wykonany jest z nieprzwodzącego maeriału, a w rałej odległości od elementu wylotowego, w kierunku zgodnym z biegiem strumienia cieczy, umieszczona jest elektroiia stykająca się przynajmniej z jedną z cieczy, która to elektroda połączona jest z elementami uzależniającymi ciecze od pola elektycznego, dla doprwadzenia potencjału elektycznego do tej elektrody.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że dla ęatyskΛwtęit obiektu o zerwym potencjale, elektroda jest zamocwana w sąsiedztwie głwicy rozpylającej, przy czym ciecze przy wylocie uzależnione są od elektrycznego pola wytworzonego przy potencjale mieszczącym się w granicach 1-20 kV, a potencjał elektrody jest bliski potencjałwi ziemi.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że elektroda jest zamocowana w sąsiedztwie głowicy rozpylającej a ciecze przy wylocie uzależnione są od elektycznego

   157 213 pola wytworzonego przy notencjale się w granicach 25-50 kV, a potencja! elektrody wnosi 10-40 kV.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 7 albo 8 albo 9, znamienne tym, że elektroda ma rdzeń z przewodzącego lub półprzewodnikowego maeri^oiłu osłonięty warstwą o grubości 1,5 do 3 mm mttriału o wysokiej wytrzymałości dielektrycznej oraz wsokiej rezystywności objętościowej, dla zabezpieczenia przed iskrzeniem pomiędzy elektrodą a głowicą rozpylającą i jednocześnie na tyle niskiej rezystywności objętościowej, dla odprowadzenia ładunku zebranego na powierzchni osłonowego maeriału, poprzez ten Maeriał do rdzenia.
11. 11. Urządzenie do elektrostayycznego rozpylania wielu cieczy, wytwwrzające strugi wielu cieczy i zawierające elementy uzależniające ciecze przy elemencie wylotowym od pola elektrycznego, znamienne tym, że zawiera głowicę rozpylającą z szeregiem wzajemnie od siebie oddalonych płyt, a przestrzenie pomiędzy parami sąsiednich płyt stanowią wiele kanałów prowadzących ciecze przeznaczone do rozpylania, przy czym każdy karnał (4, 6) ne oddzielmy wlot (13, 15) połączony z zasobnikiem cieczy oddzielonym od zasobników dla innych kanałów, a ponadto każdy kanał (4, 6) jest połączony ze wspólnym elementem wyloowym formującym przynajmniej jedną strugę wszystkich cieczy w proporcjach równych proporcjom, w których zostały doprowadzone do urządzenia, a ponadto zawiera przewodzącą lub półprzewodnikową powierzchnię stykającą się przynajmniej z jedną cieczą przy elemencie wylotowym, która to powierzchnia połączona jest z elementem wytwarzającym wsokie napięcie.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że głowica rozpylająca zawiera środkową płytę (l) i dwie zewnętrzne płyty (3, 5), a kanał prowadzący jest utworzony pomiędzy każdą zewnntrzną płytą (3, 5) i środkową płytą (1), przy czym element wylotowy zawiera krawędź wylotową (7) środkowej płyty (1) umieszczoną z biegiem strumienia rozpylanych cieczy poniżej krawędzi wylotowych (10, 12) zewnntrznych płyt (3, 5).
13. 13. Urządzenie według zastrz. 12, -znamienne tym, że kąt zawarty pomiędzy zewnętrznymi pcwierzchniami środkowej płyty (1) przy krawędzi wylotowej (7) jest mniejszy niż kąt zawarty pomiędzy zewnętrznymi powierzchniami zewnętrznych płyt (3, 5).
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że kąt pomiędzy pd-werzchniami środkowej płyty (1) mieści się w zakresie 10° - 60°, a kąt pomiędzy powierzchniami zewnętrznych płyt (3, 5) mieści się w zakresie 80°-150°.
15. 15. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że element wylotowy zawiera powierzchnię z przewodzącego lub półprzewldmikcwigl maeriału, która połączona jest z elementami uzależniającymi ciecze od pola elektrycznego, dla doprowadzenia do tej powierzchni potencjału e lektyce mego.
16. 16. Urządzenie welług zastrz. 12, znamienne tyra, że element wylotowy wykonany jest z nieprzewodzącego matriału, a w małej odległości od wylotu, w kierunku zgodnym z biegiem sen.ιmiiiia cieczy, umieszczona jest elektroda stykająca się przynajnmiej z jedną z cieczy, którą to elektroda jest połączona z elementami uzależniającymi ciecz od pola elektryceznego, dla doprowadzenia potencjału elektrycznego do tej elektrody.
17. 17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że dla natryskiwania obiektu o zerowym potencjale, elektroda jest zamocowana w sąsiedztwie głowicy rozpylającej, przy czym ciecze przy wylocie uzależnione są od elektrycznego pola wytworzonego przy poteicj3le mieszczącym się w granicach 1-20 kV, a potencjał elektrody jest bliski potencjałowi ziemi.
18. 18. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tyra, że elektroda jest zamocowana w sąsiedztwie głowicy rozpylającej, a ciecze przy wylocie uzależnione są od elektrycznego pola wytworzonego przy potencjale mieszczącym się w granicach 25-50 kV, a potencjał elektrody wynosi 10-40 kV.

    157 213