RU1837994C - Аппарат дл электростатического распылени - Google Patents

Description

дл  подачи через электропровод щую контактную поверхность распыл емой жидкости к кромочной поверхности 5, имеющей острую кромку у каждого из множества мест в виде зубцов 6. Каждый зубец б имеет кончик 7. Кромочна  поверхность 5 между острыми кромками множества мест выполнена острой так, что при использовании сила локального электрического пол  относительно меньше, э у каждого из множества мест.при использовании при покрытии распыл емой жидкостью сила локального электрического пол  в достаточной степени увеличиваетс .

Кромочнеп поверхность 5 выполнена с Формой точек, образующих острые кромки, из материала, обладающего достаточными изол ционными свойствами дл  предотвращени  коронного разр да в процессе использовани . Причем, эта поверхность 8 находитс  в верхней части кромочной поверхности 5.

Кромочна  поверхность каждого из множества мест может быть выполнена из- электропровод щего или полупровод щего материала и недостаточно острой дл  возникновени  коронного разр да в процессе работы. Кромочна  поверхность 5.может быть частью поверхности 10.

Внешний цилиндрический элемент 2 (фиг. 2, 3) на внутренней поверхности имеет ребра 9. которые образуют с наружной поверхностью элемента 3 каналы 10.

Контейнер Г охватывает сопло 1 и в зоне их соединени  установлено уплотнение . Внутренний элемент 3 проходит в контейнер 11. Отверстие внутреннего цилиндрического элемента 3 со стороны контейнера 11 закрыто винтом 12. Внешний цилиндрический элемент 2 в зоне охвата им контейнера 11 (как. показано на фиг, 2) имеет наружную винтовую резьбу 13, котора  соответствует внутренней винтовой резьбе 14 на держателе 15 (фиг. 4). Держатель 15 установлен на конце изолирующей трубки 16, котора  несет на себе генератор 17 высокого напр жени  и батарею 18, установленную на другом ее конце.

Схема электрического соединени  генератора 17 (фиг, 5} включает внешнюю камеру 19 генератора высокого напр жени , котора  через кабель 20, проход щий внутри трубки 16, подсоединена к контакту 21. Батаре  18 подсоединена через переключатель 22 между общей клеммой 23 и входной клеммой 24 низкого напр жени .

Кромочна  поверхность 5 может быть выпопнена кольцевой формы, как показано на фиг, 1, 2.

Кромочна  поверхность может быть выполнена продольной (фиг, 6, 7),

На фиг. 6 множество мест в виде зубцов

25образовано в корпусном элементе 26 из изолирующего пластикового материала. В корпусном элементе 26 имеетс  площадка

27 распределени  жидкости. Запирающа  пластина 28 уплотн ет корпусной элемент

26посредством прокладки 29 и определ ет линейную щель 30 между корпусным элементом 26 и запирающей пластиной 28.

0 Прокладке 29 п-ридана така  форма, чтобы образовать каналы 31.

Провод ща  или полупровод ща  полоса 32 вставл етс  в корпусной элемент 26 и подсоедин етс  к источнику 17 подачи вы5 сокого напр жени ,

В варианте, показанном на фиг, 7, сопло выполнено в форме ванны 33 из изолирующего пластикового материала, имеющей множество мест в виде зубцов 34, образо0 ванных вдоль продольной кромки 35. Канавки 36 в основании ванны 33 сообщаютс  с кончиком каждого зубца 34. Провод ща  поверхность образована проволокой 37-, котора  подсоединена к источнику 17 высокого

5 напр жени .

Аппарат работает следующим образом. Жидкость подаетс  по отверстию, образованному элементами 2, 3 к кромочной поверхности , и стекает по зубцам. Этот

0 процесс может находитьс  под вли нием сил т жести и /ил и электростатических сил. Жидкость, котора  до некоторой степени должна быть проводимой, оказывает существенное вли ние на высокий потенциал

5 границы электрического пол , Зубцы 6 существенно остры, поэтому сила пол , на границе жидкости и воздуха на кончиках 7 зубцов дортаточно велика, чтобы образовать воронку 38 жидкости при напр жении,

0 подаваемом генератором 17 высокого напр жени .

Жидкость на кончиках.становитс  зар женной , отрицательный зар д передаетс  на провод щую поверхность 8, а чисто -по5 ложительный зар д остаетс  в жидкости, Зар д в жидкости создает внутренние от- талхивающие электростатические силы, которые преодолевают трение поверхности жидкости, образу  воронку жидкости с кон0 чиков7, которые образуют св занные частицы 39. На рассто нии от зубцов 6 механические силы, воздействующие на св занные частицы при прохождении через воздух, заставл ют их дробитьс  на зар 5 женн-ые капельки довольно одного размера. Поскольку зубцы выполнены из провод щего материала, то существует опасность того, что коронный разр д может возникнуть если силы пол  слишком велики. Это нежелательно, поскольку влечет за собой

потребность в токе более высокого напр жени  от высоковольтного генератора.

Дл  предотвращени  по влени  коронного разр да в процессе эксплуатации зубцы изготавливают с очень меленькими угловыми радиусами. Минимальный угловой радиус на кончиках может быть существенно большим, не привод  к образованию коронного разр да при эксплуатации или до эксплуатации, даже в случае, если кончики не покрыты жидкостью. Как вариант, возможно применение минимального углового радиуса меньшего размера, если радиус все же достаточно велик, чтобы он мог быть смочен жидкостью, подвергаемой распылению , необходимо жидкость подавать на кончики зубцов до того, как будет подано высокое напр жение. Применение радиуса большего размера при покрытии жидкостью в совокупности с повышенным удельным сопротивлением уменьшает потенциал границы высокого напр жени  электрического пол , способствует уменьшению возможности по влени  коронного разр да.

Может ли быть минимальный радиус при смачивании меньше минимального радиуса , при котором не образуетс  коронный разр д в сухом состо нии, зависит от трени  поверхности и жидкости, и от высокого напр жени , воспроизводимого генератором . Чем меньше трение поверхности, тем меньшего размера минимальный угловой радиус, который может быть смочен. Чем меньше величина напр жени , воспроизводимого генератором, тем меньше минимальный угловой радиус, не создающий соронного разр да. Поэтому, чем меньше рение поверхности и ниже напр жение, ем меньша  веро тность того, что жид- (ость будет смачивать меньший угловой радиус , при котором не будет коронного эазр да.

Возможно изготавливать зубцы, кото- эые существенно острые дл  того, чтобы троизводить распыление и в тоже врем  не настолько острые, чтобы образовывать ко- эонный разр д в процессе эксплуатации три напр жении, подаваемом генератором шсокого напр жени , т.е. 25-35 КВ. Предполагаетс ,.что минимальный угловой радикс на кончиках 100 до 200 микрон, не будет )бразовывать коронный разр д в процессе ксплуатации при напр жении пор дка 30 (В. Зубцы осуществл ют локальное увели- ение силы электрического пол  на своих юнчиках, что достаточно дл  того, чтобы фоизводить распыление с образованием в занных частиц на каждом кончике при иироком диапазоне напр жений и рассто - 1ий от объекта, В одном из вариантов использовани  изобретени  одна св занна  частица может быть образована на каждом зубце в диапазоне напр жени  25-35 КВ. Установлено, что количество св занных ча- 5 стиц в действительности не зависит от рассто ни  до объекта при таком диапазоне напр жени . Поэтому, размер капелек в большей степени не зависит от напр жени  в пределах широкого диапазона, что умень0 шает потребности в регулировке выходного напр жени  генератора. Равным образом, размер капелек не зависит от рассто ни  до объекта.

Зубцы 6 скошены наружу дл  увеличе5 ни  ширины полосы распылени . Зубцы могут быть равными, или отогнутыми внутрь в случае, если, требуютс  более узкие полосы распылени .

В варианте выполнени  сопла продоль0 ным, кромочна  поверхность распылени  имеет общий продольный характер. Зубцы изготовлены из материала, обладающего большими изол ционными свойствами. Пластик с высокими изол ционными свой5 ствами марки PTFE может служить в качестве примера. Материал с меньшими изол ционными свойствами Например, формальдегидна  композитна  бумага, тзк- . же может быть использована. Это уменьша0 ет тенденцию образовани .коронного разр да поэтому зубцы могут быть намного .острее, чем медные зубцы.

При использовании зубцов из изол ционного материала жидкость подают на кро5 мочную поверхность 5 через провод щую или полупроводниковую поверхность. Это происходит в верхней части кромочной поверхности 5. Электрическое поле образуетс  жидкостью, поступающей на кромочную

0 поверхность 5. Отрицательный зар д отводитс  от жидкости при ее контакте с провод щей поверхностью, оставл   чистый положительный зар д в жидкости.

Рассто ние между кромочной поверх5 ностью 5 и провод щей или полупровод щей поверхностью должно быть существенно малым дл  удельного сопротивлени  жидкости, котора  используетс  дл  распылени , В результате проводимо0 сти жидкости вдоль зубцов по вл етс  градиент напр жени , а именно, в направлении потока.жидкости. Результирующее электрическое поле воспроизводит силу параллельно поверхности, которую

5 иногда называют тангенциальной силой, ко- .тора  воздействует на жидкость и выбрасывает ее вдоль отверсти  4 и зубцов по направлению их кончиков.

Если-используютс  зубцы из провод щего материала, то какого- либо значмтелького градиента напр жени  не происходит и подавать жидкость вдоль зубцов на их кончики еще труднее.

В описываемом аппарате зубцы, если они изготовлены из изол ционного материал , могли бы быть значительно острее, а провод ща  или полупровод ща  поверхность может быть обеспечена, если изготовить внутренний элемент 3 из соответствующего материала.. Непровод щую кромочную поверхность можно получить путем посадки кольца на провод щий внешний элемент 2. .

Как вариант, внешний элемент 2 может быть непровод щим, а внутренний элемент 3 - провод щим.

В этом случае, не так легко примен ть высокое напр жение к поверхности, т.е. к внутреннему элементу.

В еще одном варианте зубцы размещены из непровод щем элементе, а внешний элемент  вл етс  провод щим. В этом случае жидкость стекает вниз на внешнюю по- верхность зубцов к ко.нчикам. При проектировании внешнего элемента необходимо соблюдать осторожность и не допускать , чтобы жидкость забрызгивала кромочную поверхность на ее конце. Одним из факторов, который вли ет на размер капелек ,  вл етс  мощность потока. При условии , что все другие факторы  вл ютс  посто нными, повышение мощности потоки , повышает размер капелек. Сопло и контейнер , показанные на фиг. 2, 3, имеют, сечение дл  того, чтобы показать устройство , контролирующее поток,

Одним из трех параметров, контролирующих мощность потока,  вл етс  размер проходов, через которые протекает жидкость . Этот размер точно определен путем установки ао внешний элемент 2 внутренних ребер Э. Внутренний элемент 2 припрессован к ре,брзм 9 таким образом, чтобы проходы дл  жидкости находились между ребрами. Проходы выход т открытыми к от- берстию 4. Размеры и количество проходов 10 частично контролируют мощность потока . Меньшее сечение, больша  длина проходов и меньшее их количество - все это снижает мощность потока. Контейнер 11 приварен к соплу. Этот контейнер не имеет никаких других средств сброса давлени  за исключением сброса через винт 12. .

Вторым параметром, вли ющим на мощность потока,  вл ютс  -размеры спирального прохода, сделанного по резьбе винта 12 частично дл  того, чтобы определить степень сброса давлени  в контейнере дл  обеспечени  вытекани  жидкости. Более дли инь; и спиральный проход и меньшее

его сечение способствует уменьшению мощности потока. Третьим параметром, вли ющим на мощность,  вл етс  высота винта 12 воздушного жиклера под отверстмем 4, котора  при контроле, обеспечиваемом винтом воздушного жиклера, определ ет величину гидростатического напора жидкости над отверстием. Чем меньше рассто ние, на котором находитс  винт воз0 душного жиклера по отношению к отверстию , тем меньше мощность потока.

Внешний элемент 2, который оп ть мо- жет.быть из провод щего или полупровод щего материала, имеет внешнюю винтовую

5 резьбу 13. При эксплуатации он присоедин етс  при помощи внутренней резьбы 14 к. держателю 15.

Комбинаци  изолирующей трубки и переносного кабел  заземлени , выход щего

0 из конца трубки напротив сопла, имеет результатом то, что сопло ограждаетс  от кз- ких-либо потенциальных воздействий от аппарата.

Длинный путь через трубку между со5 плом и переносным кабелем заземлени  уменьшает утечку в землю из сопла. Это увеличивает срок службы батарей и дает возможность уменьшить мощность конденсатора высокого напр жени .

0 В варианте, показанном на фиг. 6, одна св занна  частица образуетс  одним зубцом также, как это было уже описано ранее. Снова на кончиках зубцов образуетс  электрическое поле существенной величины,

5 при этом, какие-либо части аппарата не имеют низкого потенциала около сопла, Образующа с  сила пол  существенно независима от любых низких потенциальных воздействий от аппарата.

0 Сопло, показанное на фиг. 7, выполнено в виде ванны из изолирующего пластика. . Канавки 36 на дне ванны соединены с кончиками каждого зубца 34. При эксплуатации ванна 33 заполн етс  жидкостью 40, кото5 ра  подлежит распылению, до уровн , расположенного вблизи кромочной поверхности 35. Этот уровень может поддерживатьс  при помощи обеспечени  посто нной подпитки жидкостью, излишек

0 жидкости может быть возвращен через сливную трубку (не показано на рис) дл  повторного использовани . Провод ща  поверхность обеспечиваетс  при помощи проволоки 37, Воздействие на проволоку 37

5 высокого напр жени  зар жает жидкость 40 и результирующее электрическое поле перемещает ее на зубцы 34, Когда жидкость покрывает зубцы 34, то сила пол  на кончиках зубцов значительна , чтобы жидкость могла распыл тьс  при дроблении св занных частиц на капельки, как это было описано ранее. Этот вариант использовани  изобретени  имеет преимущество в том, что здесь не происходит капани  в случае остановки распылени  при перерыве в подаче t ысокого напр жени , хот , вследствие того , что ванна открыта, оно не подходит дл  применени  там, где необходимо перемещение сопла, например, рукой, как это происходит при распыливании инсектицидов га растени . В этом варианте сопло примен етс  без каких-либо существенных воздействий заземлени  от аппарата.

На кончиках зубцов образуетс  сущест- Еенное электрическое поле без попадани  частей с низким потенциалом или электродов поблизости к соплу.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Аппарат дл  электростатического р аспылени , включающий сопло дл  подачи распыл емой жидкости с образованным между двум  элементами отверстием дл  г одачи через электропровод щую контакт- ную поверхность распыл емой жидкости к Кромочной поверхности, имеющей острую кромку у каждого из множества мест, и средство электропитани  высокого потенциала, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности получени  зар женных капель однородного размера, сопло1 выполнено с размещенными в отверстии внутренними ребрами, при этом кромочна  поверхность между острыми кромками множества мест выполнена острой, так что при использовании сила локального электриче- пол  относительно меньше, а у каждого из множества мест при использовании

   при покрытии распыл емой жидкости сила локального электрического пол  в достаточной степени увеличиваетс , причем сопло расположено на удалении от любых элемен- 5 тов аппарата с низким потенциалом так. что при использовании сила электрического пол  практически не зависит от каких-либо вли ний низкого потенциала элементов аппарата .

   0

   2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем. что кромочна  поверхность выполнена с формой мест, образующих острые кромки, из материала, обладающего достаточными изол ционными дл  предотвращени  ко5 ронного разр да в процессе использовани  при напр жении, создаваемом средством электропитани  высокого потенциала, причем эта поверхность находитс  в верхней части кромочной поверхности.
2. 0

   3. Аппарат по п. 1,отличающийс  тем, что кромочна  поверхность каждого из множества мест выполнена из электропровод щего или полупровод щего материала и недостаточно острой дл  возникновени 
3. 5 коронного разр да в процессе работы при напр жении, создаваемом средством электропитани  высокого потенциала.

   А. Аппарат по п, 3, отличающийс  тем, что кромочна  поверхность  вл етс 

   0 частью указанной поверхчости.

   5. Аппарат по пп. 1-4, отличаю- щ и и с   тем, что кромочна  поверхность выполнена кольцевой формы общего характера .

   5 6. Аппарат по пп. 1-4, отличающийс  тем, что кромочна  поверхность выполнена продольной.

   pt/& f

   Фиг.З

   37

   35

   J4

   фиг. 7