RU2086312C1

RU2086312C1 - Method of deposition of powder coatings by electrostatic spraying and device for its embodiment

Info

Publication number: RU2086312C1
Application number: RU95109548A
Authority: RU
Inventors: Г.С. Догадин; А.Ф. Артамонов; С.И. Хренов; В.К. Лобанов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Электростатическое распыление"
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 1997-08-10
Also published as: RU95109548A

Abstract

FIELD: technology of deposition of powder coatings by electrostatic spraying; applicable in various industries in application of protective-decorative and special coatings. SUBSTANCE: method includes deposition of internal powder layer by spraying onto product with current of the first preset value, and the external part, with current of the second preset value. In so doing, current is maintained to be stabilized in deposition of at least, one part of powder layer by spraying. Current of the first preset value may be lower or higher than that of the second preset value. The device for embodiment of the offered method has former 21 of pulse-duration modulation, third current setting 20 and command-time unit 22. Device transformers 8 are narrow band. Input of former 21 of pulse duration modulation is connected with microcomputer 15, and output, with pulsed voltage regulator 6. The second output of microcomputer is connected to power amplifier. Current second setting 19 and current third setting 20 are connected to microcomputer 15 through command-time unit 22. EFFECT: higher efficiency. 11 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии нанесения порошковых покрытий электростатическими распылителями и может быть использовано в различных отраслях промышленности для получения защитно-декоративных и специальных покрытий. Изобретение может использоваться и в других областях промышленного применения электростатики. The invention relates to a technology for applying powder coatings by electrostatic spray guns and can be used in various industries to obtain protective-decorative and special coatings. The invention can be used in other areas of industrial applications of electrostatics.

Известен способ электростатического напыления порошковых покрытий, включающий измерение и поддержание заданной величины тока через заземленное изделие по результатам измерения и расчета величины произведения расхода порошка на среднемассовый заряд частиц как минимум для двух участков поверхности изделия [1] Согласно этому способу увеличивают плотность потока массы порошка в той части облака порошка между распылителем и изделием, где данное произведение превышает заданную плотность тока. A known method of electrostatic spraying of powder coatings, including measuring and maintaining a given current through a grounded product according to the results of measurement and calculation of the product of the powder consumption by the average particle charge of at least two parts of the product’s surface [1] According to this method, the mass flux density of the powder is increased in that parts of the powder cloud between the atomizer and the product, where this product exceeds a given current density.

Следствием такой последовательности операций является высокая трудоемкость, т. к. для выбора параметров режима напыления необходимо использовать специальную "тест-деталь" с комплексом измерительных приборов, и низкая точность регулирования, связанная с тем, что результаты измерений не всегда "коррелируются" с условиями напыления на реальные изделия, поверхности которых отличаются по профилю от плоскости ("тест-деталь"). The consequence of this sequence of operations is high laboriousness, because for choosing the parameters of the spraying mode it is necessary to use a special "test part" with a set of measuring instruments, and low regulation accuracy due to the fact that the measurement results are not always "correlated" with the spraying conditions on real products whose surfaces differ in profile from the plane ("test part").

Задача снижения трудоемкости и повышения качества покрытия решается в способе электростатического напыления [2] выбранном в качестве прототипа. Согласно этому способу перед началом процесса напыления устанавливают заданный ток через электрод, установленный в зоне распылительного сопла распылителя, и поддерживают его стабилизированным в некотором интервале расстояний между коронирующей иглой распылителя и заземленным изделием, осуществляют подачу порошка через распылитель и выдерживают заземленное изделие в облаке заряженных частиц порошка вблизи распылителя в течение t_э времени экспозиции.The task of reducing the complexity and improving the quality of the coating is solved in the method of electrostatic spraying [2] selected as a prototype. According to this method, before the start of the spraying process, a predetermined current is established through an electrode installed in the zone of the spray nozzle of the spray gun and is kept stable over a certain range of distances between the corona needle of the spray gun and the grounded product, the powder is fed through the spray gun and the grounded product is held in a cloud of charged powder particles near the atomizer during t _e exposure time.

Однако данный способ не позволяет решить на достаточно высоком уровне ряд следующих производственных проблем: повышение качества покрытий, особенно толстослойных, т.к. на видовых участках поверхностей появляются дефекты, вызванные наличием обратного коронного разряда с напыленной поверхности; снижение количества отходов порошкового материала за счет накапливания в рекуперационной системе преимущественно частиц какой-то одной фракции; повышение безопасности процесса, главным образом при использовании более чем одного распылителя, т.к. изделие с нанесенной на его поверхность частью порошкового слоя в зоне экспозиции предыдущего распылителя может подойти к последующему распылителю еще и заряженным до потенциала в несколько киловольт (отсутствие надежного заземления детали на подвеске). При этом за счет подзарядки поверхности осажденного слоя ионами во время экспозиции у последующего распылителя зарядов может накопиться столько, что произойдет пробой с изделия на землю, может возникнуть искра, способная инициировать искровой разряд между коронирующим электродом распылителя и изделием, и, в конечном счете, привести к возгоранию порошка. В предлагаемом техническом решении согласовываются токи подзарядки слоя и утечки таким образом, чтобы пробоев не было. However, this method does not allow solving at a sufficiently high level a number of the following production problems: improving the quality of coatings, especially thick-layer ones, because defects appear on view areas of surfaces caused by the presence of a reverse corona discharge from the sprayed surface; reduction in the amount of waste powder material due to the accumulation in the recovery system of predominantly particles of a single fraction; increased process safety, mainly when using more than one atomizer, as the product with a part of the powder layer deposited on its surface in the exposure zone of the previous atomizer can approach the subsequent atomizer also charged to a potential of several kilovolts (lack of reliable grounding of the part on the suspension). In this case, due to recharging the surface of the deposited layer with ions during exposure, so much charge can accumulate in the subsequent atomizer that there will be a breakdown from the product to the ground, a spark can occur that can initiate a spark discharge between the corona electrode of the atomizer and the product, and, ultimately, cause powder ignition. In the proposed technical solution, the charge currents of the layer and leakage are coordinated so that there are no breakdowns.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества покрытия и безопасности процесса, в уменьшении явления избирательного осаждения отдельных фракций порошка за счет зарядки порошка в факеле распыла до оптимальной величины при колебаниях параметров режима напыления в широких пределах и регулируемой подзарядки слоя осажденных частиц свободными ионами. The technical problem solved by the invention is to improve the quality of the coating and the safety of the process, to reduce the phenomenon of selective deposition of individual fractions of the powder by charging the powder in the spray torch to the optimal value when fluctuations in the spraying conditions over a wide range and regulated charging of the layer of deposited particles with free ions.

В основу решения положена идея регулирования величины зарядов частиц порошка, степени подзарядки осажденного слоя величинами заданных токов высоковольтного источника таким образом, чтобы сочетались высокая производительность процесса с безопасностью, безотходностью и высоким качеством покрытия при реально существующих процессах обратного коронного разряда. The basis of the solution is the idea of regulating the magnitude of the charges of the powder particles, the degree of recharging of the deposited layer by the values of the given currents of the high-voltage source in such a way that the high productivity of the process is combined with the safety, waste-freeness and high quality of the coating in real-life reverse corona processes.

Решение технической задачи достигается тем, что в известном способе электростатического напыления порошковых покрытий, заключающемся в том, что осуществляют подачу порошка через распылительное сопло распылителя с образованием облака частиц порошка, подают ток заданной величины от высоковольтного источника на электрод, установленный в зоне распылительного сопла, и выдерживают заземленное изделие в облаке заряженных частиц порошка вблизи сопла распылителя в течение t_э времени экспозиции, согласно предложению, напыляют внутреннюю часть порошкового слоя на изделии при токе первой заданной величины, а внешнюю часть при токе второй заданной величины, поддерживают при этом ток стабилизированным при напылении хотя бы одной части порошкового слоя.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the known method of electrostatic spraying of powder coatings, which consists in supplying powder through a spray nozzle of a spray gun with the formation of a cloud of powder particles, a current of a predetermined value from a high-voltage source is supplied to an electrode installed in the area of the spray nozzle, and maintain the grounded product in a cloud of charged powder particles near the nozzle of the atomizer during t _e exposure time, according to the proposal, spray the internal hour the powder layer on the product at a current of a first predetermined value, and the outer part at a current of a second predetermined value, while maintaining the current stabilized by spraying at least one part of the powder layer.

При этом для решения частных производственных задач ток первой заданной величины выбирают либо меньше, либо больше второй. При использовании нескольких распылителей на электроды хотя бы двух из них подают токи разной заданной величины. Кроме того, время t_n переключения токов с первой заданной величины на вторую выбирают из условия t_n < t_э. Отличием является и то, что переключают стабилизированные токи с первой заданной величины на вторую преимущественно в ключевом режиме. Также отличием является то, что момент начала переключения тока согласовывают со временем возникновения обратного коронного разряда с напыляемого слоя. Также поддерживают ток стабилизированным хотя бы при напылении внешней части порошкового слоя или последующих слоев многослойного покрытия.Moreover, to solve private production problems, the current of the first given value is chosen either less or more than the second. When using several sprays, at least two of them supply currents of different preset values to the electrodes. In addition, the time t _n switching currents from the first specified value to the second is selected from the condition t _n <t _e . The difference is that stabilized currents are switched from the first set value to the second, mainly in the key mode. Another difference is that the moment of the beginning of the current switching is coordinated with the time of the occurrence of the reverse corona discharge from the sprayed layer. They also keep the current stabilized even when spraying the outer part of the powder layer or subsequent layers of the multilayer coating.

Совокупность общих существенных и частных существенных признаков позволяет, например, осуществить процесс напыления однослойного покрытия с помощью манипулятора, на котором установлены два распылителя последовательно по ходу движения конвейера с деталями, следующим образом. The combination of common essential and particular essential features allows, for example, to carry out the spraying process of a single-layer coating using a manipulator, on which two sprayers are installed sequentially along the conveyor with parts, as follows.

На коронирующий электрод первого распылителя подают ток первой заданной величины, а на электрод второго распылителя ток меньшей величины, чем на первый. При этом из облака вблизи сопла первого распылителя с высокой скоростью формируется часть порошкового слоя, которая явится внутренней в формируемом слое. В вариантах через этот распылитель осуществляют подачу порошка из рекуперационной системы, где порошок обеднен какой-то фракцией по размеру, включения посторонних веществ и т.д. При выборе величины тока, подаваемого на электрод первого распылителя, учитываются все эти обстоятельства; кроме того, расход порошка через него выбирается таким образом, чтобы в зоне факела распыла этого распылителя не успел образоваться обратный коронный разряд. При этом на коронирующий электрод второго распылителя подают стабилизированный ток второй заданной величины, которая меньше, чем первая. Производительность второго распылителя будет ниже, чем первого, однако из-за значительного уменьшения подзарядки осажденного слоя ионами коронного разряда не будут иметь места мощные разрядные явления в осажденном слое, поэтому качество поверхностного слоя будет высоким. Например, подавая свежий порошок через второй распылитель, мы легко решаем проблему улучшения качества поверхности покрытия. A current of a first predetermined value is supplied to the corona electrode of the first atomizer, and a current of a smaller magnitude to the electrode of the second atomizer than to the first. At the same time, a part of the powder layer is formed from the cloud near the nozzle of the first atomizer at high speed, which will be internal in the formed layer. In embodiments, through this atomizer, the powder is supplied from the recovery system, where the powder is depleted in some fraction in size, including foreign substances, etc. When choosing the magnitude of the current supplied to the electrode of the first atomizer, all these circumstances are taken into account; in addition, the flow rate of the powder through it is selected in such a way that a reverse corona discharge does not have time to form in the spray plume of this atomizer. In this case, a stabilized current of a second predetermined value, which is less than the first, is supplied to the corona electrode of the second atomizer. The productivity of the second atomizer will be lower than that of the first one, however, due to a significant decrease in the charge of the deposited layer by corona ions, powerful discharge phenomena in the deposited layer will not take place, therefore, the quality of the surface layer will be high. For example, by supplying fresh powder through a second atomizer, we can easily solve the problem of improving the surface quality of the coating.

В другом варианте ток, подаваемый на коронирующий электрод второго распылителя, устанавливают больше, чем у первого распылителя, оставляя ток первого распылителя, например, неизменным. Теперь в зоне факела распыла второго распылителя устанавливается режим так называемого "квазинепрерывного" обратного коронного разряда. Покрытие малой толщины (например, в соответствии с требованиями к покрытию) и с высокой степенью равнотолщинности будет сформировано в зоне второго распылителя. При этом доля порошкового слоя, сформированного вторым распылителем, будет ничтожной, т. к. весь порошок, распыляемый через него, в конечном счете срывается с осажденного слоя и попадает в рекуперационную систему. Но будет решена главная задача получение беспористого, тонкого, равнотолщинного покрытия. In another embodiment, the current supplied to the corona electrode of the second atomizer is set higher than that of the first atomizer, leaving the current of the first atomizer, for example, unchanged. Now, in the zone of the spray plume of the second atomizer, the regime of the so-called "quasi-continuous" reverse corona discharge is established. A coating of small thickness (for example, in accordance with coating requirements) and with a high degree of uniform thickness will be formed in the area of the second sprayer. In this case, the fraction of the powder layer formed by the second atomizer will be negligible, since all the powder sprayed through it ultimately breaks off the deposited layer and enters the recovery system. But the main task will be solved to obtain a non-porous, thin, equally thick coating.

Пункты предложения, касающиеся режимов переключения токов с первой заданной величины на вторую относятся преимущественно к процессам ручной окраски. Предпочтительным является ключевой режим переключения токов, т.к. он позволяет оператору просто контролировать, в каких местах изделия и сколько порошка требуется для формирования покрытия. При формировании же внутренней части порошкового слоя можно использовать, например, вольт-амперную характеристику с линейно подающим током. The paragraphs of the proposal regarding the modes of switching currents from the first given value to the second relate mainly to manual painting processes. The key mode of current switching is preferable, since it allows the operator to simply control where the product is located and how much powder is required to form the coating. When forming the inner part of the powder layer, it is possible to use, for example, a current-voltage characteristic with a linearly supply current.

На фиг. 1 приведены временные диаграммы переключения стабилизированных токов с первой заданной величины на вторую при напылении ручными электростатическими распылителями; на фиг. 2 блок-схема предлагаемого устройства. In FIG. 1 shows timing diagrams of switching stabilized currents from a first predetermined value to a second when spraying with hand-held electrostatic sprayers; in FIG. 2 block diagram of the proposed device.

Диаграмма 1 соответствует электростатическому напылению по пп. 1, 2, 6, 7 формулы изобретения. Диаграмма 2 соответствует электростатическому напылению по пп. 1, 3, 6, 7 формулы изобретения. Diagram 1 corresponds to electrostatic spraying according to paragraphs. 1, 2, 6, 7 of the claims. Diagram 2 corresponds to electrostatic spraying according to paragraphs. 1, 3, 6, 7 of the claims.

Пример 1. Производят электростатическое напыление эпоксиполиэфирным порошком. Покрытие однослойное толщиной 40 50 мкм. Изделие плоский лист 200х300 мм с отбортовками 20 мм. Осуществляют подачу порошка через распылительное сопло с расходом 10 12 кг/ч с образованием облака частиц порошка диаметром 15 20 см на расстоянии 15 см от распылительного сопла. Подают ток 30 мкА от высоковольтного стабилизированного источника тока на электрод, установленный в зоне сопла, и выдерживают заземленное изделие в облаке заряженных частиц примерно до времени t_ок, 12 14 с. За это время на поверхности изделия успевает сформироваться внутренняя часть порошкового слоя толщиной 30-40 мкм и покрытие в углах отбортовок. Затем в ключевом режиме переключают стабилизированный ток с первой заданной величины на вторую I₂ 60 мкА (в соответствии с диаграммой 1 фиг. 1) и продолжают напыление в течение остальной части времени экспозиции t_э. Получают при этом покрытие толщиной 40 50 мкм с высокой равнотолщинностью на плоской видовой поверхности изделия.Example 1. Produce electrostatic spraying with epoxypolyester powder. Single-layer coating with a thickness of 40-50 microns. The product is a flat sheet of 200x300 mm with flanges of 20 mm. Powder is supplied through a spray nozzle with a flow rate of 10 12 kg / h to form a cloud of powder particles with a diameter of 15 20 cm at a distance of 15 cm from the spray nozzle. A current of 30 μA is applied from a high-voltage stabilized current source to an electrode installed in the nozzle zone, and the grounded product is held in a cloud of charged particles up to a time t _ok , 12 14 s. During this time, the inner part of the powder layer with a thickness of 30-40 microns and the coating in the corners of the flanges have time to form on the surface of the product. Then, in the key mode, the stabilized current is switched from the first preset value to the second I ₂ 60 μA (in accordance with diagram 1 of Fig. 1) and the deposition is continued for the rest of the exposure time t _e . This gives a coating with a thickness of 40 to 50 μm with high uniform thickness on the flat view surface of the product.

Пример 2. Напыляют однослойное покрытие из порошкового фторопласта толщиной до 100 мкм на внутренние и внешние поверхности корпуса водяной задвижки. Осуществляют подачу порошка с расходом 10 12 кг/ч с образованием облака частиц порошка диаметром 8 10 см на расстоянии 12 15 см от распылительного сопла. Подают ток 40 мкА от высоковольтного стабилизированного источника тока на электрод распылителя и выдерживают заземленное изделие в облаке заряженных частиц 13 15 с. За это время формируют внутреннюю часть порошкового слоя на всех поверхностях изделия. Толщина внутренней части порошкового слоя достигает за это время 60 80 мкм. На внешних поверхностях к указанному времени начинают наблюдаться отрывы порошка, связанные с возникающим обратным коронным разрядом. Переключают стабилизированный ток с первой заданной величины на вторую I₂ 18 мкА в соответствии с диаграммой 2 на фиг. 1 в ключевом режиме. Продолжают напыление еще в течение 12 15 с. Получают однослойное покрытие толщиной 100 120 мкм на всех поверхностях изделия сложного профиля.Example 2. Spray a single-layer coating of fluorine-powder powder up to 100 microns thick on the inner and outer surfaces of the body of the water valve. Powder is supplied at a rate of 10 12 kg / h with the formation of a cloud of powder particles with a diameter of 8 10 cm at a distance of 12 15 cm from the spray nozzle. A current of 40 μA is applied from a high-voltage stabilized current source to the atomizer electrode and the grounded product is held in a cloud of charged particles for 13 15 s. During this time, the inner part of the powder layer is formed on all surfaces of the product. The thickness of the inner part of the powder layer reaches during this time 60 80 microns. By the specified time, powder detachments associated with the arising reverse corona discharge begin to be observed on the external surfaces. The stabilized current is switched from the first predetermined value to the second I ₂ 18 μA in accordance with diagram 2 in FIG. 1 in key mode. Spraying is continued for another 12-15 s. A single-layer coating with a thickness of 100 to 120 μm is obtained on all surfaces of the product with a complex profile.

Пример 3. Наносят многослойное покрытие суммарной толщиной 400 мкм из эпоксидного порошка. Первый слой толщиной 100 120 мкм напыляют с током 50 мкА, а последующие слои с током 15 20 мкА. За 4 слоя формируют покрытие заданной толщины с высоким качеством поверхности покрытия (отсутствие следов обратной короны). Example 3. Apply a multilayer coating with a total thickness of 400 microns from an epoxy powder. The first layer with a thickness of 100 to 120 μm is sprayed with a current of 50 μA, and subsequent layers with a current of 15 to 20 μA. Over 4 layers, a coating of a given thickness is formed with a high quality coating surface (no traces of the reverse corona).

В примерах 1 3 осуществления способа не наблюдается обеднения отдельных фракций порошка в рекуперационной системе, отсутствуют искровые пробои между распылителем и изделием, покрытие получается с ровной поверхностью, на которой отсутствуют следы обратного коронного разряда, при этом обеспечивается высокая производительность процесса напыления. In examples 1 to 3 of the implementation of the method, there is no depletion of individual fractions of the powder in the recovery system, there are no spark breakdowns between the atomizer and the product, the coating is obtained with a flat surface on which there are no traces of reverse corona discharge, while ensuring high performance of the spraying process.

Наиболее близким по технической сути к заявленному устройству является электронный генератор высокого напряжения для электростатичекого распылительного устройства [2] Генератор содержит импульсный регулятор напряжения, ключевой усилитель мощности, два трансформатора, каскадный умножитель напряжения, датчики тока и напряжения, включенные в цепи обмоток второго трансформатора и взаимодействующие с импульсным регулятором напряжения через соответствующие петли обратной связи, уставки тока и напряжения, взаимодействующие через микрокомпьютер с импульсным регулятором напряжения. Наличие уставок тока и напряжения расширяет возможности использования данного устройства в технологии порошкового напыления, так как величины уставок могут быть изменены в зависимости от профиля покрываемой поверхности и других параметров режима. The closest in technical essence to the claimed device is an electronic high voltage generator for an electrostatic spray device [2]. The generator contains a pulse voltage regulator, a key power amplifier, two transformers, a cascade voltage multiplier, current and voltage sensors included in the windings of the second transformer and interacting with a pulse voltage regulator through the corresponding feedback loops, current and voltage settings interacting via micro computer with a pulse voltage regulator. The presence of current and voltage settings expands the possibilities of using this device in powder spraying technology, since the settings can be changed depending on the profile of the surface to be coated and other mode parameters.

Недостатком известного устройства является недостаточное качество покрытия изделий сложной конфигурации, связанное с избирательным осаждением отдельных фракций порошка, отклонениями в величинах зарядов частиц порошка от оптимальных и неконтролируемой подзарядкой слоя осажденных частиц на изделии свободными ионами в течение всего времени экспозиции. A disadvantage of the known device is the insufficient quality of coating of products of complex configuration associated with the selective deposition of individual fractions of the powder, deviations in the values of the charges of the powder particles from the optimal and uncontrolled recharging of the layer of deposited particles on the product with free ions during the entire exposure time.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества покрытий преимущественно изделий сложного профиля, уменьшении явления избирательного осаждения отдельных фракций порошка за счет регулирования во время экспозиции величины заряда порошка в факеле распыла и степени подзарядки осажденного слоя частиц свободными ионами. Для того чтобы регулирование величины зарядов частиц и степени подзарядки осажденного слоя не привели к уменьшению производительности процесса, предполагается осуществлять переключение стабилизированного тока высоковольтного источника с одной заданной величины на другую согласованно со временем возникновения обратного коронного разряда с напыленной части порошкового слоя t_ок.The technical problem solved by the invention is to improve the quality of coatings of mainly products of complex profile, reduce the phenomenon of selective deposition of individual fractions of the powder by adjusting during exposure the amount of charge of the powder in the spray plume and the degree of recharging of the deposited layer of particles with free ions. In order that the regulation of the magnitude of the particle charges and the degree of recharging of the deposited layer does not lead to a decrease in the productivity of the process, it is supposed to switch the stabilized current of the high-voltage source from one given value to another in accordance with the time of the inverse corona discharge from the sprayed part of the powder layer t _approx .

Таким образом, технической задачей является решение одной или нескольких противоречивых производственных задач (производительность, коэффициент осаждения, избирательное осаждение отдельных фракций, равнотолщинность покрытия на поверхностях изделия различной степени сложности, достижение требуемого качества поверхности покрытия при заданной его толщине, удобство в обслуживании, выполнение правил техники безопасности и др.). Thus, the technical task is the solution of one or several conflicting production problems (productivity, deposition coefficient, selective deposition of individual fractions, equal thickness of the coating on the surfaces of the product of varying degrees of complexity, achieving the required quality of the coating surface at a given thickness, ease of maintenance, compliance with technical rules security, etc.).

Решение технической задачи достигается тем, что в устройстве для электростатического напыления порошковых покрытий, включающем распылительное сопло порошка с коронирующим электродом и подключенный к электроду высоковольтный источник, содержащий импульсный регулятор напряжения, ключевой усилитель мощности, два трансформатора, каскадный умножитель напряжения, изолированный вывод которого подключен к ограничительному сопротивлению, датчики тока и напряжения, включенные в цепи обмоток второго трансформатора и взаимодействующие с импульсным регулятором напряжения через соответствующие петли обратной связи, первую уставку ограничения высокого напряжения, вторую уставку тока и микрокомпьютер, согласно изобретению оно снабжено формирователем широтно-импульсной модуляции, третьей уставкой тока и командно-временным блоком, а трансформаторы устройства выбраны узкополосными, причем вход формирователя широтно-импульсной модуляции соединен с микрокомпьютером, а выход с импульсным регулятором напряжения, второй выход микрокомпьютера подключен к ключевому усилителю мощности, а вторая и третья уставки тока подключены к микрокомпьютеру через командно-временной блок. Отличием является и то, что вторая, третья уставки тока и командно-временной блок выполнены в виде выносного пульта. Другое отличие заключается в том, что цепи первой уставки ограничения высокого напряжения, второй, третьей уставок тока и командно-временного блока устройства подключены к компьютеру управления технологическим процессом электростатического напыления порошковых покрытий. The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the device for electrostatic spraying of powder coatings, including a powder spray nozzle with a corona electrode and a high-voltage source connected to the electrode, containing a switching voltage regulator, a key power amplifier, two transformers, a cascade voltage multiplier, the insulated output of which is connected to limiting resistance, current and voltage sensors included in the circuit of the windings of the second transformer and interacting with it according to the invention, it is equipped with a pulse-width modulation driver, a third current setting and a command-time unit, and the device transformers are selected narrow-band, and the input of the driver is latitudinally regulated by a voltage regulator through the corresponding feedback loops, the first setting of the high voltage limit, the second current setting and the microcomputer. pulse modulation is connected to the microcomputer, and the output with a pulse voltage regulator, the second output of the microcomputer is connected to the key amplifier m generality, and the second and the third current setting is connected to the microcomputer via the command-time block. The difference is that the second, third current settings and the command-time unit are made in the form of a remote control. Another difference is that the chains of the first high voltage limit setting, the second, third current settings and the command-time unit of the device are connected to the process control computer for electrostatic powder coating.

Устройство (см. фиг. 2) включает распылительное сопло 3 порошка с коронирующим электродом 4, высоковольтный источник 5, содержащий импульсный регулятор 6 напряжения, ключевой усилитель 7 мощности, узкополосный трансформатор 8 низкого напряжения и узкополосный трансформатор 9 высокого напряжения, каскадный умножитель 10 напряжения, изолированный вывод 11 которого подключен к ограничительному сопротивлению 12. Источник 5 снабжен датчиком 13 тока и датчиком 14 напряжения, сигналы с которых поступают на микрокомпьютер 15 через соответствующие петли 16, 17 обратной связи по току и напряжению, первую уставку 18 ограничения высокого напряжения, вторую и третью уставки 19, 20 тока, формирователь 21 широтно-импульсной модуляции, командно-временной блок 22, подключенный к входу микрокомпьютера 15. Еще к одном входу микрокомпьютера 15 подключена уставка 18 ограничения высокого напряжения. Вход формирователя 21 широтно-импульсной модуляции подключен к первому выходу 23 микрокомпьютера 15, а второй выход 24 микрокомпьютера 15 подключен к входу усилителя 7 мощности. Выход формирователя 21 широтно-импульсной модуляции подключен к входу импульсного регулятора 6, а выход регулятора 6 соединен с входом ключевого усилителя 7 мощности, нагрузкой которого является трансформатор 8 низкого напряжения. Высоковольтный источник 5 подключен к коронирующему электроду 4 распылительного сопла 3 через ограничительное сопротивление 12. Заземленное изделие 25 установлено в вытяжном шкафу 26 на некотором расстоянии от распылительного сопла 3 с коронирующим электродом 4. В варианте выполнения командно-временной блок 22, вторая уставка 19 и третья уставка 20 тока выполнены в виде выносного пульта 27. Выносной пульт 27 может быть установлен, например, на стенке шкафа 26 (не показано). В другом варианте исполнения устройства цепи уставок 18, 19, 20 и командно-временного блока 22 подключены к компьютеру управления технологическим процессом электростатического напыления (не показано). The device (see Fig. 2) includes a spray nozzle 3 of the powder with a corona electrode 4, a high voltage source 5 containing a pulse voltage regulator 6, a key power amplifier 7, a narrow-band transformer 8 low voltage and a narrow-band transformer 9 high voltage, cascade voltage multiplier 10, the isolated output 11 of which is connected to the limiting resistance 12. The source 5 is equipped with a current sensor 13 and a voltage sensor 14, the signals from which are supplied to the microcomputer 15 through the corresponding loops 16, 17 feedback on current and voltage, the first setting 18 of the high voltage limitation, the second and third settings 19, 20 of the current, the pulse width modulator 21, the time-command block 22 connected to the input of the microcomputer 15. Another input of the microcomputer 15 the high voltage limit setting 18 is connected. The input of the pulse width modulator 21 is connected to the first output 23 of the microcomputer 15, and the second output 24 of the microcomputer 15 is connected to the input of the power amplifier 7. The output of the pulse width modulator 21 is connected to the input of the pulse controller 6, and the output of the controller 6 is connected to the input of the key power amplifier 7, the load of which is a low voltage transformer 8. The high-voltage source 5 is connected to the corona electrode 4 of the spray nozzle 3 through a limiting resistance 12. The grounded article 25 is installed in the fume hood 26 at a distance from the spray nozzle 3 with the corona electrode 4. In an embodiment, the command-time block 22, the second setpoint 19 and the third the current setting 20 is made in the form of a remote control 27. The remote control 27 can be installed, for example, on the wall of the cabinet 26 (not shown). In another embodiment of the device, the setpoint chains 18, 19, 20 and the command-time unit 22 are connected to the electrostatic spraying process control computer (not shown).

Работа устройства. Подают напряжение 220 B частотой 50 Гц на блок питания устройства (не показано). Микрокомпьютер 15 при этом выдает два переменных напряжения. Одно из этих напряжений имеет прямоугольную, а другое - треугольную форму. Напряжение прямоугольной формы с выхода 24 поступает на вход ключевого усилителя 7 мощности и используется в нем для его переключения. Напряжение треугольной формы с выхода 23 используется для регулирования напряжения на усилителе 7 через формирователь 21 широтно-импульсной модуляции и регулятор 6 напряжения. Формирователь 21 регулирует время открытия и закрытия в импульсном регуляторе 6, что приводит к изменению напряжения на первичной обмотке узкополосного трансформатора 8. На вторичной обмотке трансформатора 8 напряжение меняется в диапазоне 0 42 В. Это напряжение прикладывается к первичной обмотке трансформатора 9 и повышается в нем до 8000 10000 В. Особенностью работы схемы является то, что частота переключения ключевого усилителя 7 мощности при всех условиях остается постоянной и выбирается в диапазоне 13 18 кГц. Высокое напряжение с трансформатора 9 подается на каскадный умножитель 10 напряжения и подается через ограничительное сопротивление 12 на коронирующий электрод 4. При протекании тока коронного разряда в цепи заземления изделия 25 через датчик 13 протекает этот же ток. В петле 16 обратной связи происходит обработка сигнала и усиленный сигнал, пропорциональный току, протекающему через датчик 13, поступает в микрокомпьютер 15. На другой вход микрокомпьютера 15 через блок 22 подается ток либо с уставки 19, либо 20. Кроме сигналов тока на вход микрокомпьютера 15 подается сигнал о текущей величине напряжения на нагрузке от датчика 14 через петлю 17 обратной связи и сигнал с первой уставки 18 ограничения высокого напряжения. В микрокомпьютере 15 решается задача выбора рабочей точки источника 5 таким образом, чтобы в цепи электрода 4 протекал заданный стабилизированный ток при любых изменениях параметров режима напыления. Задавая нужную последовательность переключения стабилизированного тока в соответствии с пунктами 1 8 способа электростатического напыления, получают порошковые покрытия на изделиях, одновременно решая поставленные технические задачи. The operation of the device. A voltage of 220 V is applied at a frequency of 50 Hz to the power supply unit of the device (not shown). The microcomputer 15 thus produces two variable voltages. One of these stresses is rectangular, and the other is triangular in shape. The rectangular voltage from the output 24 is supplied to the input of the key power amplifier 7 and is used in it to switch it. The voltage of a triangular shape from the output 23 is used to control the voltage on the amplifier 7 through the pulse-width modulation driver 21 and the voltage regulator 6. Shaper 21 controls the opening and closing times in the pulse regulator 6, which leads to a change in voltage on the primary winding of the narrow-band transformer 8. On the secondary winding of the transformer 8, the voltage varies in the range 0 42 V. This voltage is applied to the primary winding of the transformer 9 and increases in it to 8000 10000 V. A feature of the circuit is that the switching frequency of the key power amplifier 7 remains constant under all conditions and is selected in the range 13-18 kHz. The high voltage from the transformer 9 is supplied to the cascade voltage multiplier 10 and supplied through the limiting resistance 12 to the corona electrode 4. When the corona discharge current flows in the ground circuit of the product 25, the same current flows through the sensor 13. In the feedback loop 16, the signal is processed and an amplified signal proportional to the current flowing through the sensor 13 is supplied to the microcomputer 15. Current is supplied to the other input of the microcomputer 15 through the block 22 either from the setpoint 19 or 20. In addition to the current signals, the input of the microcomputer 15 a signal is supplied about the current value of the voltage across the load from the sensor 14 through the feedback loop 17 and a signal from the first setting 18 of the high voltage limit. The microcomputer 15 solves the problem of selecting the operating point of the source 5 so that the specified stabilized current flows in the circuit of the electrode 4 for any changes in the spraying mode parameters. By setting the desired switching sequence of the stabilized current in accordance with paragraphs 1 to 8 of the electrostatic spraying method, powder coatings are obtained on the products, while simultaneously solving the assigned technical problems.

Claims

1. The method of electrostatic spraying of powder coatings, which consists in supplying powder through a spray nozzle of a spray gun to form a cloud of powder particles, supplying a current of a predetermined value from a high voltage source to an electrode installed in the area of the spray nozzle, and holding the grounded article in a cloud of charged particles powder near the nozzle during the exposure time t _e, wherein the interior of the sprayed powder layer to the article at a current of a first magnitude, and an outer portion When a current of a second predetermined value, this current is maintained at a stable, even in the presence of one part of the powder layer.

2. The method according to p. 1, characterized in that the current of the first predetermined value is selected less than the second.

3. The method according to p. 1, characterized in that the current of the first predetermined value is selected more than the second.

4. The method according to claim 1, characterized in that several sprays are used, while currents with different predetermined values are supplied to the electrodes of at least two of them.

5. The method according to claims 1 and 2 or 1 and 3, characterized in that the time t _p switching currents from the first specified value to the second is selected from the condition t _p <t _e .

6. The method according to PP. 1 and 2 or 1 and 3, characterized in that the stabilized points are switched from a first predetermined value to a second, mainly in key mode.

7. The method according to claims 1 to 3, 5 or 6, characterized in that the moment of the beginning of the current switching is coordinated with the time of occurrence of the reverse corona discharge from the sprayed part of the powder layer.

8. The method according to claim 1, characterized in that the current is stabilized by spraying the outer part of the powder layer or subsequent layers of the multilayer coating.

9. A device for electrostatic spraying of powder coatings, comprising a powder spray nozzle with a corona electrode and a high-voltage source connected to the electrode, comprising a pulse voltage regulator, a key power amplifier, two transformers, a cascade voltage multiplier, the isolated output of which is connected to a limiting resistance, current sensors and voltage included in the winding circuit of the second transformer and interacting with a pulse voltage regulator through feedback loops, the first setting of the high voltage limit, the second current setting and a microcomputer, characterized in that it is equipped with a pulse-width modulation driver, a third current setting and a command-time unit, and the device transformers are selected as narrow-band, and the input of the pulse-width driver modulation is connected to the microcomputer, and the output with a pulse voltage regulator, the second output of the microcomputer is connected to a key power amplifier, and the second and third current settings are connected Accessed to the microcomputer via the time-command block.

10. The device according to claim 9, characterized in that the second, third current settings and the command-time unit are made in the form of a remote control.

11. The device according to claim 9, characterized in that the circuit of the first high voltage limit setting, the second, third current settings and the command-time unit of the device are connected to the process control computer for electrostatic powder coating.