SK112586A3 - Method and device for electrostatic spraying - Google Patents

Description

Spôsob elektrostatického postrekovania a zariadenie na uskutočnenie tohto spôsobu

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu elektrostatického postrekovania a zariadenia na jeho uskutočnenie.

Doterajší stav techniky

V niektorých prípadoch je potrebné potiahnuť predmety materiálom, ktorý sa vytvára zo zmesí kvapalín, ktoré spolu rýchlo reagujú za vzniku pevnej látky alebo je potrebné vyrábať produkty v časticovej forme, napríklad gulôčky alebo vlákna zo zmesí týchto kvapalín. Niekedy je potrebné použiť ešte ďalšie postupy, pri ktorých sú kvapaliny vystavené podmienkam, pre ktoré sú ich fyzikálne vlastnosti nevhodné, v tomto prípade sa môže kvapalina miešať s nosnou kvapalinou vhodných vlastností. V ďalších prípadoch je potrebné miešať kvapaliny spôsobom, pri ktorom dochádza k vzniku nežiadúcich zmien vlastností jednej z týchto kvapalín. Ešte v ďalších prípadoch je niekedy žiadúce miešať kvapaliny, ktoré sú rôzne zafarbené, napríklad farby za vzniku nových optických účinkov na ciele postreku.

V každom z týchto prípadov je potrebné použiť zariadenie, v ktorom dochádza k miešaniu uvedených kvapalín čo najneskôr pred konečným spracovaním.

Podstata vynálezu

Predmetom vynálezu je spôsob elektrostatického postrekovania niekoľkými kvapalinami tak, že sa tieto kvapaliny privádzajú do zodpovedajúcich kanálov v postrekovacej hlave, pričom každý kanál je spojený s výstupným otvorom, v ktorom sa všetky kvapaliny, privádzané rôznymi kanálmi stýkajú a kvapalina, vystupujúca z výstupného otvoru sa podrobí vplyvu elektrického póla, ktoré je dostatočne vysoké na zaistenie výstupu kvapalín z postrekovacej hlavy vo forme aspoň jedného lúča, pričom tento lúč alebo lúče obsahujú zmes kvapalín v pomere, v ktorom boli tieto kvapaliny privádzané do postrekovacej hlavy.

Predmetom vynálezu je aj postrekovacie zariadenie na elektrostatické postrekovanie niekoľkými kvapalinami, pozostávajúce z postrekovacej hlavy s väčším počtom kanálov, z ktorých každý je spojený s výstupnými otvormi, v ktorých sa stretávajú kvapaliny, pretekajúce príslušnými kanálmi. Zariadenie ďalej pozostáva z prostriedkov, ktorými sa môže kvapalina, vystupujúca z postrekovacej hlavy, podrobiť vplyvu elektrického poľa, ktoré je dostatočné silné na to, aby zmes kvapalín vystupovala z postrekovacej hlavy vo forme aspoň jedného lúča. Lúč alebo lúče obsahujú zmes kvapalín v pomere, ktorý je rovnaký alebo v podstate rovnaký vzhľadom k pomeru, v ktorom sa tieto kvapaliny privádzajú do postrekovacieho zariadenia.

Postrekovacia hlava môže obsahovať rad od seba navzájom oddelených doštičiek, pričom prívodný kanál môže tvoriť priestor medzi párom susedných doštičiek.

V tomto prípade môže postrekovacia hlava pozostávať zo stredovej doštičky a dvoch z po jej vonkajších stranách uložených doštičiek, pričom prívodný kanál sa vytvára medzi každou vonkajšou doštičkou a stredovou doštičkou a výstupný otvor tvorí hrana každej z doštičiek, pričom výstupná hrana stredovej doštičky je uložená o niečo ďalej ako výstupná hrana doštičiek vonkajších.

Uhol, ktorý spolu vytvárajú zodpovedajúce strany stredovej doštičky pri výstupnej hrane tejto doštičky, je menší ako zodpovedajúci uhol medzi vonkajšími stranami vonkajších doštičiek.

Uvedený uhol medzi zodpovedajúcim stranami stredovej doštičky je 10 až 60° a uhol medzi vonkajšími stranami vonkajších doštičiek je 80 až 150°.

Postrekovacia hlava sa môže tiež usporiadať tak, že obsahuje rad koaxiálne usporiadaných trubicovitých členov, pričom každý kanál sa tvorí priestorom medzi dvomi priľahlými členmi, tento priestor má v podstate prstencovitý tvar.

Postrekovacia hlava môže tiež obsahovať radiálne vnútorné a vonkajšie vodiace členy a vodiace medzičleny, pričom výstupný otvor z postrekovacej hlavy tvoria axiálne vonkajšie hrany zodpovedajúcich elementov a axiálna vonkajšia hrana medzičlena je uložená ďalej od axiálnych vonkajších hrán vnútorného a vonkajšieho člena.

Je vhodné, aby uhol, v ktorom sú sklonené dve protiľahlé strany medzičlena na jeho axiálnej vonkajšej hrane bol menší ako uhol medzi radiálnou vonkajšou stranou vonkajšieho člena a radiálnou vnútornou stranou vnútorného člena.

Uhol medzi protiľahlými stranami medzičlena je s výhodou v rozmedzí 10 až 60° a uhol medzi radiálnou vonkajšou stranou vonkajšieho člena a radiálnou vnútornou stranou vnútorného člena je v rozmedzí 80 až 150°.

Výstupný otvor s výhodou obsahuje plochu z vodivého alebo polovodivého materiálu a prostriedky na vytvorenie elektrického poľa, pôsobiaceho na kvapalinu pozostávajú z prostriedkov pre vloženie elektrického napätia na tento povrch. Je tiež možné výstupný otvor vyhotoviť z nevodivého materiálu a v blízkosti tohoto otvoru umiestniť elektródu, ktorá je tak v styku s aspoň jednou z kvapalín, pričom prostriedky pre vystavenie kvapaliny vplyvu elektrického poľa sú tvorené prostriedkami na uloženie elektrického napätia na túto elektródu.

S výhodou je v blízkosti postrekovacej hlavy uložená elektróda a prostriedky pre vystavenie kvapalín vplyvu elek trického prúdu sú tvorené prostriedkami na vloženie prvého elektrického napätia na kvapaliny a prostriedkami na vloženie druhého elektrického napätia na elektródu, pričom rozdiel medzi prvým a druhým napätím je dostatočný na tvorbu lúčov uvedených kvapalín.

V prípade, že ciel postreku má napätie 0, môže mať prvé napätie veľkosť v rozmedzí 1 až 20 kV a druhé napätie môže mať hodnotu potenciálu zeme alebo je blízke tejto hodnote.

V prípade, že cieľ postreku má napätie 0, môže sa tiež postupovať tak, že prvé napätie má hodnotu 25 až 50 kV a druhé napätie má hodnotu v rozmedzí 10 až 40 kV.

Zariadenie je s výhodou usporiadané tak, že elektróda obsahuje jadro z vodivého alebo polovodivého materiálu, tienené materiálom s veľkou dielektrickou pevnosťou s merným odporom dostatočným na to, aby náboj, zhromažďujúci sa na povrchu tieniaceho materiálu bol týmto materiálom odvádzaný k jadru z vodivého alebo polovodivého materiálu. Merný objem tieniaceho materiálu je v rozmedzí 5 x 10^lx až 5 x 10¹³ n.cm, dielektrická pevnosť tieniaceho materiálu je vyššia ako 15 kV/mm a jeho hrúbka je 0,75 až 5,00 mm, s výhodou 1,5 až 3,0 mm.

Zariadenie obsahuje tiež prostriedky na prívod kvapalín, ktoré vystupujú z postrekovacej hlavy vo forme lúčov, ktoré strácajú svoju stabilitu a rozpadajú sa na nabité kvapky v krátkej vzdialenosti po výstupe z postrekovacej hlavy.

V tomto prípade môže zariadenie obsahovať prostriedky pre prívod plynu do oblasti, v ktorom sa nachádza elektrické pole, pričom smer a rýchlosť tohoto plynu sa riadi tak, že nabité kvapky sú z uvedenej oblasti odvádzané, čím súčasne tiež dochádza k zníženiu tvorby priestorového náboja, ktorý opäť ovplyvňuje veľkosť elektrického poľa. Rýchlosť prúdu privádzaného plynu môže byť približne rovnaká alebo vyššia ako rýchlosť nabitých kvapiek v prípade, že sa prúd plynu do zariadenia neprivádza.

Postrekovacie zariadenie sa môže tiež usporiadať tak, že sa niekoľko kvapalín privádza do postrekovacej hlavy a tieto kvapaliny potom zotrvávajú vo forme lúča alebo lúčov až sa dosiahne cieľ postreku.

V zariadení, kde sa používa prúd plynu môže mať cieľ a hore uvedené prvé napätie hodnotu potenciálu zeme a druhé napätie môže mať veľkosť vyššiu ako 5 kV.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr. 1 je schematicky znázornený nárys prvého uskutočnenia postrekovacej hlavy elektrostatického postrekovacieho zariadenia podľa vynálezu.

Na obr. 2 je znázornený rez postrekovacou hlavou z obr. 1 podľa čiary 2-2.

Na obr. 3 je znázorený zväčšený nárys časti postrekovacej hlavy, znázornenej na obr. 1 a 2.

Na obr. 4 až 13 sú schematicky znázornené ďalšie uskutočnenia postrekovacích hláv elektrostatického postrekovacieho zariadenia.

Postrekovacia hlava, zobrazená na obr. 1 až 3 je určená na postrek dvomi kvapalinami.

Postrekovacia hlava obsahuje tri paralelne uložené doštičky, a to stredovú doštičku 1 a dve vonkajšie doštičky

3. a Medzi dvomi susednými doštičkami vzniká prívodný kanál pre kvapalinu. Priestor medzi stredovou doštičkou 1 a vonkajšou doštičkou 2 tvorí prvý kanál A, spojený s rozdeľovacím výstupkom 8 a prívodnou trubicou 13. Druhý kanál 6 tvorí stredová doštička 1 a vonkajšia doštička 5 a je spojený s rozdeľovacím výstupkom 9 a prívodnou trubicou 15. Prvý kanál 4 aj druhý kanál 6 sú široké približne 150 μιη. Ako je zrejmé z obr. 2, je spodná hrana 7 stredovej doštičky 1 ostrá a je uložená o niečo nižšie ako spodné výstupné hrany lfi, 12 vonkajších doštičiek 3, 5. Oblasť, v ktorej sa nachádzajú spodné hrany 10, 12 vonkajších doštičiek 3,5a spodná hrana 7 stredovej doštičky 1 je výstupnou oblasťou postrekovačej hlavy zariadenia podía vynálezu.

Každá z vonkajších doštičiek 3, .5 aj stredová doštička 1 sú vyhotovené z vodivého alebo polovodivého materiálu vrátane povrchu týchto doštičiek vo výstupnej oblasti postrekovačej hlavy. Všetky uvedené doštičky sú spojené s výstupkom z generátora napätia, ktorý nie je znázornený a ktorého výstupné napätie je približne 40 kV.

Pri použití postrekovacieho zariadenia je cieľ 16 postreku uzemnený a uložený približne 5 cm pod postrekovacou hlavou, ako je znázornené na obr. 1 a 2. Generátor napätia sa zapne, kvapalina z prvej zásobnej nádrže sa privádza do postrekovacej hlavy prívodnou trubicou 13 a kvapalina z druhej zásobnej nádrže sa privádza do postrekovačej hlavy prívodnou trubicou

15.

Kvapalina A z prívodnej trubice 13 sa dostáva do rozdeľovacieho výstupku 8 a potom smerom dole prvým kanálom 4, zatiaľ čo kvapalina B sa privádza prívodnou trubicou 15 a druhým kanálom 6 pred výstupnú hranu 12 vonkajšej doštičky 5 a potom sa privádza dole podľa priľahlej plochy stredovej doštičky 1. Kvapaliny A a B sa spolu zmiešajú po dosiahnutí výstupnej hrany 7 stredovej doštičky 1.

Napätie, ktoré sa privádza na stredovú doštičku 1 a na vonkajšie doštičky 3, 5 z generátora napätia vytvára elektrické pole s vysokou intenzitou (približne 8 kV/cm) medzi spodnou hranou 2 stredovej doštičky 1 a spodnými hranami 10, 12 vonkajších doštičiek 3, 5. Pod vplyvom tohoto poľa vystupujú kvapaliny A a B zo spodnej hrany 2 vo forme lúčov 20, ako je znázornené na obr. 1. Odstup medzi jednotlivými susednými lúčmi 20 je určený veľkosťou elektrostatického poľa, vlastnosťami kvapalín a rýchlosťou prietoku kvapalín. K miešaniu dôjde z toho dôvodu, že všetky kvapaliny z prvého kanála 4 a druhého kanála 6, ktoré stekajú smerom dole medzi čiarami G-G a H-H na obr. 3 sa medzi týmito dvomi čiarami upravujú pôsobením elektrického poľa do tvaru lúčov.

Ako je zrejmé z obr. 3, zmiešané kvapaliny A a B v každom z lúčov 20 sa postupne rozpadajú na kvapky 21 vzhľadom na nestálosť lúčov vo vzduchu.

Postrekovacia hlava z obr. 4 zodpovedá postrekovacej hlave z obr. 2 v tom smere, že opäť obsahuje stredovú doštičku 1 a dve vonkajšie doštičky 3, 5, ktoré definujú prvý kanál 4 a druhý kanál 6 pre prvú a druhú kvapalinu. Ako je zrejmé z obr. 4, výstupná hrana 7 stredovej doštičky 1 je ostrá a je uložená v krátkej vzdialenosti pod výstupnými hranami 1Q, 12 vonkajších doštičiek 3 a 5.

Postrekovacia hlava z obr. 4 sa líši od postrekovacej hlavy znázornenej na obr. 2 tým, že v blízkosti výstupnej hrany 7 stredovej doštičky 1 sú uložené elektródy 9. Každá z elektród 9 je uložená paralelne vzhľadom k výstupnej hrane 7 stredovej doštičky 1 a je upevnená na izolačnom člene 11. Každá elektróda 9 pozostáva z jadra z vodivého alebo polovodivého materiálu, tieneného materiálom s dielektrickou pevnosťou vyššou ako 15 kV/mm a merným odporom v rozmedzí 5 x ÍO¹¹ až 5 x 10¹³ n.cm pri hrúbke 0,75 až 5,0 mm. Tieto hodnoty sú dostatočné na zabránenie iskrenia medzi elektródami 9 a postrekovacou hlavou. Na druhej strane je merný odpor dostatočne nízky na to, aby náboj zhromažďujúci sa na povrchu tieniaceho materiálu sa odvádzal týmto materiálom k jadru elektródy 5. špecifický odpor tieniaceho materiálu má hodnotu v rozmedzí 5 x IO¹⁰ až 5 x 10^ia n.cm.

Medzi každou elektródou 9 a výstupnou hranou 7 stredovej doštičky 1 je odstup 5 až 10 mm, medzi oboma elektródami 2. je odstup približne 8 až 20 mm.

Pri použití sa cieľ postreku opäť uzemňuje, stredová doštička 1 a vonkajšie doštičky 2, 5 sa udržujú pod napätím 25 až 50 kv a elektródy 9 sa udržujú na napätí 10 až 40 kV. Postrekovacia hlava sa tiež môže usporiadať tak, že stredová doštička 1 a vonkajšie doštičky 3, 5 sa udržujú pod napätím 1 až 20 kV a elektródy 9 na potenciále zeme.

Rovnako ako je to v prípade postrekovačej hlavy na obr.2, kvapaliny v prvom kanáli 4a v druhom kanáli 6 stekajú smerom dole na opačných stranách stredovej doštičky 1 na výstupnú hranu 7 stredovej doštičky 1, kde dochádza k ich zmiešaniu. Prítomnosťou elektród 2 dochádza k zintenzívneniu elektrostatického poľa na výstupnej hrane 7 stredovej doštičky 1 a tým aj k zlepšeniu atomizácie zmesi kvapalín, vystupujúcich z výstupnej hrany 7 doštičky 1.

Na obr. 5 je znázornený nárys ďalšieho uskutočnenia postrekovače j hlavy ďalšieho zariadenia podľa vynálezu. Postrekovacia hlava na obr. 5 zodpovedá postrekovačej hlave z obr. 2 až na to, že stredová doštička 1 tejto postrekovačej hlavy má výstupnú hranu 26, ktorá nie je rovná, ale pílovité upravená. Ako je zrejmé z obr. 5, na každom výstupku pílovitej výstupnej hrany 26 sa vytvára lúč 20 kvapaliny, pokiaľ nie sú výstupky príliš blízko seba (v tomto prípade by sa na niektorých výstupkoch lúče netvorili), alebo príliš ďaleko od seba (v tomto prípade by sa mohol na jednom výstupku tvoriť viac ako jeden lúč).

Na obr. 6 je znázornené ďalšie uskutočnenie postrekovačej hlavy v zariadení podľa vynálezu, ktorý je určený na rozprašovanie a miešanie troch kvapalín. Postrekovacia hlava obsahuje dve vnútorné doštičky la, lb a dve vonkajšie doštičky 3, 5, ktoré vymedzujú tri kanály 4, 6, 36 pre jednotlivé kvapaliny. Vnútorné doštičky la a lb sú vybavené výstupnými hranami, ktoré sú ostré a sú uložené o niečo nižšie ako výstupné hrany vonkajších doštičiek 2 a 5.

Pri použití steká kvapalina, privádzaná kanálom 4 cez výstupnú hranu vonkajšej doštičky 2 a potom smerom dole po jednej strane vnútornej doštičky la k výstupnej hrane tejto doštičky. Kvapalina z kanála 6 tiež steká smerom dole k výstupnej hrane vnútornej doštičky lb. Na výstupných hranách vnútorných doštičiek la a lb sa kvapaliny z kanálov 4 a 6 stretávajú a miešajú s kvapalinou, tečúcou smerom dole kanálom 36.

Na obr. 7 je znázornená postrekovacia hlava s prstencovitým výstupným otvorom (v porovnaní s lineárnymi výstupnými otvormi postrekovačich hláv z obr. 1 až 6).

Postrekovacia hlava na obr. 7 je tvorená radiálnym trubicovým vnútorným členom 41. trubicovým medzičlenom 43 a trubicovým vonkajším členom 45. Radiálny trubicový vnútorný člen 41. trubicový medzičlen 43 a trubicový vonkajší člen 45 sú usporiadané koaxiálne tak, že prvý kanál 6a je vytvorený medzi radiálnym trubicovým vnútorným členom 41 a trubicovým medzičlenom 43 a druhý kanál 4a je vytvorený medzi trubicovým medzičlenom 43 a trubicovým vonkajším členom 45. Trubicový medzičlen 43 je usporiadaný tak, že jeho spodná výstupná hrana je uložená nižšie ako sú uložené výstupné hrany radiálneho trubicového vnútorného člena 41 a trubicového vonkajšieho člena 45.

V postrekovacej hlave z obr. 7 sa kvapaliny, prechádzajúce prvým kanálom 6a a druhým kanálom 4a spolu zmiešajú na výstupnej hrane trubicového medzičlena 43 vyššie uvedeným spôsobom.

Na obr. 8 je znázornená postrekovacia hlava, ktorej kanály 4 a á. pre kvapalinu sú definované doštičkami 1,3 a 5 z izolačného materiálu. V tomto prípade je elektróda tvorená kovovou vložkou na spodnej hrane doštičky la na tejto hrane sa vytvára intenzívne elektrostatické pole vložením vhodného napätia na uvedenú elektródu.

Na postrekovacej hlave z obr. 9 definujú dva kanály pre kvapaliny opäť tri doštičky z izolačného materiálu. V tomto prípade sú elektródy 50 a 53 vyhotovené ako vložky v blízkosti spodných hrán vonkajších doštičiek 3 a 5 a slúžia na vytváranie intenzívneho elektrostatického poľa na spodnej hrane stredovej doštičky 1.

Zariadenie podľa obr. 9 môže byt modifikované tak, že obsahuje len jednu z elektród 50 a 53.

Na obr. 10 a 11 je znázornená postrekovacia hlava s telom 61 z vodivého materiálu, ktoré má všeobecne kónický hrot a v ktorom sú vyhotovené štyri kanále 4b, 4c, 6b a 6c pre kvapaliny. Každý z týchto kanálov ústi výstupným otvorom na hrote.

Pri použití sa privádzajú štyri kvapaliny do kanálov 4b, 4c, 6b a 6c a stýkajú sa na hrote tela 61. Kvapaliny sa zmiešajú a dostávajú sa do vplyvu elektrostatického poľa, ktoré spôsobí vznik lúčov.

Na obr. 12 je znázornená postrekovacia hlava pre miešanie dvoch kvapalín A a B, ktorých fyzikálne vlastnosti sťažujú dokonalé premiešanie. V zariadení na obr. 12 sa nachádzajú štyri kanály 4b. 4c. 6b a 6c, ktoré sú vymedzené doštičkami 3, la. lc, lb a 5. Doštičky 2 až 5 sú vyhotovené z izolačného materiálu a z tohoto dôvodu sa nachádza na spodnej výstupnej hrane stredovej doštičky lc elektróda 51.

Pri použití sa prvá kvapalina A privádza do kanálov 4b a £c a druhá kvapalina B sa privádza do kanálov 4c a 6b. Kvapaliny A a B v kanáloch 6b a 6c sa stýkajú na spodnej výstupnej hrane doštičky lb. K miešaniu dochádza pri stekaní kvapalín na opačných stranách doštičky lc a pokračuje, hneď ako sa dve čiastočné zmesi stretnú na spodnej hrane tejto doštičky. Kvapaliny sa potom podrobia pôsobeniu intenzívneho elektrostatického poľa, ktoré zaistí atomizáciu.

Postrekovacia hlava z obr. 12 sa tiež môže použiť na miešanie štyroch rôznych kvapalín, napríklad farieb, na dosiahnutie žiadaného optického účinku na cieľ postreku. V tomto prípade sa do kanálov 4b, 4c, 6c a 6b privádzajú štyri rôzne kvapaliny A, E, £ a D.

Na obr. 13 je znázornená postrekovacia hlava podľa vynálezu, ktorá je zvlášť vhodná na miešanie kvapalín, pri ktorých nie je ľahké dosiahnuť dokonalé premiešanie.

V tejto súvislosti je nutné uviesť, že akékoľvek dve kvapaliny, ktoré stekajú k výstupu niektorej vyššie z uvedených postrekovač í ch hláv sú pred vzájomným premiešaním nabité na rovnakú polaritu. Napríklad v postrekovačej hlave z obr. 1 až 3 sú kvapaliny, ktoré stekajú smerom dole na opačných stranách stredovej doštičky 1 nabité na tú istú polaritu v okamihu, keď sa blížia k výstupnej hrane 7 stredovej doštičky 1. V dôsledku toho sa kvapaliny pri svojom styku na výstupnej hrane 7 navzájom odpudzujú. V extrémnych prípadoch môžu obidve kvapaliny odtekať z výstupnej hrany 7 ako oddelené lúče.

Na odstránenie tohoto problému sa môžu použiť doštičky z izolačného materiálu, ako na obr. 9 a uložiť elektródu len v jednom z kanálov medzi doštičkami. Jedna z kvapalín je potom nabitá a druhá nie je nabitá. Môže však dôjsť k tomu, že nabitá kvapalina sa odchýli do strany pri svojom priechode smerom dole za elektródou.

Tento jav je zrejmé spôsobený dvomi protichodnými požiadavkami na postrekovaciu hlavu.

Na jednej strane v prípade, že stredová doštička má ostrú výstupnú hranu (tzn. malý uhol medzi protiľahlými stranami doštičky na výstupnej hrane), dochádza k vzniku intenzívneho elektrického poľa v bezprostrednej blízkosti postrekovacej hlavy. Tým dochádza aj k zlepšeniu atomizácie. Na druhej strane však ostrosť výstupnej hrany spôsobí, že existuje veľké množstvo uhlov, v ktorých smere je vysoký gradient napätia.

Tým má aj kvapalina tendenciu sa rozprašovať z postrekovacej hlavy v pomerne širokom uhle.

V prípade, že má stredová doštička tupú výstupnú hranu (tzn. výstupnú hranu, na ktorej je veľký uhol protiľahlých strán doštičky), je výsledkom tohoto usporiadania menej intenzívne elektrické pole, avšak kvapalina z postrekovacej hlavy vystupuje v dobre usmernených lúčoch.

Na obr. 13 je znázornená ďalšia postrekovacia hlava podľa vynálezu, ktorá má stredovú doštičku 1 a dve vonkajšie doštičky J a 5, vytvárajúce kanály Ä a 6. Výstupná hrana 7 stredovej doštičky 1 je ostrá a zviera uhol 30° medzi protiľahlými stranami stredovej doštičky 1. Výstupné hrany 10 a 12 vonkajších doštičiek 3 a 5 sú uložené 2 až 3 mm nad výstupnou hranou 7 stredovej doštičky 1. Medzi vonkajšou stranou vonkajšej doštičky 3 a vonkajšou stranou vonkajšej doštičky 5 je uhol 120° v mieste výstupu kvapaliny, tzn. v oblasti, kde sú obidve vonkajšie strany vonkajších doštičiek 10 a 12 skosené a smerujú smerom dole a dovnútra.

Pri používaní postrekovacej hlavy z obr. 13 sa ukazuje, že v dôsledku ostrej výstupnej hrany 7 stredovej doštičky 1 vzniká intenzívne elektrické pole, dostatočné na zaistenie dobrej atomizácie. Na druhej strane veľký uhol medzi vonkajšími stranami vonkajších doštičiek 3 a 5 pôsobí tak, že vzniká vysoký gradient napätia len vertikálne alebo v podstate len vertikálne smerom dole. Z tohoto dôvodu kvapaliny vystupujú z postrekovacej hlavy vo forme úzkeho, dobre definovaného lúča.

Doštičky postrekovacej hlavy z obr. 11 sú vyhotovené z vodivého alebo z polovodivého materiálu, alebo môže ísť o doštičky z izolačného materiálu s elektródami vo forme vložiek.

Ďalšia postrekovacia hlava podľa vynálezu má prstencovitú výstupnú hranu, tak ako je to v prípade postrekovacej hlavy z obr. 7. V tejto ďalšej postrekovacej hlave má však medzičlen, zodpovedajúci medzičlenu 43 v uskutočnení z obr.7, výs tupnú hranu, ktorá je uložená 2 až 3 nm pod výstupnými hranami radiálneho vnútorného a radiálneho vonkajšieho člena. Okrem toho v axiálnom reze (ako je to znázornené na obr. 7) je uhol 20° medzi radiálnou vnútornou a vonkajšou stenou medzičlena v oblasti výstupnej hrany. Medzi radiálnou vonkajšou stenou radiálneho vonkajšieho člena a radiálnou vnútornou stenou radiálneho vnútorného člena je uhol 90°.

Ukázalo sa, že pri použití postrekovačej hlavy z obr. 13 a zodpovedajúcej postrekovacej hlavy s prstencovitým výstupným otvorom sa môžu dosiahnuť dobré výsledky pri uhloch 10 až 60° v prípade ostrého uhla a 80 až 150° v prípade tupého uhla.

Vo všetkých vyššie uvedených postrekovacích hlavách je elektrické pole 5 až 30 kV/cm dostatočné na to, aby kvapalina z postrekovacej hlavy vystupovala vo forme jednotlivých lúčov.

Každá z postrekovacích hláv z obr. 4 až 13 môže byť vybavená elektródovými členmi, ako je to v prípade postrekovacej hlavy z obr. 4. V prípade postrekovacej hlavy z obr. 7 ide o prstencovíté elektródové členy.

Každé z vyššie uvedených zariadení sa môže použiť na miešanie rôznych kvapalín.

Zariadenie je vhodné predovšetkým na nanášanie materiálov, ktoré sú zmesou dvoch alebo väčšieho počtu kvapalín, ktoré po zmiešaní rýchlo reagujú za vzniku pevnej látky. Reakčná doba však musí byť dostatočná na to, aby každý lúč, vystupujúci z postrekovacej hlavy zostal kvapalný až do okamihu, keď sa rozpadne na nabité kvapky. Tuhnutie musí nastať až po uložení kvapiek na cieľ postreku.

Použitými kvapalinami môžu byť monoméry a/alebo prepolyméry s katalyzátormi alebo bez nich, ďalej nadúvadlá a pigmenty.

Príkladom týchto zlúčenín môžu byť nasledujúce látky:

1) Polymérne penovíté látky, napríklad polyuretán, kde kvapalnou zložkou je polyol a diizokyanát, jedna z týchto látok alebo každá z nich je rozpustená v nadúvadle.

2) Rýchlo tuhnúci dvojzložkový lak.

3) Tenké polymérne filmy, napríklad silikónové filmy, kde kvapalnými zložkami môžu byť 50% silikónový polymér, rozpustený v rozpúšťadle spolu so 4 % platinového katalyzátora, 50% silikónový polymér, tiež rozpustený v rozpúšťadle so 4 % silikónového zosieťujúceho polyméru.

4) Dvojzložkové lepidlo.

Cieľ postreku, ktorý sa strieka uvedenými materiálmi sa môže držať v ruke. V tomto prípade je zariadenie zvlášť vhodné na poťahovanie predmetov zložitého tvaru. Ľahko sa môžu naniesť aj tvrdé povlaky.

Tiež sa môže postupovať tak, že cieľom postreku je fólia, ktorá sa pohybuje. Potom je zvlášť vhodné použiť postrekovacie hlavy, uložené kolmo k smeru pohybu tejto fólie.

Každé z vyššie uvedených zariadení sa môže použiť tiež na výrobu vláken alebo gulôčok. V prípade gulôčok musia jednotlivé kvapaliny spolu reagovať tak, že k tuhnutiu dochádza po rozpade kvapaliny na kvapky, avšak skôr, ako kvapka dosiahne cieľ postreku. V prípade výroby vlákien je nutné, aby kvapaliny spolu reagovali za vzniku pevného vlákna skôr, ako dôjde k rozpadu lúča kvapaliny na jednotlivé nabité kvapky. Výsledné pevné vlákno sa kontinuálne navíja rovnakou rýchlosťou, s akou vzniká.

Je zrejmé, že týmto spôsobom sa môžu spracovávať len veľmi rýchlo tuhnúce materiály.

Zariadenia, ktoré boli opísané vyššie, sa môžu tiež použiť na atomizáciu inkompatibilných kvapalín. Príkladom môžu byť poľnohospodárske a iné postreky, pri ktorých je žiadúce použiť na postrek súčasne koloid a kvapalinu, ktorá by pri styku s koloidom spôsobila jeho vyvločkovanie. Pri použití prístroja podľa vynálezu sa dostáva koloid do styku s kvapalinou až pri výstupe z postrekovacej hlavy, a teda nie je dostatok času na jeho vyvločkovanie.

Nakoniec sa môže zariadenie podľa vynálezu použiť tiež na postrek kvapalinami, ktoré sú pre svoje elektrické vlastnosti, napríklad merný odpor, nevhodné na elektrostatické rozprašovanie. V tomto prípade sa do zariadenia privádza jednak uvedená kvapalina, jednak nosná kvapalina s príslušným merným odporom. Zariadenie je vhodné najmä na poľnohospodárske postreky.

Claims (22)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob elektrostatického postrekovania najmenej dvomi kvapalinami, vyznačujúci sa tým, že sa tieto kvapaliny privádzajú do zodpovedajúcich kanálov v postrekovacej hlave, odkiaľ postupujú k výstupu, v ktorom sa všetky kvapaliny z rôznych kanálov stýkajú a kvapaliny, vystupujúce z výstupu sú vystavené vplyvu elektrického poľa, následkom ktorého dochádza k odvádzaniu kvapaliny z postrekovacej hlavy vo forme aspoň jedného lúča, pričom lúče alebo lúč obsahujú zmes kvapalín v pomere, rovnom pomeru, v ktorom sú tieto kvapaliny do postrekovacej hlavy privádzané.
2. 2. Zariadenie na elektrostatické postrekovanie najmenej dvomi kvapalinami, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z postrekovacej hlavy, tvorenej najmenej dvomi kanálmi (4,6) a z prostriedkov elektrického poľa pôsobiaceho na kvapaliny vystupujúce z postrekovacej hlavy.
3. 3. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že postrekovacia hlava obsahuje rad vzájomne od seba oddelených doštičiek (1,3,5) a kanály (4,6) sú tvorené pármi susedných doštičiek (1,3) a (1,5).
4. 4. Zariadenie podľa nároku 3, vyznačujúce sa tým, že postrekovacia hlava obsahuje stredovú doštičku (1) a dve vonkajšie doštičky (3,5), medzi každou vonkajšou doštičkou (3,5) a stredovou doštičkou (1) je vytvorený kanál (4,6) a výstup je tvorený vonkajšou hranou (7,10,12) každej z doštičiek (1,3,5), pričom výstupná hrana (7) stredovej doštičky (1) je uložená nižšie ako výstupné hrany (10,12) vonkajších doštičiek (3,5).
5. 5. Zariadenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že uhol, ktorý je medzi obidvomi paralelnými stranami stredovej doštičky (1) pri ich skosení na výstupnej hrane (7) je menší ako uhol medzi vonkajšími stranami oboch vonkajších doštičiek (3,5).
6. 6. Zariadenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že uhol medzi obidvomi stranami stredovej doštičky (1) je 10 až 60° a uhol medzi vonkajšími stranami vonkajších doštičiek (3,5) je 80 až 150°.
7. 7. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že postrekovacia hlava pozostáva z radu koaxiálne usporiadaných, všeobecne trubicových členov (4A,43,45) a každý kanál (4a,6a) je tvorený priestorom medzi dvomi susednými trubicovými členmi (41,43) a (45,43) a má všeobecne prstencový tvar.
8. 8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že postrekovacia hlava obsahuje trubicový vnútorný člen (41), trubicový medzičlen (43) a trubicový vonkajší vodiaci člen (45) a výstup je tvorený axiálnymi vonkajšími hranami týchto trubicových členov (41,43,45), pričom axiálna vonkajšia hrana trubicového medzičlena (43) je uložená o niečo nižšie ako vonkajšie hrany trubicového vnútorného člena (41) a trubicového vonkajšieho člena (45).
9. 9. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že uhol, ktorý je v axiálnom reze medzi opačnými stranami trubicového medzičlena (43) a jeho axiálnou hranou je menší ako uhol, ktorý je medzi radiálnou vonkajšou stranou trubicového vonkajšieho člena (45) a radiálnou vnútornou hranou trubicového vnútorného člena (41).
10. 10. Zariadenie podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že uhol, ktorý je medzi opačnými stranami trubicového medzičlena (43) a jeho axiálnou hranou má veľkost 10 až 60° a uhol, ktorý je medzi radiálnou vonkajšou stranou trubicového vonkajšieho člena (45) a radiálnou vnútornou stranou trubicového vnútorného člena (41) má veľkosť 80 až 150°.
11. 11. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že postrekovacia hlava pozostáva z tela (61) s kónickým hrotom, pričom každý kanál (4b,4c,6b,6c) prechádza telom (61) k výstupu, uloženom na hrote.
12. 12. Zariadenie podľa nárokov 2 až 11, vyznačujúce sa t ý m, že povrch výstupu je z vodivého alebo polovodivého materiálu a prostriedkom elektrického poľa pôsobiaceho na kvapaliny sú prostriedky na prívod elektrického poľa na uvedený povrch.
13. 13. Zariadenie podľa nárokov 2 až 11, vyznačujúce sa t ý m, že výstup je z nevodivého materiálu a pred výstupom je uložená elektróda (9) pre styk s aspoň jednou z kvapalín a prostriedky elektrického poľa pôsobiaceho na kvapaliny pozostávajú z prostriedku na prívod elektrického napätia na elektródu (9).
14. 14. Zariadenie podľa nárokov 2 až 11, vyznačujúce sa t ý m, že prostriedkom elektrického poľa pôsobiaceho na kvapaliny sú prostriedky na prívod elektrického napätia na kvapaliny a prostriedky na stabilizáciu napätia na elektróde (9).
15. 15. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa tým, že pre postrek cieľa s nulovým napätím je k prostriedkom na prívod elektrického napätia na kvapaliny pripojený prvý zdroj napätia 1 až 20 kv a k prostriedkom na stabilizáciu napätia na elektróde (9) je pripojený druhý zdroj s napätím rovnako veľkým alebo blízkym potenciálu zeme.
16. 16. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa tým, že pre postrek cieľa s nulovým napätím je k prostriedkom na prívod elektrického napätia na kvapaliny pripojený prvý zdroj napätia 25 až 50 kV a k prostriedkom na stabilizá ciu napätia na elektróde (9) je pripojený druhý zdroj s napätím 10 až 40 kV.
17. 17. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 14, 15 alebo 16, vyznačujúce sa tým, že elektróda (9) obsahuje jadro z vodivého alebo polovodivého materiálu, zapuzdrené do materiálu s vysokou dielektrickou pevnosťou a s vysokým merným odporom, jednak na zabránenie iskrenia medzi elektródou (9) a postrekovacou hlavou a jednak na odvádzanie náboja, hromadiaceho sa na tieniacom materiále.
18. 18. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že merný odpor tieniaceho materiálu má hodnotu 5X10¹¹ až 5x10“ n.cm, dielektrická pevnosť tieniaceho materiálu je vyššia ako 15 kV/mm a jeho hrúbka 0,75 až 5,0 mm.
19. 19. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že hrúbka tieniaceho materiálu je v rozmedzí 1,5 až 3,0 mm.
20. 20. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že merný odpor tieniaceho materiálu má hodnotu 5xl0¹⁰ až 5xlO^xa n.cm.
21. 21. Zariadenie podľa nárokov 2 až 20, vyznačujúce sa tým, že obsahuje prívodné prostriedky najmenej dvoch kvapalín do postrekovacej hlavy.
22. 22. Zariadenie podľa nároku 21, vyznačujúce sa tým, že obsahuje smerované prívodné prostriedky prúdu plynu do oblasti silného elektrického poľa.