SK280705B6 - Spôsob prevádzkového riadenia elektrostatického za - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu prevádzkového riadenia elektrostatického zariadenia na nanášanie povlaku, kde sa náterová hmota, rozprášená rozprašovacím mechanizmom, nabíja koránovým výbojom pomocou elektród, pripojených ku generátoru vysokého napätia s riaditeľným napätím, najmä pre vodivé náterové hmoty, uzemnené počas striekania, pričom sa meria prevádzkový prúd, zodpovedajúci koránovému výboju.

Doterajší stav techniky

Pri elektrostatickom nanášaní náterových hmôt na obrobky, napríklad na karosérie motorových vozidiel, je známe a zvyčajné dopravovať obrobky za sebou striekacími kabínami, v ktorých sú umiestnené jednotlivo alebo v skupinách rotačné rozprašovače, pripojené ku generátoru vysokého napätia. Vo zvyčajných zariadeniach tohto druhu sa náterová hmota pripojuje priamo v rozprašovači alebo na rozprašovači k vysokému napätiu. Aby sa dali používať ako náterové hmoty materiály s vysokou elektrickou vodivosťou, ako sú napríklad tak nazývané vo vode rozpustné laky, je oproti tomu účelné uzemniť celý systém na prívod náterovej hmoty aj rozprašovací zvon, a nabíjať mechanicky rozprášené častice vonkajšími elektródami, ktoré obkolesujú rozprašovací zvon. To je opísané napríklad v nemeckých spisoch DOS č. 34 29 075 a č. 36 09 240. K nabíjaniu dochádza ionizáciou pomocou voľných nábojov vnútri koránového výboja hrotmi elektród.

Pri prevádzke takéhoto zariadenia je dosiaľ zvyčajné stabilizovať napätie generátora vysokého napätia, pripojené k rozprašovaciemu mechanizmu, na konštantné hodnoty, ktoré sa môžu na účely prispôsobenia pri rôznych pracovných podmienkach nastavovať stupňovité, napríklad v rozsahu 60 až 100 kV. Keď sa napätie udržuje na konštantnej hodnote, vznikajú však najmä pri uvedenom vonkajšom nabíjaní náterovej hmoty koránovým výbojom problémy, pretože za určitých okolností môže prúd koróny pri prevádzke značne kolísať. Prúd koróny je badateľne vyšší ako prevádzkový prúd, zvyčajný pri bežnom kontaktnom nabíjaní náterovej hmoty v rozprašovači, a závisí nielen od napätia elektród, ale aj od rôznych okolitých podmienok, ako je vlhkosť vzduchu a prípadné znečistenie elektród. V typickom zariadení uvedeného druhu k povliekaniu náterovou hmotou môže prevádzkový prúd koróny kolísať medzi 100 až 300 μΑ, ak sa vlhkosť mení medzi 30 % a 90 %, čo sa v praxi často stáva. Tak príliš malé, ako príliš vysoké, prevádzkové prúdy sa však musia vylúčiť, pretože v prvom prípade by nedochádzalo k dostatočnej ionizácii, čo má za následok nevyhovujúcu účinnosť povliekania (pomer medzi rozprášeným materiálom a materiálom, dopadnutým na obrobok), zatiaľ kým v druhom prípade je nebezpečie príliš vysokého nabitia hmly náterovej hmoty a z toho vyplývajúce javy priestorového náboja, čo môže podľa skúseností temer celkom potlačiť prúd koróny a ionizáciu. V obidvoch prípadoch sa môže v dôsledku nedostatočného nabitia čiastočiek náterovej hmoty vyvolať rýchle znečistenie elektród a ich držiakov ako aj ostatných častí rozprašovača rozprášeným materiálom. Ďalšie ťažkosti vznikajú tým, žc prúd koróny, ktorý je v porovnaní s prevádzkovým prúdom pri kontaktnom nabíjaní pomerne vysoký, značne závisí od kolísania napätia, ktoré majú za následok značne väčšiu zmenu prúdu ako pri nízkom prevádzkovom prúde. Takéto zmeny prúdu sú v praxi nežiaduce.

Z nemeckého spisu DOS č. 34 45 946 je známe, že sa pri elektrostatickom nanášaní náterovej hmoty na veľké predmety, napríklad na automobilové karosérie, zariadenie samočinne odpojí, ak prevádzkový prúd vzrastie na prahovú hodnotu, ktorá je vopred určená v závislosti od prevádzkového napätia a je nastaviteľná v určitom rozmedzí. Tým sa má zabrániť prierazu medzi obrobkom a povliekacím zariadením. Na tento účel sa všetky prahové hodnoty prúdu, príslušné voliteľným hodnotám napätia, ukladajú spoločne do mikroprocesora a počas prevádzky sa podľa práve nastaveného napätia samočinne zvolia. Okrem toho sa môže najprv vybaviť varovný signál, ak prúd, ktorý sa počas prevádzky neustále mení, prekročí medziľahlú prahovú hodnotu, ležiacu medzi normálnou hodnotou a hodnotou pre odpojenie.

V nemeckom spise DOS č. 24 51 818 je opísaný spôsob elektrostatického povliekania obrobkov, ktoré obiehajú v nastaviteľnej vzdialenosti okolo rozprašovacích kotúčov, pripojených k vysokému napätiu, pričom sa napätie udržuje tak dlho na konštantnej hodnote, až vzdialenosť poklesne pod určitú hodnotu a tým sa dosiahne nastaviteľného maxima prúdu. Potom sa k obmedzeniu intenzity elektrického póla medzi rozprašovacím kotúčom a obrobkom prúd prechodne udržuje na konštantnej hodnote, až konečne pri poklese vzdialenosti pod určitú nastaviteľnú minimálnu vzdialenosť sa pripojené vysoké napätie odpojí. Nehľadiac na to, že pri tomto spôsobe nemá náterová hmota pri rozstrekovaní potenciál zeme a nenabíja sa koránovým výbojom, dochádza teda pri tomto známom spôsobe iba k obmedzeniu prúdu na maximálnu hodnotu, pod ktorou počas normálnej prevádzky pole vzdialenosti obrobku od rozprašovacích kotúčov môže ľubovoľne poklesnúť, následkom toho môžu vzniknúť uvedené problémy so znečistením, najmä pri zmenách vzdušnej vlhkosti a ostatných okolitých podmienok.

Účelom vynálezu je vypracovať spôsob tak, aby nevznikalo nebezpečie znečistenia rozstrekovacieho mechanizmu náterovou hmotou v zariadení, ktoré pracuje s koránovým výbojom a konštantným napätím.

Podstata vynálezu

Uvedenú úlohu spĺňa spôsob prevádzkového riadenia elektrostatického zariadenia k nanášaniu povlaku, kde sa náterová hmota, rozprášená rozprašovacím mechanizmom, nabíja koránovým výbojom pomocou elektród, ktoré sú pripojené na generátor vysokého napätia s premenným napätím pre vodivé náterové hmoty, uzemnené počas striekania, pričom sa meria prevádzkový prúd, zodpovedajúci koránovému výboju podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že počas prevádzky nanášacieho zariadenia sa prevádzkový prúd koróny udržiava na vopred stanovenej hodnote uzavretým regulačným obvodom tým, že nameraný prúd predstavuje regulačnú veličinu a regulátor podľa odchýlok regulačnej veličiny od požadovanej hodnoty vytvorí akčnú veličinu na riadenie napájacieho napätia elektród.

Tým, že sa udržujú vopred stanovené, väčšinou konštantné, hodnoty prevádzkového prúdu počas normálnej prevádzky, teda nezávisle na určitých vzdialenostiach medzi obrobkom a rozprašovacím zariadením, sa dá kompenzovať predovšetkým vplyv vzdušnej vlhkosti, teda obsah vodnej pary vo vzduchu, na koránový výboj. Následkom toho je pri prevádzke zaistený neustále optimálny koránový výboj, takže rozprášené častice emailu sa prakticky všetky nabíjajú a putujú k povliekanému obrobku, beztoho že by sa usadzovali na samotnom rozprašovacom mechanizme.

SK 280705 Β6

Tým, že sa odstráni vznik povlaku, ktorý znižuje izoláciu, sa odstránia aj problémy, spojené s meraním prúdov, vznikajúcich pri prieraze.

Príklad uskutočnenia vynálezu

V normálnom prípade je potrebné k udržaniu konštantného prevádzkového prúdu uzavretý regulačný obvod, kde meraný prúd tvorí regulovanú veličinu a regulátor vytvára podľa odchýlok regulovanej veličiny od nastavenej hodnoty akčnú veličinu, ktorá riadi napájacie napätie elektród. V praxi teda dochádza ku spojitej zmene napätia generátora vysokého napätia, vytváraného kaskádou a pod., a teda intenzity póla medzi elektródami a povliekaným obrobkom. Táto regulácia však nepredstavuje jedinú možnosť k realizácii vynálezu. Je napríklad možné ovládať generátor vysokého napätia v priamej závislosti od vlhkosti vzduchu v tom zmysle, aby prúd koróny bol konštantný.

Vopred stanovená prúdová hodnota, ktorá sa má udržovať, nemusí byť pre všetky prevádzkové podmienky rovnaká. Osobitne môže byť účelné pri extrémne suchom vzduchu v striekacej kabíne nastavovať inú konštantnú hodnotu prúdu, ako pri extrémne vlhkom vzduchu. Podobne to platí aj pre iné premenlivé okolité podmienky, ako je napríklad priestorový vzťah medzi rozprašovacím mechanizmom a obrobkom. Z týchto dôvodov môže byť teda účelné meniť prúdovú hodnotu, ktorá sa má udržovať, v závislosti od vzdušnej vlhkosti alebo od iných okolitých podmienok.

Ak sa musí napájacie napätie elektród meniť k udržaniu konštantného prevádzkového prúdu, dá sa z týchto zmien usudzovať na správnu alebo chybnú prácu. Napríklad pri skrate, pri zvyšujúcom sa znečistení alebo pri nebezpečnom priblížení obrobku k rozstrekovaciemu mechanizmu, čo je nebezpečné z hľadiska prierazného napätia, má prúd tendenciu ku strmému zvýšeniu, ktorému sa dá zabrániť príslušným znížením napätia. Napájacie napätie elektród sa meria spojito a keď poklesne pod medznú hodnotu, môže sa vybudiť poplašný signál alebo priamo odpojiť povliekacie zariadenie. Medzná hodnota napätia sa dá podľa okolností v závislosti od okamžitých prevádzkových podmienok nastaviť a samočinne meniť. Poplašný signál sa môže generovať tiež vtedy, keď sa napájacie napätie pri regulácii neprípustné rýchlo mení, alebo keď sa mení prevádzkový prúd sám počas vopred stanovenej doby viacej, ako je prípustná miera, napríklad keď zlyhá regulácia prúdu, alebo pracuje s príliš veľkou zotrvačnosťou. Okrem toho môže aj príliš vysoké prevádzkové napätie vybudiť hlásenie chyby.

Opísaná regulácia prevádzkového prúdu koróny na určitú, spravidla konštantnú hodnotu sa vykonáva počas normálnej prevádzky pri nanášaní náterovej hmoty. Kým sa dosiahne od uvedeného zariadenia do prevádzky požadovaná hodnota prúdu, môže sa oproti tomu najprv kontrolovať meraný prevádzkový prúd porovnávaním s vopred stanovenými, napäťovými závislými dátami v tom zmysle, či klesá pod prípustné hodnoty, alebo či ich najmä prekračuje výhodne známym spôsobom podľa uvedeného nemeckého spisu DOS č. 34 45 946. Pri neprípustných odchýlkach prúdu sa vybudí poplašný signál, alebo sa zariadenie odpojí, zatiaľ kým pri bezchybnom dosiahnutí stanovenej hodnoty prúdu sa zapojí regulácia prúdu, pritom sa k prevádzkovej kontrole zisťuje iba, či napájacie napätie leží nad predpísanou minimálnou hodnotou. Prepnutie celého zariadenia z prevádzky s prahovou hodnotou na prevádzku s konštantnou prúdovou hodnotou môže nastať samočinne, napríklad pri prekročení vopred stanoveného napätia generátora vn po jeho zapnutí.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob prevádzkového riadenia elektrostatického zariadenia na nanášanie povlaku, kde sa náterová hmota, rozprášená rozprašovacím mechanizmom, nabíja korónovým výbojom pomocou elektród, ktoré sú pripojené na generátor vysokého napätia s premenným napätím na vodivé náterové hmoty, uzemnené počas striekania, pričom sa meria prevádzkový prúd, zodpovedajúci koránovému výboju, vyznačujúci sa tým, že počas prevádzky nanášacieho zariadenia sa prevádzkový prúd koróny udržuje na vopred stanovenej hodnote uzavretým regulačným obvodom tým, že zmeraný prúd predstavuje regulačnú veličinu a regulátor podľa odchýlok regulačnej veličiny od požadovanej hodnoty vytvorí akčnú veličinu na riadenie napájacicho napätia elektród.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vopred stanovená hodnota je konštantná.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že prúdová hodnota, ktorá sa má udržiavať konštantná, sa nastavuje alebo mení v závislosti od vlhkosti vzduchu alebo iných okolitých podmienok.
4. 4. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že napájacie napätie elektród sa riadi v závislosti od vlhkosti vzduchu.
5. 5. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že k regulácii prevádzky sa zisťuje, či napájacie napätie elektród pokleslo pod prípustnú hodnotu.
6. 6. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že pri neprípustné rýchlej zmene napájacicho napätia pri regulácii prúdu sa vybudí poplašný signál.
7. 7. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa poplašný signál vybudí, ak sa prevádzkový prúd mení viacej ako v prípustnej miere počas vopred stanoveného časového intervalu.
8. 8. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že najprv sa kontroluje prevádzkový prúd porovnaním s vopred stanovenými napäťovo závislými hodnotami, až dosiahne hodnotu, ktorá sa má udržiavať, a pri neprípustných odchýlkach prúdu sa vytvorí poplašný signál, zatiaľ kým pri bezchybnom dosiahnutí stanovenej prúdovej hodnoty sa povliekacie zariadenie prepne na prevádzku s konštantnou , prípadne vopred stanovenou, hodnotou prúdu.