SU930806A1 - Способ зар дки частиц порошков полимеров в коронном разр де и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

- 1. Способ зар дки частиц порошков полимеров в коронном разр де,заключающийс  в подаче потока воздушнопорошковой смеси в зар дный канал корпуса зар дного устройства, зар дке частиц порошка полимера в межэлектродном промежутке и распылении потока зар женных частиц через заземленный электрод, отличающ и и с   тем, что, с целью повы1;8ни  качества покрыти  за счет увеличени  степени унипол рной зар дки частиц порошка полимера, поток воздушно-порошковой смеси подают со скоростью не менее 10 м/с в межэлектрод йШ1  .-..VK,... -t-i - Cvftsa .S.QHg: С.Д ный промежуток под углом 20-85 к .оси зар дного канала, осуществл   движение потока частиц порошка в зар дном канале по пилообразной траек .тории до входа в заземленный электрод . 2. Устройство дл  зар дки частиц порошков полимеров в коронном разр де , содержащее цилиндрический корпус из электронепровод щего материала с зар дным каналом круглого сечени  дл  прохода потока воздушно-порошковой смеси, на выходном конце которого расположен заземленный электрод, выполненный в виде сопла Вентури, а на противоположном конце зар дного « канала по его оси установлен с возможностью поступательного перемещени  вдоль оси канала, игольчатый коронирующий электрод и входной штуцер дл  подачи потока воздушно-порошковой смеси, отличающеес  тем, что входной шту);ер расположен СО 00 в зоне межэлектродного промежутка зар дного канала, при этом ось входного штуцера расположена под углом 20 о 85 к продольной оси зар дного канаQD ла и пересекает ее в точке, удаленной от остри  коронирующего электрода на а рассто ние, равное не менее половины диаметра отверсти  входного штуцера и трех диаметров коронирующего электрода, причем площадь отверсти  входного штуцера составл ет 0,5 - 0,05 от площади отверсти  зар дного канала. .

Description

Изобретение относитс  к области электронно-ионной технологии, взаимо действию сильных электрических полей и диспергированных материалов,преиму щественно может быть исполь-ловано при нанесении порошковых полимерных материалов в электростатическом поле на издели  различной формы и размеров , движущиес  и неподвижные, Известен способ зар дки частиц порошков полимеров в коронном разр де , заключающийс  в подаче потока воздушно-порошковой смеси в зар дный канал корпуса зар дного устройства, зар дке частиц порошка полимера в межэлектродном промежутке и распылении потока зар женных частиц через, заземленный электрод. Кроме того, известно устройство дл  зар дки частиц порошков полимеров в коронном разр де, содержащее цилиндрический корпус из электронепровод щего материала-с зар дным каналом круглого сечени  дл  прохода потока воздушно-порошковой смеси, на выходном конце которого расположен заземленный электрод, выполненный в виде сопла Зентури, а на противоположном конце зар дного канала по его оси установлен с возможностью поступательного перемещени  вдоль оси канала игольчатый коронируюший электрод и входной штуцер дл  подачи потока воздушно-порошковой смеси. По известным способу и.устройству зар дку частиц порошка полимера веду в коронном разр де, но при этом воздушно-порошковую смесь подают под ocTpbiM углом на коронирующий электрод . Ось подаваемого потока располагают эксцентрично (оси не пересекаютс  в одной плоскости) по отношению к продольной оси потока воздуишо-по рошковой смеси, перемещающегос  пр  мотоком вдоль корпуса зар дного уст ройства. Последнее обсто тельство способствует тому, что основна  часть -  дро потока воздушно-порошк вой смеси, получает вращательное спиральное движение вокруг игольчатого коронирующего электрода. Это способствует удлинению пути и време ни пребывани  частиц в зоне зар дки что, в свою очередь, повышает степе электризации частиц. Однако известные способ и устрой ство обладают существенными недоста ками. Зо-первых, не обеспечиваетс  повыение степени унипол рной зар дки астиц порошка полимера, так как возушно-порошкова  смесь обтекает короирующий электрод и проходит не только внешнюю, но и внутреннюю зону коронного разр да, в которой частицы порошка полимера получают разноименные зар ды, что снижает степень унипол рной зар дки,получаемой частицами порошка полимера во внешней зоне коронного разр да. Во-вторых, эффективность зар дки порошка св зана с малыми размерами зар дного устройства и, следовательно , малым расходом (до 5 ) воздушно-порошковой смеси,электризуемой в зар дном устройстве. Последнее св зано с тем обсто тельством, что при увеличении размеров зар дного устройства и объемов обрабатываемой воздушно-порошковой смеси эффективность зар дки падает. Начинает сказьшатьс  эффект вращательного движени  спирального потока воздушно-порошковой смеси. В таком потоке максимальна  концентраци  частиц находитс  вблизи стенок корпуса зар дного устройства и, следовательно, выноситс  из зоны максимальной напр женности электрического пол  коронного разр да , что не позвол ет эффективно зар жать частицы порошка полимера при расходах воздуишо-порошковой смеси, достигающих 5-80 , которые необходимы , например, дл  Осуществлени  нанесени  полимерного порошкового покрыти  на внутреннюю поверхность труб. Кроме того, входной штуцер устройства расположен за пределами межэлектродного промежутка, что ведет к прохождению потока воздушно-порошковой смеси через внутреннюю зону короны , в которой наход тс  ионы с разными знаками.зар да, а эксцентричное расположение входного штуцера по отношению к продольной оси зар дного канала ведет к тому, что из  дра потока к стенкам зар дного канала выноситс  порошок, где образуетс  зона максимальной концентрации порошка. При этом частицы полимера проход т мимо зоны максимальной напр женности электрического пол  коронного разр да, что ухудшает их электризацию. Цель изобретени  - повышение качества покрыти  за счет увеличени  степени унипол рной зар дки частиц порошка полимера.

Поставленна  цель достигаетс  тем,что поток воздушно-порошковой смеси подают со скоростью не менее 10 м/с в межэлектродный промежуток под углом 20-85 к оси зар дного канала, осуществл   движение потока частиц порошка в зар дном канале по пилообразной траектории до входа в заземленный электрод.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  зар дки частиц порошков полимеров в коронном разр де, содержащем цилиндрический корпус из электронепровод щего материала с зар дным каналом круглого сечени  дл  прохода потока воздушно-порошковой смеси, на выходном конце которого расположен заземленный электрод, выполненный в виде сопла Вентури, а на противоположном конце зар дного канала по его оси установлен с возможностью поступательного перемещени  вдоль оси канала игольчатый коронирующий электрод и входной штуцер дл  подачи потока воздушно-порошковой смеси, последний расположен в зоне межэлектродного промежутка зар дного канала, при этом ось входного штуцера расположена под углом 20-85° к продольной оси зар дного канала и пересекает ее в точке, удаленной от остри  коронирующего электрода на рассто ние,равное не менее половины диаметра отверсти  входного штуцера и трех диаметров коронирующего электрода,приче площадь отверсти  входного штуцера составл ет 0,5-0,05 от площади отверсти  зар дного канала.

На фиг.1 представлен общий вид устройства дл  зар дки частиц порошков полимеров, поперечньй разрез; на фиг.2 - схема движени  потока воздушно-порошковой смеси в межэлектродном промежутке зар дного канала.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из электронепровод щего материала, например из органического стекла.Внутри корпуса выполнен зар дный канал 2 круглого сечени . Входной штуцер 3, также вьтолненньй из электронепровод щего материала и служащий дл  подачи потока воздушно-порошковой смеси в зар дный канал, расположен на межэлектродном промежутке. Ось входного

штуцера расположена под углом 20 85 к продольной оси корпуса зар д . ного устройства.

В начальной части корпуса 1 расположен коронирующий игольчатый электрод 4, который соединен с источником высокого напр жени  с помощью высоковольтного ввода, вьтолненного в виде фиксирующего винта 5.

Коронирующий электрод 4 выполнен игольчатым в виде держател  с иглой, закрепленной на его рабочем конце, JI расположен по оси зар дного канала.

5 i Высоковольтный ввод осуществлен посредством контактного устройства,выполненного в виде фиксирующего винта 5.

0

Заземленный электрод 6 выполнен металлическим в виде сопла Вентури, а заземл ющий его вывод выполнен в виде фиксирующего винта 7, Коропирующий электрод выполнен с возможностью

5 его поступательного перемещени  вдоль оси зар дного канала посредством пружины 8 и пробки 9, вьшолненной из электронепровод щего материала- орг-/ стекла. Диаметр игольчатого коронирующего электрода равен 0,5

0 I,5 мм.

Точка 10 - точка пересечени  осей входного штуцера и зар дного канала.

Точка 10 пересечени  осей располо5 жена от остри  коронирьтощего электрода на рассто нии не менее половины диаметра отверсти  входного штуцера dв;(И трех диаметров коронирующего электрода , то есть не менее ех/2 + 3d f.j.

Описываемое устройство дл  зар дки порошков полимеров работает следующим образом.

Поток воздушно-порошковой смеси от питающего устройства (на чертеже не показано) подают через входной штуцер 3 в межэлектродный промежуток под углом 20 - 85 к продольной оси зар дного канала 2, При подводе высокого напр жени  от отрицательного полюса источника высокого напр жени  (на чертеже не показан) через контактное устройство к коронирующему электроду 4 возникает коронный разр д . Нейтральные молекулы воздуха в зоне возле остри  ионизируютс ,образуетс  внутренн   зона короны с ионами разных знаков зар да, длина которой не превьшает трех диаметров коро нирутощего электрода. Отрицательные ионы интенсивно насьпдают всю остальную часть межэлектродного промежутка и образуют внешнюю зону коронного разр да. Поскольку точка пересечени  оси потока, вход щего в зар дный канал, с осью зар дного канала отделена от остри  коронирующего электрода на рассто ние не менее, чем половина диаметра отверсти  входного штуцера 3 и трех диаметров коронирующего электрода 4, то при выполнении ука занного услови  все частицы потока воздушно-порошковой смеси пройдут мимо внутренней зоны короны и попадут во внешнюю зону короны, чем обеспечи ваетс  унипол рна  зар дка частиц порошка полимера. Последнее объ сн етс  также тем, что диаметр зар дного канала в за вл емом устройстве не превьшает нескольких дес тков миллиметров , а на таком рассто нии вход щий в зар дный канал 2 из входного штуцера 3 со скоростью не менее 10 м/с поток воздушно-порошковой, сме си представл ет собой компактную струю, котора  не успевает потер ть свою форму, расширитьс  и достигнуть зоны внутренней короны на своем пути к точке пересечени  осей вход щего потока и зар дного канала. Чтобы поток воздушно-порошковой смеси имел возможность двигатьс  ком пактной направленной струей внутри зар дного канала 2 и проходить путь по ломаной пилообразной траектории до входа потока в заземленный электрод 6, площадь отверсти  входного штуцера f вх площадь отверсти  зар дного канала F,, выполнены в соотношении fftx дк 0,05. При этом соотношение огр ничивает диаметр входной струи потока воздушно-порошковой смеси в зар д ный канал. Выполнение соотношени  больше 0,5. уменьшает эффективность зар дки частиц порошка полимера,так как увеличение диаметра струи поток увеличивает число частиц, проход щи на значительном удалении от зоны ма симальной напр женности электрического пол  коронного разр да, котора дл  вход щего потока лежит в точке пересечени  осей потока с осью зар  ного канала. Чем дальше от точки пе ресечени  осей при входе в зар дньш канал идет поток частиц порошка полимера , тем менее эффективна их зар дка , так как понижаетс  удельна  величина зар да частиц. Выполнение зар дного устройства с учетом соотношени  f .x 0,0.5 ведет к значительному увеличению габаритов зар дного устройства. Кроме того,.растет его гидравлическое сопротивление по входу и резко уменьшаетс  расход воздушно-порошковой смеси, который может быть обработан в за вл емом устройстве, то есть падает его производительность. Заземленный электрод 6 вьтолнен металлическим, например, из латуни, в виде сопла Вентури. Геометри  сопла Вентури выполнена следующей: передний конфузор с углом 30-45 , задний диффузор с углом 7 - 10°. Выполнение заземленного электрода данной геометрии обеспечивает надежную работу зар дного устройства, так как исключает забивание порошком поверхности заземленного электрода и образование обратной короны, котора  уменьшает эффективность зар дки. Названный эффект достигаетс  за счет развитой турбулентности потока на входе в сопло Вентури: сам поток воздушно-порошковой смеси на входе очищает поверхность заземленного электрода . В переменном сечении сопла Вентури тверда  фаза отжимаетс  от стенок и затем уже в выходном сечении диффузора равномерно распредел етс  по сечению выходного канала. Далее поток зар женных частиц поступает в распылительное устройство (на чертеже не показано), посредством которого его нанос т на заземленное изделие . Пример. Диаметр зар дного канала составл л 40 мм, диаметр отверсти  входного штуцера измен лс  от 3 до 32 мм, таким образом соотношение fgy/Fcj составл ло 0,05 0 ,55, межэлектродный промежуток 15 - 35®, напр жение на коронирующем электроде 10 - 25 кВ, ток разр да 25 - 190 мкА, диаметр коронирующего электрода 1 мм, рассто ние -f 3df.j составл ло 4,5 - 17 мм. Проводили зар дку частиц порошка полиэтилена низкого давлени  марки 21006-675 со средним эквивалентным диаметром частиц 67 мкм, эпоксидной порошковой краски П-ЭП-219 и П-ЭП-971,

Claims (2)

1. > 1. Способ зарядки частиц порошков полимеров в коронном разряде,заключающийся в подаче потока воздушнопорошковой смеси в зарядный канал корпуса зарядного устройства, зарядке частиц порошка полимера в межэлектродном промежутке и распылении потока заряженных частиц через заземленный электрод, отличаю- ш, и й с я тем, что, с целью повышения качества покрытия за счет увеличения степени униполярной зарядки частиц порошка полимера, поток воздушно-порошковой смеси подают со скоростью не менее 10 м/с в межэлектрод2 ныи промежуток под углом 20-85° к .оси зарядного канала, осуществляя движение потока частиц порошка в зарядном канале по пилообразной траектории до входа в заземленный электрод.
2. 2. Устройство для зарядки частиц порошков полимеров в коронном разряде, содержащее цилиндрический корпус из электронепроводящего материала с зарядным каналом круглого сечения для прохода потока воздушно-порошковой смеси, на выходном конце которого расположен заземленный электрод, выполненный в виде сопла Вентури, а на противоположном конце зарядного канала по его оси установлен с возможностью поступательного перемещения вдоль оси канала- игольчатый коронирующий электрод и входной штуцер для подачи потока воздушно-порошковой смеси, отличающееся тем, что входной штуцер расположен в зоне межэлектродного промежутка зарядного канала, при этом ось входного штуцера расположена под углом 20 85° к продольной оси зарядного канала и пересекает ее в точке, удаленной от острия коронирующего электрода на расстояние, равное не менее половины диаметра отверстия входного шту- цера и трех диаметров коронирующего электрода, причем площадь отверстия входного jштуцера составляет 0,5 - 0,05 от площади отверстия зарядного канала. . \