CS214883B2 - Appliance for spraying the dye in the electrostatic field - Google Patents

Description

(54) Zařízení pro stříkání barvy v elektrostatickém poli

Vynález se týká zařízení pro stříkání barvy v elektrostatickém poli prostupní štěrbinou mezi dvěma elektrodami, probíhajícími alespoň část dráhy vzájemně ve stejné vzdálenosti, z nichž jedna elektroda je vysokonapěťová elektroda, která alespoň částečně omezuje bezprostředně prostupní štěrbinu, a druhá elektroda je protielektroda, která leží na nižším potenciálu než vysokonapěťová elektroda, zvláště na zemním potenciálu, a mezi níž a prostupní štěrbinou probíhá isolační vrstva.

Uspořádání elektrod tohoto druhu se může označit jako vícevrstvová elektroda.

V oblasti stříkání barev v elektrostatickém poli jsou známá různá stříkací zařízení, u nichž se barvivo rozprašuje elektrostaticky nebo stlačeným vzduchem, nebo, má-li stříkací zařízení otáčivou hlavici, odstředivou silou nebo elektrostatickou silou. Známá zařízení pro stříkání barev se mohou vyrábět z kovu nebo umělé hmoty.

U stříkacích zařízení s kovovou otáčivou hlavicí se předpokládá na kovovém kotouči ostře vytvořená stříkací hrana, která je zapojena na vysokonapěťový proudový zdroj, přičemž druhý pól proudového zdroje je uzemněn, Otáčející se kovový kotouč má proti zemi značný potenciál (50 až 150 kV). Předmět určený k pokrytí, který je rovněž uzemněn, je uložen ve vzdálenosti 250 až 400 mm před přístrojem, takže mezi tímto a předmětem určeným k pokrytí je velmi silné elektrické silové půle. Síla pole roste v důsledku špičkového účinku velmi silně na ostré hraně stříhacího kotouče ц může dosáhnout dokonce hodnoty, která překročí průraznou pevnost vzduchu, takže náboj z hrany, doprovázený světelným jevem, unikne do vzduchu.

U otáčivé hlavice, u které je stříkací kotouč z umělé hmoty, tvoří barvivo samo vodící nebo polovodiči vrstvu, na které spočívá vysoké napětí. U stříkacího kotouče z umělé hmoty je, žvlášť když je odpor barviva velký, síla pole na stříkací hraně menší, takže je též menší účinnost rozprašování.

Známé jsou též přístroje pro stříkání barvy s otáčivou hlavicí, která se otáčí velmi velkou . rychlostí. Zde vzniká rozprašoní výlučně působením odstředivé síly a barvivo se nanáší nepřímo dodatečně.

Jiné zařízení pro stříkání barvy v elektrostatickém poli pracuje s elektrodovým systémem z hlavní elektrody a pomocné elektrody opačného náboje, které jsou uspořádány k nabíjení barviva k tomu požadovanou elektrickou silou pole při vytvoření prostupní štěrbiny blízko u sebe. Další vý214883 voj tohoto systému pracuje s elektrodami působícími podobně jako kondensátor, z nichž jedna elektroda je vysokonapěťovou elektrodou, se kterou se barvivo dostává vodivě do styku, a druhá elektroda je uzemněnou protielektrodou, která je izolována vůči barvivu pevnou isolační vrstvou. Pro malý odstup mezi elektrodami se může u tohoto systému dosáhnout · velmi vysoké intenzity pole i při malém napětí, takže se může dosáhnout malým provozním napětím vysokého nabití barviva.

Posledně zmíněné zařízení pro stříkání barvy se používá dosud u vzduchových rozprašovacích systémů. _ Vzduchovým ' rozprašováním dostane totiž mlha barviva charakteristickou počáteční rychlost a směr toku a přivede se do blízkosti potahovaného předmětu, kde již postačí vlastní náboj částic barviva, aby je srazil na povrch předmětu.

U zařízení pro stříkání barvy elektrosystémem působícím podobně jako katoda dostane mlha barviva poměrně vysoký vlastní _; náboj. Elektricky nabitá mlha barviva je proto přitahována každým tělesem ležícím na zemním potenciálu, a tím také protielektrodou ; na vnější straně zařízení. Zvláště ' když se děje rozprašování ; v podstatě účinkem elektrostatických sil a mlha barviva opouští stříkací zařízení jen ; malou rychlostí, přitahuje protielektroda mlhu barviva silně, takže se ; část barviva sráží na isolační vrstvě protielektrody a na vnější straně přístroje, což vede k odpovídajícím ; nákladům na čištění a ke značné ztrátě barviva.

Proti tomu tvoří vynález elektrostatické zařízení pro stříkání barvy s elektrodovým systémem působícím podobně jako kondensátor, vytvořeným způsobem uvedeným v úvodu, u kterého se dosahuje při vysokém stupni účinnosti rozprašování pokud možno vysokého nabíjení částic barviva při malém napětí a zabraňuje se usazování barviva na zařízení vlivem protielektrody.

Podstata zařízení pro stříkání barvy podle vynálezu spočívá v tom, že protielektroda probíhá uzavřena mezi vysokonapěťovou elektrodou a druhou, od protielektrody izolovaně uspořádanou vysokonapěťovou elektrodou, přičemž prostupní štěrbina je vytvořena v otáčecí hlavici. ; S podstatou vynálezu souvisí několik dalších význaků. Obě vysokonapěťové elektrody jsou zakryty izolační látkou k vnější straně zařízení. Prostupní štěrbina je vytvořena ; ve dvou provedeních. U jednoho provedení je vytvořena v kotoučové otáčecí hlavici jako radiální ; štěrbina mezi kotoučovými elektrodami, přičemž ; protielektroda a druhá vysokonapěťové elektroda jsou uspořádány na axiální vnější čelní straně otáčivé hlavice. V druhém provedení je prostupní štěrbina vytvořena ve zvonovité otáčivé hlavici jako axiální štěrbina mezi dutými válcovými elektrodami, přičemž protielektroda a druhá vysokonapěťové elektroda jsou uspořádány na radiální vnější straně ; otáčivé hlavice. Jedna z vně ležících vysokonapěťových elektrod je prodloužena navenek do vysokonapěťové elektrody, zalité do izolační látky ve formě lopatkového věnce. Mezi druhou dutou válcovou vysokonapěťovou elektrodou a dutou válcovou protielektrodou je vytvořen přívodní kanál rozprašovacího vzduchu, ; přičemž první vysokonapěťová elektroda je vedena uvnitř protielektrody v rozšířeném otvoru a mezi první vysokonapěťovou elektrodou a stěnou rozšířeného otvoru je vytvořena prostupní štěrbina ve formě prstencové štěrbiny.

Takovýmto systémem vícevrstvové elektrody, u ; kterého jsou dvě vně ležící vysokonapěťové elektrody, mezi nimiž je uspořádána protielektroda ; spolupůsobící s jednou vysokonapěťovou elektrodou podobně jako kondensátor, je tato k vnější ; straně zařízení stíněna vysokonapěťovou elektrodou, takže nevytváří navenek žádné silové pole • a mlha barviva není proto přitahována na vnější stranu zařízení. I u elektrodového systému podle vynálezu teče barvivo mezi zvlášť uzemněnou protielektrodou a jednou vysokonapěťovou elektrodou probíhající k této v podstatě stejném odstupu, přičemž; se dostává s touto vysokonapěťovou elektrodou do vodivého kontaktu alespoň na jedné části její délky, zvláště ve vstupní části prostupní štěrbiny. Tím jsou též u elektrodového systému podle vynálezu zachovány výhody výše uvedeného elektrodového systému kondensátorového druhu, zajistit malým napětím velký náboj pro barvivo. Tím se současně zabrání jiskrovému výboji na ostrých hranách úsťových částí zařízení.

Tím je též možné zakrýt, bez újmy na účinnosti, vysokonapěťovou elektrodu ležící na vnější straně zařízení nebo vysokonapěťové elektrody k vnější straně zařízení isolační látkou, takže není žádné nebezpečí dotyku. Podle zvláštní prováděcí formy se s výhodou odstíní celkový nabíjecí systém barviva od jedné nebo obou vysokonapěťových elektrod, takže výhradně jedna nebo obě vysokonapěťové elektrody vytvářejí silové pole neovlivněné opačnými potenciály nabíjecího systému k uzemněnému potahovanému předmětu.

Řešení podle vynálezu je zvláště výhodné pro zařízení pro stříkání barvy s otáčející se stříkací hlavicí, zvláště když se tato ; otáčí vysokou rychlostí. Aniž by se ovlivnila účinnost, může se přitom vytvořit ostrá stříkací hrana z ; izolačního materiálu, takže nevzniká nebezpečí jiskrového výboje. Přitom se může použít elektrostatického rozprašování ; nebo rozprašování odstředivou silou.

V obou uvedených řešeních může být uspořádání elektrod ležících na ; jedné straně prostupní drážky pevné, zatímco jen druhé u214883 spořádání elektrod se otáčí. Přednost se však dává tomu, aby se otočně pohánělo celkové uspořádání elektrod ze dvou vysokonapěťových elektrod s mezilehlou protielektrodou, přičemž jednotlivé elektrody jsou upraveny na odpovídajícím způsobem izolovaném hřídeli, u kterého se mohou vytvořit elektrické přípoje kluznými kontakty.

V dalším výhodném vybavení zařízení pro stříkání barvy s otáčivou hlavicí může být jedna z vně ležících vysokonapěťových elektrod blízko úsťové štěrbiny otáčivé hlavice prodloužena do lopatkového věnce vytvořeného iako vysokonapěťová elektroda uložená v izolačním materiálu. Tím se přivede vzduchový proud z okolního vduchu ke stříkací hraně otáčivé hlavice, čímž se může zvýšit dodávka mlhy barviva k potahovanému předmětu a rovněž také zlepšit rozprašování.

I když se toto vybavení zdá možným též pro kotoučovou otáčivou hlavici, přičemž je pak lopatkový věnec přednostně uspořádán jako radiální lopatkový věnec na straně otáčivé hlavice -odvrácené od potahovaného předmětu, hodí se pro toto vybavení - obzvlášť zvonovitá otáčivá hlavice, u které je pak lopatkový věnec usazen jako axiální lopatkový věnec na radiální vnější straně otáčivé hlavice.

V dalším alternativním provedení vynálezu je též možné použít elektrodový systém u běžných stříkacích hlavic, u kterých se děje rozprašování rozprašovacím vzduchem přiváděným ke stříkacímu ústí. K tomu může probíhat mezi druhou a dutě válcovitě vytvořenou vysokonapěťovou elektrodou a dutou válcovitou protielektrodou prstencový přiváděči kanál rozprašovacího vzduchu. První vysokonapěťová elektroda je přitom usazena uvnitř duté protielektrody v rozšířeném vývrtu vytvořeném v jejím izolačním materiálu, s ' jehož stěnou tato vysokonapěťová elektroda tvoří prostupní štěrbinu pro barvivo ve formě prstencové štěrbiny.

Obě vysokonapěťové elektrody mohou spočívat v podstatě na tomtéž vysokonapěťovém potenciálu. Může být ale též účelné, položit k ovlivnění stříkaného vzoru jednu vysokonapěťovou elektrodu na poteciál odchylný od potenciálu druhé vysokonapěťové elektrody.

Tyto a další znaky a výhody vynálezu jsou zřejmé z následujícího popisu přednostních příkladů provedení a výkresů. Na výkresech je znázorněno na obr. 1 kotoučová otáčivá hlavice v axiálním řezu, obr. 2 část zvonovité otáčivé hlavice v axiálním řezu, obr. 3 vybavení otáčivé hlavice z obr. 2, obr. 4 další vybavení otáčivé hlavice z obr. 2, obr. 5 detailní řez lopatkovým věncem z obr. 4 podle čáry A—A a na obr. 6 stříkací zařízení ve formě ruční stříkací pistole, u které se děje rozprašování barviva přívodem stlačeného vzduchu.

Zařízení pro stříkání barvy podle obr. 1 s kotoučovou otočnou hlavicí má vícevrstvý elektrodový systém . ze tří kruhovitých elektrod, které v podstatě 'probíhají k sobě paralelně. Na jedné straně prostupní štěrbiny pro barvivo, vytvořené jako radiální štěrbina 22, probíhá první vysokonapěťová elektroda 2, která tuto bezprostředně omezuje na radiální vnitřní části štěrbiny 22, takže se zde dostává barvivo elektricky vodivě do kontaktu s vysokonapěťovou elektrodou 2. Na radiální vnější části štěrbiny 22 je vysokonapěťová elektroda 2 zakryta vůči štěrbině vrstvou izolační látky 21, která zakrývá i vnější stranu této elektrody 2 a tvoří u ústí štěrbiny stříkací hranu. Na druhé axiální straně štěrbiny 22 probíhá, odděleně od této tenkou izolační vrstvou, uzemněná protielektroda 5, na kterou se napojuje axiálně vně, při mezizapojení izolační vrstvy, druhá vysokonapěťová elektroda 3, která je k vnější straně otáčivé - hlavice '26 úplně zakryta další izolační vrstvou. Tyto tři elektrody 2, 3 a 5 jsou tím úplně zality v izolační hmotě až na uvedenou část elektrody. Z izolační látky, která obaluje elektrody 3 a 5, je vytvořena další stříkací hrana na stříkacím ústí štěrbiny 22.

První vysokonapěťová elektroda 2 přechází na hřídeli otáčivé hlavy do vedeni ve formě kovové trubky 6, která je zamontována do hřídele ' otáčejícího otáčivou hlavicí. - Ve středu hřídele je - uložena kovová tyč 7, která je vodivě spojena s uzemněnou elektrodou 5. Kovová trubka 6 a kovová tyč 7 jsou vzájemně a navenek izolovány izolačními vrstvami 8 a vyvedeny ' na plášti hřídele 10, poháněné motorem 11, ve formě kovových kroužků, které spolupůsobí s kluznými kontakty, takže uzemněná elektroda 5 leží na zemním potenciálu a vysokonapěťová elektroda 2 na vysokonapěťovém potenciálu z napěťového zdroje 4.

Druhá vysokonapěťová elektroda je elektricky vodivě spojena přes pružinu kontaktu -9 s první vysokonapěťovou elektrodou -2. Pružina kontaktu probíhá přiměřeně - - izolována dírou 32 velkého průměru provedenou v uzemněné protielektrodě 5.

Nabíjení barviva se děje ve štěrbině 22 spolupůsobením obou elektrod 2 a 5, zatímco druhá vysokonapěťová elektroda 3 vykonává na nabitou mlhu barviva jen vodicí účinek. Barvivo se dopravuje z nádrže barviva 13 pomocí čerpadla 14 potrubím 15 do misky 16, odkud vstupuje děrami 17 do štěbiny 22 mezi elektrodami 2 a 5.

Zde proudí barvivo pod ' účinkem odstředivé síly radiálně vně a dostane se v radiální vnitřní části štěrbiny 22 do bezprostředního vodivého kontaktu s vysokonapěťovou elektrodou 2, takže se elektricky nabije. Nabité barvivo se silně komprimuje tažným účinkem protiležící a opačně polované uzemněné protielektrody 5. Při proudění ven se barvivo oddělí od vysokonapěťové elektrody 2, přičemž se však zachová protielektrodou 5 vysoká hustota náboje. Toto se u

214 ' 8 В 3 volní teprve tehdy, když - barvivo - - vyteklo přes·- - protielektrodu - 6 ven - a dospělo k vnějším * stříkacím- hranám otáčivé hlavy 26. Zde uvolněný náboj - a odstředivá - síla vedou k rozprašování barviva - a - jeho dopravě - k potahovanému uzemněnému - předmětu 35. * Toto sě - podporuje - vysokonapěťovými elektrodami 2 'a - 3, které leží na témže vysokonapěťovém potenciálu.

U příkladu provedení - podle obr. 2 - je -otáčivá- hlavice- 27 utvořena - zvonovitě. Zde - leží první vysokonapěťová elektroda 2 na radiální vnitřní straně prostupní štěrbiny pro barvivo, - vytvořené jako axiální štěrbina 22, zatímco uzemněná - protielektroda 5 - a - ji - stínící druhá - vysokonapěťová - elektroda 3 probíhají na radiálně vnější straně - štěrbiny - 22 vhodně zality- v izolační - látce. Obě vysokonapěťová elektrody - 2 - a - 3 jsou v neznázorněném elektrický- - vodivém - spojení. Vnitrní - vysokonapěťová - elektroda 2 je vodivě spojena s vysokonapěťbvým generátorem -4. Uzemněná protielektroda- 5 - probíhající mezi - vysokonapěťovými * elektrodami - - 2 - a 3 - je - zapojena přes pružinu - kontaktu - 30, která - probíhá v - izolaci 31 dírou v žebru spojujícím obě vysokonapěťové elektrody, na - zemní potenciál.

Barvivo teče do vstupní misky 16 vytvořené - u zařízení - a - odtud^; odpovídajícími děrami - do štěrbiny 22 - mezi vysokonapěťovou elektrodou 2- - a protielektrodou 5. Ve štěrbině - 22 proudí - barvivo - až - ke stříkací hraně zvonu a nabíjí se - elektricky mezi - elektrodami 2 a - 5 již - - popsaným - způsobem. Též rozprašování se - děje - - jako v - příkladu - provedení podle obr. 1. Rozprášené barvivo se - odráží od vnější vysokonapěťové elektrody - 3 a je řízeno ve směru - k potahovanému - předmětu.

U - této - formy provedení - jsou - elektrody zality - v izolační - látce - jak - vzájemně - tak i k okolí až na úsek vysokonapěťové elektrody 2{ ·. léžící u - axiální - vnitřní části štěrbiny 23, se - kterým - přichází - protékající - barvivo do bezprostředního - dotykového - kontaktu. Zvon je - poháněn z motoru -11 * hřídelí 10. Barvivo se · dopravuje - z - nádrže - barviva 13 čerpadlem 14 ke zvonu otáčivé hlavice. Provozní napětí vysokonapěťových elektrod - se - generuje přes odpovídající kluzné kontakty vysokonapěťovým generátorem 4.

Forma provedení podle obr. 3 odpovídá v podstatě formě na obr. 2, avšak radiální vnější vysokonapěťová elektroda 3 je poblíž stříkací hrany radiálně navenek prodloužena kruhovým deskovitým žebrem - 3a, které je rovněž zalito v izolační - látce.

Forma provedení podle obr. 4 odpovídá v podstatě rovněž formě na obr. 2, přičemž však radiálně vně ležící vysokonapěťové elektrodě 3 odstává radiálně navenek elektricky vodivé žebro 3b, ležící rovněž na vysokonapěťovém potenciálu, které je zalito v izolační látce a tvoří axiální lopatkový věnec 28.

Obr. - 5 uvádí řez lopatkovým věncem 28 z obr. 4 podle čáry řezu A—A, probíhající paralelně k ose otáčivé - hlavice 27. Lopatkami se pohybuje okolní vzduch ke stříkací hraně otáčivé hlavice 27, takže se zvýší dodávka rozprašované mlhy - barviva k předmětu 35.

Forma provedení podle obr. 6 odpovídá až na použitý elektrodový systém - v - konstrukci obvyklé ruční stříkací - pistoli. V přední části centrálního přívodního kanálu - 25, ohraničeného izolační - látkou 8, pro barvivo je provedena rozšířená díra 29, ve které probíhá koaxiálně první vysokonapěťová elektroda 2, takže mezi elektrodou 2 a - vnějším - ohraničením díry - 29 vzniká prstencová prostupní štěrbina 24 pro barvivo. Okolo vrstvy izolační látky, ve které je vytvořena štěrbina 24, probíhá uzemněná protielektroda 5, která je trubkovitá a je uzemněna přes rukojeť zařízení. Okolo protielektrody 5je proveden prstencový přívodní kanál 18 pro rozprašovací vzduch.

Do. izolační látky ohraničující přívodní kanál 1B zvenčí je zalita druhá vysokonapěťová elektroda 3, kterou je celý nabíjecí systém stříkacího zařízení odstíněn navenek. Druhou vysokonapěťovou elektrodou 3- se odráží barvivo vystupující ze zařízení a - rozprašované - stlačeným vzduchem a je - řízeno k - pokrývanému uzemněnému předmětu 35.

Claims (6)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1.- Zařízení pro stříkání barvy v elektrostatickém - poli, - obsahující prostupní štěrbinu barviva mezi dvěma elektrodami - probíhajícími alespoň část dráhy vzájemně ve stejné vzdálenosti, z nichž jedna - elektroda je - vysokonapěťová elektroda, která alespoň částečně - omezuje bezprostředně prostupní štěrbinu, a - druhá elektroda je protielektroda, která leží na - nižším potenciálu, - než vysokonapěťová elektroda, zejména na zemním potenciálu, a mezi - níž - a prostupní - štěrbinou probíhá vrstva z - izolační látky, vyznačující se tím, - že protielektroda (5) - je uzavřena mezi-vysokonapěťovou - elektrodou (2) a dru hou, - od protielektrody [5] izolovaně uspořádanou, vysokonapěťovou elektrodou [3], přičemž prostupní štěrbina - je vytvořena votáčecí - hlavici (20, 27).
2. 2. Zařízení pro stříkání barvy podle bodu 1, vyznačující se tím, že obě vysokonapěťové elektrody (2, 3) jsou zakryty izolační látkou (21) k vnější straně zařízení.
3. 3. Zařízení pro stříkání - barvy podle bodů 1, 2, vyznačující se tím, že prostupní štěbina je vytvořena v kotoučové otáčecí hlavici (2θ) jako radiáln - štěrbina (22 - - mez i kotoučovými elektrodami (2, - 3, 5), přičemž protielektroda - (5) a druhá vysokonapěťová elektroda (3) jsou uspořádány na axiální vnější čelní straně otáčivé hlavice (26).
4. 4. Zařízení pro stříkání barvy podle bodů 1, 2 vyznačující se tím, že prostupní štěrbina je vytvořena ve zvonovité otáčivé hlavici (27) jako axiální štěrbina (23) mezi dutými válcovými elektrodami (2, 3, 5), přičemž protielektroda (5) a druhá vysokonapěťová elektroda (3) jsou uspořádány na radiální vnější otáčivé hlavici (26).
5. 5. Zařízení pro stříkání barvy podle bodů 3, 4, vyznačující se tím, že jedna z vně ležících vysokonapěťových elektrod (2, 3) je prodloužena navenek do vysokonapěťové elektrody (3b), zalité do izolační látky ve formě lopatkového věnce (28).
6. 6. Zařízení pro stříkání barvy podle bodů 1, 2, vyznačující se tím, že mezi druhou dutou válcovou vysokonapěťovou elektrodou (3) a dutou válcovou protielektrodou (5) je vytvořen přívodní kanál rozprašovacího vzduchu (25), přičemž první vysokonapěťová elektroda (2) je vedena uvnitř protielektrody (5) v rozšířeném otvoru (29) a mezi první vysokonapěiovou elektrodou (2) a stěnou rozšířeného otvoru (29) je vytvořena prostupní štěrbina ve formě prstencové štěrbiny (24).