DE2207310A1

DE2207310A1 - Elektrostatische Sprühvorrichtung

Info

Publication number: DE2207310A1
Application number: DE19722207310
Authority: DE
Inventors: James Edward Indianapolis Ind Sickles (V St A) P
Original assignee: Ransburg Corp
Current assignee: Ransburg Corp
Priority date: 1971-02-22
Filing date: 1972-02-17
Publication date: 1972-08-31
Also published as: BE775907A; SE389452B; CH545658A; CA960032A; AU3542771A; FR2127514A5; US3698635A; AU449836B2; DE7205829U; NL7201573A; GB1376637A; IT942921B

Description

I¹ATEUTAMVVSUTe

DR. E. WIEGAND DlPL-IMG. VV. NIEMANN 2207310

DR. M. KÖHLER DIPL.-ING. C. GERNHARDT

MÜNCHEN KAMBURG

TELfFON: 395314 2000 H AMB U RG 50, ä% Zi t

TELEGRAMME: KAEPATEHT KONIGSTRASS E 23

24 997/71 20/Ja

Bansburg Electro-Coating Corp.
Indianapolis, Indiana (V.St.JU )

Elektrostatische Sprühvorrichtung.:

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine elektrostatische Niederspannungssprühvorrichtung, die elektrostatisch geladene Teilchen versprüht, und insbesondere auf eine elektrostatische Niederspannimgs-Sprühvorrichtung, in welcher Flüssigkeitsteilchen gebildet, in eineirj Durchgang der

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Luftstrahl von den Seitenwänden des Durchgangs und einer
Elektrode, die den Seitenwänden des Durchgangs zusammenarbeitend zugeordnet ist, weggerichtet werden.

Die elektrostatische Sprühvorrichtung gemäß der Erfindung ist primär für die Verwendung beim elektrostatischen
Anbringen bzw. Aufbringen von Flüssigkeitsteilchen auf die Flächen von Objekten oder Gegenständen auf einem teilchenanziehenden Potential vorgesehen, uei dadurch Flächen mit einer Schicht aus Flüssigkeitsteilchen zu schaffen und voraugs-

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weise, um einen im \Vei3 entlichen gleichförmigen "bzw. kontinuierlichen Film des Überzugs aus Flüssigkeitsteilchen zu schaffen.

Verschiedene Systeme sind im Handel erhältlich, welche elektrostatische Prinzipien anwenden, um beim Absetzen bzw. Niederschlagen von Plüssigkeitsteilchen auf einem zu überziehenden Gegenstand zu helfen. Diese Systeme unterscheiden sich in verschiedenen Hinsichten voneinander, und zwar hinsichtlich der Mittel und Verfahren, die verwendet werden, um die Flüssigkeitsteilchen zu zerstäuben und die zerstäubten Flüssigkeitsteilchen elektrostatisch zu laden.

Ein erstes elektrostatisches Sprühsystem ist als das Ransburg-Verfahren Nr. 1 bekannt, welches eine bekannte Luftzerstäubungs-Sprühpistole au3 Metall verwendet, um ungeladene Flüssigkeit3teilchen zu bilden. Ein getrenntes Gitter aus hochgeladenen Drähten wird eingesetzt, um den zerstäubten Flüssigkeitsteilchen eine elektrostatische Ladung zu erteilen. In diesem System ist ein elektrisches PeId einer hohen Intensität zwischen dem Gitter der geladenen Drähte und der Fläche des zu überziehenden Gegenstandes vorhanden. Das elektrische Feld erzeugt eine Vielheit von atmosphärischen Ionen der gleichen elektrischen Polarität wie derjenigen des Gitters. Die atmosphärischen Ionen werden in Richtung auf die Fläche des Gegenstandes auf Erdpotential gerichtet. Die Flüssigkeitsteilchen werden durch die Sprühpistole gebildet und in die Ionenwolke hineingebracht bzw. - bewegt, wo sie durch Ionenbombardement elektrostatisch geladen werden. Die geladenen Flüssigkeitsteilchen werden in Richtung auf die Fläche des Gegenstandes im Ansprechen auf die Einwirkung der durch die Flüssigkeitsteilchen getragenen Ladung, des elektrischen Feldes und der geerdeten Fläche des Gegenstandes angezogen und auf der Fläche abgesetzt.

Es besteht eine Zahl von anderen Systemen, welche dem Ransburg-Verfahren Nr. 1 insofern ähnlich sind, daß das elektrostatische Laden des Flüssigkeitsteilchen durch lonen-

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"bombardement erreicht wird. Die Systeme mit era ehe id en sich voneinander im Hinblick auf die .Anordnung bzw. Stellung der lonisierelektrode in Bezug zu der die Flüssigkeitsteilchen bildenden Einrichtung und zu der Fläche des zu überziehenden Gegenstandes.

In einem anderen System, dem liansburg-Verfahren Nr. 2, wird ein HochspanmmgnauaetEf eld und elektrisches Ladefeld zwischen der Fläche des zu überziehenden Gegenstandes und einem freigelegten Körper des Flüssigkeitsmateriala eingerichtet, der an einem Zerstäuber gebildet ist, der einen extrem dünnen Kantenteil aufweist. Der freigelegte Körper des Flüssigkeitsmaterials ist so gebildet, daß er gemeinsam mit dem verlängerten dünnen Kantenteil des Zerstäubers ausgreifend oder sich ausdehnend angeordnet ist. Dan elektrische Feld hat einen hohen Gradienten an der verlängerten Kante der Flüssigkeit. Das elektrische Feld bildet die verlängerte Kante der Flüssigkeit in eine Zahl von Flüssigkeitsenden oder -Kuppen um, welche nach außen gerichtet vorstehen. Jedes dieser Enden ist hoch geladen und daher ist eine starke elektrische Stoßkraft zwischen dem Hauptflüssigkeitskörper und der Flüssigkeit an den Enden vorhanden. Umgekehrt ist eine starke elektrische Anseihungswirkimg zwischen der Flüssigkeit an den Enden und der Fläche des Gegenstandes vorhanden, der sich auf einem ein Teilchen anziehenden Potential befindet. Daher wird einem kleinen Teil der Flüssigkeit an jedem der Enden dabei geholfen, den Kräften der Oberflächenspannung der Flüssigkeit zu entkommen. Der kleine Teil der Flüssigkeit wird in das elektrische Feld als ein hochgeladenes Teilchen hineingezogen, das auf der Fläche des Gegenstandes, welcher sich auf einem ein Teilchen anziehenden Potential befindet, abzusetzen ist.

Ein weiteres System zum elektrostatischen Laden von Flüssigkeitsteilchen weist eine Sprühpistole auf, die im wesentlichen aus dielektrischem Material hergestellt ist, und verwendet eine drahtähnliche Elektrode, die von einer

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Flüssigkeitsöffnung hervorsteht. Die Elektrode lädt durch luft zerstäubte Teilchen durch Bombardement mit atmosphärischen Ionen auf, die an der Spitze der Elektrode erzeugt werden. Die atmosphärischen Ionen sind in der unmittelbaren Nähe der spitze der Elektrode konzentriert. Das Ionenbombardement der zerstäubten Flüssigkeitsteilchen lädt die Flussigkeitsteilchen noch vollständiger auf. Die drahtähnliche Elektrode schafft außerdem ein elektrostatisches Feld, welches sich von seiner Sptize zu der Fläche des Objektes oder Gegenstandes, der bzw. das zu überziehen ist, erstreckt. Das elektrostatische Feld hilft beim Fördern oder Vorantreiben des Absetzens der geladenen Flüssigkeitsteilchen auf der Fläche des Objektes oder Gegenstandes. Um die notwendigen atmosphärischen Ionen zu erzeugen, ist die drahtähnlichte Elektrode mit einer Gleichspannungsquelle verbunden, die in der Lage ist, eine unbelastete Ausgangsspannung von bis zu ungefähr 65 kV bei einem Kurzschlußstrom an der Elektrode von bis zu ungefähr 225 Mikroampere zu liefern. Es ist offensichtlich, daß die Spannungen einer solchen Größe Sicherheitsprobleme erzeugen. Weiterhin ist die Spannungsquelle, die notwendig ist, um solche hohe Spannungen zu erzeugen, sperrig und teuer. In dem Fall, daß die elektrostatische Sprühvorrichtung von Hand zu bedienen ist, ist das Spannungskabel, das notwendig ist, um der Vorrichtung derartig hohe Spannungen zu liefern, steif und schwer und verhindert oder behindert demgemäß die freie Handhabung der Sprühvorrichtung und bewirkt Ermüdung der Bedienungsperson. Jede der oben genannten elektrostatischen Einrichtungen und Systeme hat ein hohen Grad des technologischen und wirtschaftlichen Erfolges erreicht. Jede der Einrichtungen verwendet eine Spannung hoher Größe, jede Einrichtung unterscheidet sich von den anderen Einrichtungen in der Größe der Ladung, die den Flüssigkeitsteilchen erteilt wird, jede Einrichtung unterscheidet sich von den anderen Einrichtungen in den Arten der Flüssigkeitsmaterialien, die von jeder der

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Einrichtungen v/irtschaftlich versprüht werden können, und jede Einrichtung unterscheidet sich von den anderen Einrichtungen in der allgemeinen Größe, dein Gewicht und der .Anpassungsmöglichkeit an einen speziellen Verwendungszweck.

Es ist daher ein Wunschziel, eine elektrostatische Sprühvorrichtung zu haben, die eine weite Vielfalt von unterschiedlichen Typen von Flüssigkeitsmaterialien ohne Rücksicht auf physikalische und elektrische Charakteristiken derartiger Flüssigkeitsmaterialien versprüht; die leicht im Gewicht und leicht zu manövrieren ist; die die Bedienungsperson keinen gefährlichen Schocks oder Schlagen oder Entladung zu geerdeten Flächen während des Arbeitens ausgesetzt; die Teilchen von solcher Größe "bildet, daß sie eine hohe Ladung im Vergleich za der Masse der Teilchen aufweisen, so daß das elektrostatische Absetzen mit einer relativ hohen Wirtschaftlichkeit stattfindet. Gewöhnlich sind Flüssigkeitsteilchen, die ein hohes Ladungs-Masse-Verhältnis aufweisen, leichter an eine Fläche anzuziehen und auf einer Fläche eines Gegenstandes abzusetzen, der ein anziehendes Potential aufweist, als Flüssigkeitsteilchen, die ein nied-, riges Ladungs-Masse-Verhältnis aufweisen. Daher ist in den meisten Fällen die Zusammensetzung des Flüssigkeitsmaterial und ihre Dichte durch den vorgesehenen Verwendungszweck des Flüssigkeitsmaterials festgelegt. Für ein Teilchen gegebener Größe und Dichte ist das Maximieren des Ladungs-Masso-Verhältnis des Teilchens eine Frage der Maximierung der durch das Teilchen getragenen Ladung. Es ist daher im höchsten Maße erwünscht, eine Sprühvorrichtung zu schaffen, die die Fähigkeit der Erzeugung hoch geladener Teilchen besitzt, während sie die anderen erwünschten Charakteristiken aufweist.

Gemäß der Erfindung ist eine elektrostatische Sprühvorrichtung mit einer relativ neidrigen Spannung geschaffen, die in der Lage ist, zerstäubten Flüssigkeitsteilchen sehr hohe elektrostatische Ladungen zu erteilen. Die Sprüheinrichtung besitzt eine nichtionisierende Elektrode, die in-

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nerhalb und im Abstand von dem Ende eines Durchgangs angeordnet ist, der innerhalb einer Büchse, eines Laufes odor einer Trommel gebildet ist. Innerhalb des Durchgänge und in unmittelbarer Nähe zur Elektrode ist das Ende einer Flüssigkeitszufuhr angeordnet. Eine Einrichtung zum Anlegen eines elektrischen Feldes von hoher Intensität ist zwischen dem Ende der Flussigkeitszulieferung und der Elektrode geschaltet. Die Seitenwände bzw. Seitenwandung des Durchgangs, mit Ausnahme des Elektrodenteiles, sind bzw«, ist vorzugsweise aus einem dielektrischen Material gefertigt, um dadurch das elektrische Feld an dem Ende der FlussigkeitsZulieferung zu konzentrieren. Die Elektrode und die Seitenwände des Durchganges werden durch einen luftstrom im wesentlichen kontinuierlich freigemacht, welcher die Teilchen aus dem Durchgang herausträgt. Das Freimachen der Elektrode und der Seitenwände des Durchganges mit einem Luftstrom verringert die Zahl derjenigen Flüssigkeitsteilchen bemerkenswert, welche sich sonst an der Elektrode und den Seitenwänden des Durchganges ansammeln wurden. Falls es Flüssigkeitsteilchen gestattet wird, sich bis zu irgend einem bemerkenswerten Grad entweder an der Elektrode oder an den Seitenwänden des Durchganges anzusammeln, könnten sich unerwüns cht große Flüssigkeitströpfchen aus einer derartigen Ansammlung bilden· Das Vorhandensein von unerwünscht großen Tröpfchen in einem Sprühstrahl oder Sprühnebel geladener Flussigkeiteteilchen neigt dazu den Überzug, der gewöhnlich an oder auf der Fläche eines Gegenstandes oder Objektes erwünscht ist, zu verschlechtern und wird das Ladungs-Hasse-Verhältnis, das an derartigen Teilchen erzeugt wird» gleichfalls verringern· Zusätzlich gestattet das Anordnen der Elektrode In unmittelbar« barer Nähe zum Ende der Flüssigkeitszulieferung und auf einem von dem Potential der Elektrode unterschiedlichen Potential und das Bilden der Seitenwände des Durchganges hauptsächlich aus einem die elektrischen Material die Verwendung einer Niederspannungsquelle, um ein Feld

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hoher Intensität an dem Ende oder den Enden zu erzeugen, das oder die an der Fläche des Flüssigkeitsstromes gebildet ist oder sind.

Der elektrische Gradient, der so hoch ist, wie er praktikabel ist, der zwischen der Elektrode und den Enden des Flüssigkeitsstromes in dem Durchgang aufrechterhalten ist, erzeugt ein elektrostatisches Feld von hoher Intensität an Jedem Ende. Die Flüssigkeitsteilchen, die aus den Flüssigkeitsenden gebildet werden, besitzen eine hohe Ladung und werden von der Sprüheinrichtung durch den Luftstrahl vorbewegt und von den Flächen der Objekte oder Gegenstände, die auf einem ein Teilchen anziehenden Potential gehalten werden, angezogen. Der Luftstrahl hilft außerdem vorzugsweise bei der Zerstäubung von Teilchen aus den Flüssigkeitsenden in dem Durchgang, v/obei die Flüssigkeitsenden sich innerhalb eines Bereiches von einigen wenigen Zehntausendstel eines Inches oder weniger von der Elektrode befinden. Die Sprüheinrichtung hat keine freigelegte oder äußere metallische Elektrode, wodurch die Möglichkeit der Berührung der metallischen Elektrode durch eine Bedienungsperson verringert wird oder das Inberührungsbringen der Elektrode mit Flächen von Gegenständen oder Objekten verringert wird, die geeignet sind, die geladenen Flüssigkeitsteilchen aufzunehmen bzw. zu übernehmen. Die innere Anordnung der Elektrode innerhalb der Sprühvorrichtung erhöht die der Sprühvorrichtung zugehörige Sicherheit.

Gemäß der Erfindung ist außerdem eine elektrostatische Sprühvorrichtung geschaffen, welche Gleichstromeingangsspannungen an die Elektrode von ungefähr 10 kV oder weniger und vorzugsweise ungefähr 7 kV oder weniger und einen niedrigen Wert von Eingangsströmen von ungefähr 20 Microampere oder weniger und vorzugsweise um 10 bis·5 Mikroampere oder weniger anlegt. Die Verwendung eines niedrigen Eingangs spannun^swertes und eines niedrigen Eingangsstromes

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für die Sprüheinrichtung gestattet eine bemerkenswerte Verringerung in der Größe und im Gewicht der Energiequelle, die verwendet wird, um die erforderliche Feldintensität zu schaffen, um die Flüssigkeitsteilchen ausreichend zu laden. Es wird betont, daß die physikalische Größe der Energiequelle derartig ist, um zu gestatten, daß sie entweder innerhalb des Handgriffs der elektrostatischen Sprühvorrichtung oder an der Person des Bedienenden, falls erwünscht, angeordnet werden kann. Das Anordnen der Energiequelle innerhalb der Sprühvorrichtung oder an der Bedienungsperson erhöht die Tragbarkeit, die Leichtigkeit der Handhabung und die Anv/endbarkeit einer derartigen Einrichtung bemerkenswert. Es wird Jedoch betont, daß, falls die Bedienungsbedingungen und/oder Steuerungen es erfordern, die Energiequelle der Sprühvorrichtung von der Stelle, an welcher das Versprühen vorzunehmen ist, getrennt angeordnet werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt eine scheraatische Darstellung der elektrostatischen Sprühvorrichtung gemäß der Erfindung, innerhalb v/elcher die Energiequelle vorzugsweise angeordnet ist.

Fig. 2 ist eine vergrößerte seitliche Teilquerschnittsansicht des vorderen Endteiles eines Laufes, der vorgesehen ist, um mit der in Fig. 1 gezeigten Sprühvorrichtung verwendet zu werden. Fig. 3 ist eine vergrößerte Seitenansicht, die die

Sprühvorrichtung gemäß Fig. 1 zeigt, die eine das Versprühte umgebende Elektrode aufweist. Fig. 4 ist eine vergrößerte seitliche Teilquerschnittsansicht des vorderen Endes eines Laufes, die eine weitere Ausführungsform einer Sprühvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt. Fig. 1 zeigt eine elektrostatische Sprühvorrichtung

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oder eine elektrostatische Sprühpistole gemäß der Erfindung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. Die Sprühpistole 10 weist eine tubusförmige Einrichtung oder einen Lauf 11, einen Handgriff 12, der von dem Lauf 11 in einem Winkel vorsteht, und einen Trigger 17 auf. Der Handgriff 12 kann eine zweckmäßige batteriebetriebene Gleichstromenergiequelle (nicht gezeigt) aufweisen, die in der Lage ist, bis zu ungefähr 10 kV zu einer metallischen innerhalb des Laufs 11 der Sprühpistole 10 angeordneten Elektrode zu liefern.

Leitungen 13 und 14 stehen von dem unteren Ende des Handgriffs 12 der Sprühpistole 10 hervor. Die Leitung 13 verbindet die Pistole mit einer Luftquelle 15> die in der Lage ist, zweckmäßige Luftvolumina zur Sprühpistole 10 zum Freimachen geladener Teilchen der Flüssigkeit von der Pistole zu liefern. Die Leitung 14 verbindet die Sprühpistole 10 mit einem Behälter 16, der ein flüssiges Material enthält, das zu zerstäuben, zu laden und auf der Fläche eines Objektes oder Gegenstandes abzusetzen ist. Die in dem Behälter 16 enthaltene Flüssigkeit kann beispielsweise eine funktionelle Flüssigkeit sein, die zerstäubt werden kann, wie Farbe, Überzugsmaterial, Lack, Emulsionen od. dgl., die, falls notwendig, mit einem zweckmäßigen leitenden Lösungsmittel oder Mischungen aus Lösungsmitteln, die mit der zu versprühenden Flüssigkeit chemisch verträglich sind, gelöst sind, Bevorzugte Lösungsmittel sind Ketone, Alkohole, Äther u, dgl. Es wird jedoch betont, daß nicht alle die Lösungsmittel in den oben genannten chemischen Gruppen mit allen den genannten flüssigen Materialien chemisch verträglich sind, jedoch enthalten'alle die Gruppen von genannten Lösungsmitteln spezielle Lösungsmittel innerhalb jeder Gruppe, die beispielsweise mit Farbe verträglich sind.

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- ίο -

Der Trigger 17, der durch den Lauf 11 der Sprühpistole 10 schwenkbar getragen ist, regelt die Lieferung von Luft und Flüssigkeit zu der Pistole und die an die metallische Elektrode in irgendeiner zweckmäßigen bekannten Art und Weise angelegte Spannung. Da dieser Regelmechanismus von irgendeiner bekannten Form sein kann, von der viele konventionell verwendet werden, ist zum Zweck der klareren Darstellung des erfinderischen Teils der Sprühpistole 10 dieser Regelmechanismus weggelassen worden. Vorzugsweise sind die freigelegten äußeren Bestandteile der Sprühpistole, wie der Handgriff 12 und der Trigger 17, die aus leitenden Materialien wie aus Metall hergestellt sind, elektrisch geerdet oder an Erde gelegt.

Fig. 2 zeigt eine seitliche vergrößerte Teilquerschnittsansicht des vorderen Endes eines Laufes 11 gemäß der Erfindung. Der Lauf 11 weist einen im wesentlichen tubusförmigen Mantel oder ein tubusförmiges Gehäuse 18 auf, an dem ein nach innen vorstehender radialer Flansch 19 an seinem vordersten Ende einstückig angebracht ist. Der Flansch 19 sieht eine Öffnung 20 vor, durch welche ein Sprühstrahl oder Versprühtes aus elektrostatisch geladenen Flüssigkeitsteilchen (nicht gezeigt) vorbewegt bzw. ausgestoßen wird. Das Gehäuse 18 ist aus irgendeinem zweckmäßigen leitenden Material, wie Metall od. dgl., oder aus irgendeinem dielektrischen Material, wie z.B. Azetalharz und dgl·, hergestellt. Im Falle, daß das Gehäuse aus einem leitenden Material hergestellt ist, wird es bevorzugt geerdet oder an Erde gelegt.

Ein äußerer Tubus oder ein äußeres Rohr 25 und ein inneres Rohr 26 sind innerhalb des Laufes 11 angeordnet. Die Rohre 25 und 26 sind*vorzugsweise konzentrisch und beide aus irgendeinem zweckmäßigen dielektrischen Material hergestellt, welches den den höchsten

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von der Energiequelle geliebten Spannungen zugeordneten Beanspruchungen ohne eiBii begleitenden Durchbruch oder einen Bruch des I-Iaterials widerstehen kann« ■ Ein zweckmäßges isolierendes Material für die Rohre 25 und 26 ist Azetalharz, Epoxy, glasgefülltes Epoxy, glasgefülltes Nylon oder Polyamid u. dgl.

Das Rohr 26 weist an seinem vordersten Ende eine axial bev/egbare "kuppenförmige" Kappe 27 auf. Die Iiappe 27 ist vorzugsweise aus einem dielektrischen Material, wie Azetalharz, hergestellt. Die hintere Fläche 29 der Kappe 27 ist im wesentlichen parallel zu und im Abstand von einem Ende 32 des Rohres 26 angeordnet. Die Fläche 29 und das Ende 32 sind im wesentlichen zu der freigelegten Fläche der metallischen Elektrode/ 31 senkrecht angeordnet. Das Ende 32 des Rohres 26 und die hintere Fläche 29 der Kappe 27 arbeiten zusammen, um eine ringförmige Entladeöffnung zu bilden, durch welche ein Flüssigkeitsstrom austritt. Der Flüssigkeitsstrom strömt durch Anlegen eines ausreichenden Druckes an die Flüssigkeit in dem Behälter 16 in das Gebiet in der Nähe der peripheren Ringkante der hinteren- Fläche 29 der Kappe 27« Durch einen ringförmigen Durchgang 21 sich bewegende Luft, der durch die strukturelle zusammenwirkende Lage gebildet wird, die zwischen dem Rohr 25 und dem Rohr 26 vorhanden ist, hilft mit beim Umformen der Flüssigkeit in zahlreiche Flüssigkeitsenden in der Nähe der radialen Erstreckung der hinteren Fläche 29 der Kappe 27 und trägt die von den Enden her zerstäubte Flüssigkeit durch die Öffnung nach vorn hindurch.

Die Fläche 29 der Kappe 27 ist in Bezug zum Ende 32 vorzugsweise axial bewegbar, um dadurch eine öffnung 30 mit einer veränderlichen ringförmigen Öffnung zu schaffen, um dadurch beim Regeln oder Steuern des Flüssigkeitsflusses aus dem Flüssigkeitsbehälter 16 zu den Flüssigkeitsenden zu helfen. Wie in Fig. 2

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dargestellt, ist der hinteren Fläche 29 der Kappe 27 ein größerer Durchmesser zugeordnet als der Durchmesser des benacbarten Rohres 26« Die Betätigung der Pistole mit derartigen Dimensionen bzw. Abmessungen bewirkt, daß der Umfang der hinteren Fläche 29 der Kappe 27 eine ringförmige Kante 28 schafft, in deren Nähe die Flüssigkeitsenden gebildet werden.

Es ist beobachtet worden, daß der Grad, auf welchen sich die hintere Fläche 29 der Kappe 27 radial über das Ende 32 des Rohres 26 hinauserstreckt, außerdem bedeutsam ist, um die FlUssigkeitsteilchen wirkungsvoll zu laden. Der optimale Unterschied zwischen derartigen Abmessungen hängt unter anderen Dingen von der Verteilung des Strahles der Luft zu dem Zerstäubungsprozeß und dem Widerstand der Flüssigkeit ab, die zu zustäuben und zu laden ist. Beispielsweise erbringen Flüssigkeitsv/iderstände in dem Bereich von ungefähr 1,6 Megaohm-cm bis ungefähr 13 Megaohm-cra mehr Ladung, wenn die hintere Fläche 29 der Kappe 27 eins um ungefähr 5 bis 8 Prozent größere Radialerstreckung als die Radialerstreckung des Endes 32 des Rohres 26 aufweist. Die Erhöhung der Differenz in der Radialabmessung der hinteren Fläche 29 über die Radialabmessung des Endes 32 um ungefähr 10 Prozent oder mehr scheint die Zerstäubungscharakteristiken der Flüssigkeit nicht gefährlich zu beeinflussen, Jedoch wird das Laden der Flüssigkeitspartikel beträchtlich verringert. Es wird betont, daß die Differenzen in der Radialerstreckung sich verändern, wenn die Leitfähigkeit der Flüssigkeit von den oben genannten.Flüssigkeitsfähigkeiten abweicht. Falls beispielsweise der spez. .Viderstand der Flüssigkeit um 1,5 Megaohm-cm oder weniger beträgt, tritt die optimale Ladung der Flüssigkeitsteilchen auf, wenn die radiale Erstreckung der hinteren Fläche 29 der Kappe 27 und die radiale Erstreckung des Endes 32 des

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Rohres 26 im wesentlichen gleich sind.

Eine weitere bedeutende dimensionelle Abhängigkeit ist der Abstand zwischen der Kante 20 der Kappe 27 und der Elektroder· 31 · Der optimale Abstand für gutes Laden der Flüssigkeitsteilchen beträgt um ungefähr 0,025 bis 0,063 cm (0,010 bis 0,025 inch) und vorzugsweise um ungefähr 0,038 bis 0,051 cm (0,015 bis 0,020 inch). Das Vergrößern dieses Abstandes über 0,063 cm (0,025 inch) hinaus verringert die durch die Flüosigkeitsteilchen, die aus dem Lauf 11 abgegeben werden, getragene Ladung bemerkenswert.

Die ringförmige Elektrode 31, die eine axiale Länge auf J^ihft in das Rohr 25, wie in Fig. 2 gezeigt, eingebettet. Die vordere Kante der Elektrode 31 ist benachbart, jedoch nach hinten entfernt, zu der Öffnung 23 des Rohres 25 angeordnet. Die Elektrode'. 31 kann durch einen Strombegrenzungswiderstand 41 eines zweckmäßigen ohmischen Widerstandes mit der Gleichstromenergiequelle 22 verbunden sein.

Der ohmische tfert des Strombegrenzungswiderstandes verändert sich in Abhängigkeit von der Größe der an dem Ausgangsanschluß der Energiequelle erscheinenden Spannung. · Beispielsweise erfordert eine Gleichstromspannungsquelle, die einen Ausgang von ungefähr 4.000 V liefert, einen Strombegrenzungswiderstand, der einen ohmischen Wert von ungefähr 50 bis 60 Megaohm aufweist, um den Kurzschlußstrom auf ungefähr 70 bis 80 Mikroampere zu begrenzen, während eine Quelle, die eine Ausgangsspannung von ungefähr 10 kV liefert, einen Strombegrenzungswiderstand mit einem ohmischen tfert von ungefähr 125 bis 140 Megaohm erfordert, um den Kurzschlußstrom auf ungefähr 70 bis 80 Mikroampere zu begrenzen. Die Energiequelle 22 kann innerhalb der Sprühpistole 10 oder an der Bedienungsperson der Sprühpistole angeordnet werden. Wahlweise kann der Widerstand 41 entfernt angeordnet werden, und die Elektrode 31 'kann mit der Energiequelle 22 direkt verbunden werden. Die Spannung, die der Elektrode 31 durch die Energiequelle 22 geliefert wird, erzeugt ein elektrisches Feld hoher Intensität, die sich

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zwischen der Elektrode 31 und dem Ende der an der ringförmigen Öffnung 30 vorhandenen Flüssigkeit erstreckt, das. der ringförmigen Kante 28 der kuppenförmigen Kappe benachbart ist.

Der Aufbau der Kappe 27 ist bedeutsam. Der Aufbau der Kappe 27 sollte so gewählt v/erden, um das Ausstoßen der FlUssigkeitsteilchen aus der Sprühpistole 10 zu der Fläche des Gegenstandes, der sich auf einem die Teilchen anziehenden Potential befindet, zu verhindern oder beeinträchtigen. Der Aufbau der kuppenförmigen Kappe 27 gestattet, daß die Luft-Flüssigkeitsteilchen-Mischung sich in einen Bereich eines vergrößernden Volumens hinein ausdehnt, um dadurch beim Ausrichten der Flüssigkeitsteilchen von der Elektrode 31 und den Seitenwänden des Rohres 25 weg zu helfen. In der Nähe der Seitenwände des Rohres 25 erscheint ausreichende Turbulenz und Verringerung des Drucks, um die weite Mehrheit der Teilchen daran 2u hindern, sich auf diesen anzusammeln. Die Verringerung des Luftdrucks in der Nähe der Seitenwände des Rohres 25 zieht die meisten der Teilchen, die, falls überhaupt, auf diesen abgesetzt sind, von den Seitenwänden weg, bevor eine gefährliche Ansammlung auf ihnen auftritt.

Der Abstand zwischen der Elektrode 31 und der Kante der Kappe 27 ist ein Bruchteil eines inches. Der Abstand zwischen der Elektrode 31 und der Kante 28 ist vorzugsweise in der Größenordnung von ungefähr 0,051 cm (0,020 inch) oder weniger. Der Abstand zwischen der Elektrode 31 und der äußeren Fläche des Rohres 26 ist vorzugsweise in der Größenordnung von 0,076 cm (0,030 inch). Ein elektrostatisches Feld von ausreichender Stärke, um die Flüssigkeitsteilchen mit einem hohen Ladungs-Masse- Verhältnis zu versehen, erstreckt sich zu den Enden der durch den Strom in der Nähe der Kante 28 gelieferten Flüssigkeit. Das elektrostatische Feld wird vorzugsweise durch eine Gleichstromspannung von ungefähr 10 kV oder weniger erzeugt und

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vorzugsweise werden um 3 bis 7 kV an die Elektrode 31 angelegt, und die Enden des Flüssigkeitsstromes sind durch einen Kopf 2k geerdet, der mit der Flüssigkeitssäule in dem hohlen Innenraum 3^ des Rohres 26 verbunden ist. Der einem Abstand von 0,051 cm (0,020 inch) zwischen der Elektrode/ 31 bei ungefähr 4.000 V und den Enden der Flüssigkeit bei ungefähr Eirdpotential zugeordnete mittlere lineare Spannungsgradient beträgt ungefähr 80 kV/cm (200 kV/inch). Es ist zu sehen, daß die Flüssigkeitsteilchen, die aus den Flüssigkeitsenden in der Nähe der Kante 28 gebildet werden, in einem Bereich von sehr hoher elektrischer Feldstärke gebildet v/erden. Da das die Öffnung 30 bildende Material dielektrisch ist, neigen die elektrischen Feldlinien dazu, an den leitenden Flüssigkeitsenden sich zu verengen bzw. dort konzentriert zu sein, wodurch eine sehr wirkungsvolle Ladung der Flüssigkeitsteilchen erzeugt wird. Die Materialien, die die Öffnung 30 bilden, sollten nichtleitend sein, da andererseits der Ladungswirkungsgrad der Vorrichtung wesentlich verringert wird.

Die in hohem Maße geladenen Flüssigkeitsteilchen, die durch die Öffnung 20 aus der Öffnung 23 herausbewegt werden, werden von den (nicht gezeigten) Flächen der Gegenstände oder Objekte angezogen, die auf einem die Teilchen anziehenden Potential, vorzugsweise Erde oder Erdpotential, gehalten werden.

Die vorgenannten und die folgenden Abmessungen und Parameter sind genannt worden, um die Arbeitsweise des in Fig. 2 gezeigten Laufs mit der in Fig. 1 gezeigten Sprühpistole zu erläutern. Derartige Abmessungen, Dimensionen und Parameter sind nicht zu Zwecken der Begrenzung, sondern lediglich zur Erläuterung genannt worden. Es wird betont, daß die Abmessungen der Bestandteile, die den Lauf bilden, über einen beträchtlichen Bereich in Bezug aufeinander variieren können.

Die Öffnung 20, die in dem Flansch 19 vorgesehen ist,

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hat einen Durchmesser von ungefähr 1,9 cm (0,75 inch). Die Öffnung 23, die in dem Rohr 25 gebildet ist, ist nach hinten im Abstand um ungefähr 0,9 cm (0,35 inch) von der Öffnung 20 angeordnet. Die öffnung 23 hat einen Durchmesser von ungefähr 1,17 cm (0,46 inch). Die kuppenförmige Kappe 27 hat einen Durchmesser von ungefähr 1,07 cm (0,42 inch) an der Kante 28 und eine Verjüngung von ungefähr 30°. Die axiale Länge der Kappe 27 von der hinteren Fläche 29 bis zur vordersten Spitze beträgt ungefähr 0,9 cm (0,36 inch). Das
Rohr 26 hat einen äußeren Durchmesser von ungefähr 1,02 cm (0,4 inch), und sein Ende 32 ist um ungefähr 0,038 cm
(0,015 inch) von der hinteren Fläche 29 der Kappe 27 angeordnet. Entsprechend ist zu sehen, daß die Öffnung 30,
die durch die zusammenwirkende Beziehung bzw. Lage zwischen der hinteren Fläche 29 und dem Ende 32 gebildet ist, eine axiale Weite von ungefähr 0,038 (0,015 inch) aufweist. Die axiale Weite der Öffnung 30 kann, wenn es erwünscht ist,
durch Drehen des mit Gewinde versehenen Endes 33 der Kappe 27 in eine Nabe 35 hinein oder aus dieser heraus verändert werden, die dem Rohr 26 zusammenwirkend zugeordnet ist.

Eine Testflüssigkeit, die im wesentlichen aus ungefähr 1.500 ml aus gekochtem Leinöl, ungefähr 900 ml VM & P-(Varnish Makers & Painters) Naptha, ungefähr 900 ml
η - Butylalkohol und ungefähr 350 ml Methylalkohol besteht, ergibt ungefähr 3,8 1 (ein gallon) einer versprühbaren
Flüssigkeit mit einem spezifischen Widerstand von ungefähr 6,5 Megaohm - cm. Die Testflüssigkeit wird aus der Öffnung

30 mit Strömungsgeschwindigkeiten von ungefähr 150 bis ungefähr 540 ml/min unter Meß- oder Eichdrücken von ungefähr 2,0 bis 2,4 absoluten Atmosphären (20 p.p.sq.inch) fließen gelassen.

Die Gleichstromeingangsspannungen, die an die Elektrode

31 angelegt werden, liegen zwischen 4 kV bis 7 kV und vorzugsweise um 4 kV. Der Eingangsluftdruck zu der Sprühvorrichtung 10 beträgt ungefähr 3,4 Atmosphären ( 35 p.p.sq.inch) bei

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einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 200 l/min (7 cub. ft. p. min.). Der Eingangsstrom, der von dem Erdanschluß der Spannungsquelle zur Erde oder zum Erdpunkt fließt, bewegt sich in einem Bereich von ungefähr 7,8 Mikroampere bei einer Testmittelströmungsgeschwindigkeit von ungefähr 150 ml/min bis zu ungefähr 14,0 Mikroampere bei einer Testmittelströmungsgeschwindigkeit von ungefähr 540 ml/min.

Der Strom, welcher zwischen der gerade mit geladenen Flüssigkeitsteilchen überzogenen Fläche und der Erde oder dem Erdpunkt fließt, bewegt sich in einem Bereich von ungefähr 8,5 Mikroampere bei einer Testmittelströmungsgeschwindigkeit von ungefähr 150 ml/min bis zu ungefähr 32 Mikroampere bei einer Testmittelströmungsgeschwindigkeit von ungefähr 540 ml/min.

Als Resultat der Tatsache, daß die Flüssigkeitsteilchen in einem Bereich von konzentrierter hoher Feistärke gebildet werden, tragen die Flüssigkeitsteilchen, die von dem Lauf der Sprühpistole ausgesendet bzw. wegbewegt werden, ein hohes Ladungs-Masse-Verhältnis, wobei die von den Teilchen getragene Ladung in ihrer Polarität zur Polarität * der Elektrode 31 entgegengesetzt ist. Es ist zu sehen, daß eine V/olke von geladenen Flüssigkeitsteilchen in dem Zwischenraum zwischen dem vorderen Teil der Sprühpistole 10 und der auf einem teilchenanziehenden Potential befindlichen Fläche geschaffen ist. Eine derartige Wolke erzeugt einen Raumladungseffekt, welcher beim Absetzen derjenigen geladenen Teilchen hilft, welche sich in der Nähe der zu überziehenden Fläche befinden.

Es wird betont, daß die Größe der einzelnen Flüssigkeitsteilchen durch verschiedene Faktoren festgelegt ist, die unter anderem auf v/eisen, die Strömungsgeschwindigkeit·..-.. der Flüssigkeit und der Luft zu der Pistole, die Bestandteile der Flüssigkeit u. dgl. Die mittlere Teilchengröße sollte in dem Bereich von ungefähr 125/^ oder weniger und vorzugsweise um ungefähr 50 IL- oder weniger liegen, um

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üualitätsfarbüberzüge zu erhalten.

Der in Fig. 2 dargestellte Lauf 11 kann gemäß der Erfindung insofern verändert werden, daß er eine zweckmäßige Einrichtung zum Teilen oder Aufteilen des Luftstrahles in zwei getrennte und abgeschlossene Luftströmungen aufweist, wobei der eine der Luftströmungen zum Freihalten bzw. Freimachen der Fläche der Elektrode 31 dient, um die erforderliche ReinigungsAvirkung zu erzielen, und der andere der Luftströmungen so einstellbar ist, daß er mehr oder weniger Verteilung der Zerstäubung der Teilchen von den Enden des Flüssigkeitsstromes an der Kante 28 der hinteren Fläche 29 der Kappe 27 schafft.

Die geladenen Sprühteilchen, die in den Zwischenraum zwischen der Sprühvorrichtung 10 und der Fläche eines Gegenstandes vorbewegt werden, der auf einem der Sprühnebel anziehenden Potential ist, tragen eine Polarität, die der Polarität der Elektrode 31 entgegengesetzt ist und üben eine Raumladungswirkung aus, wodurch eine elektrostatisches Feld erzeugt wird, das sich zur Fläche des Gegenstandes erstreckt und das bei dem elektrostatischen Absetzen oder Niederschlagen der geladenen Teilchen in unmittelbarer Nähe zu der Fläche eines solchen Gegenstandes hilft. Falls erwünscht, kann der elektrostatische Absetzeffekt durch Versehen der Sprühvorrichtung mit einer das Versprühte umgebenden Elektrode 40, wie in Fig. 3 gezeigt, vergrößert werden, welche auf einem Absetzpotential in Bezug zur Fläche des auf Erde oder auf Erdpotential befindlichen Gegenstandes gehalten wird. Eine derartige das Versprühte umgebende Elektrode 40 wirkt dahingehend, die Neigung des Sprühnebels der geladenen Überzugmaterialteilchen zu verringern, sich beim Austreten aus der Öffnung der Sprühvorrichtung auszudehnen, um dadurch die Steuerung über das resultierende Sprührauster auf der Fläche des Gegenstandes zu erleichtern. Zusätzlich bewirkt die das Versprühte umgebende Elektrode 40, daß die Elektrode 31 von

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— ι y —

dein hohen Potential der geladenen ;/olke der Flüssigkeitsteilchen abgeschirmt ist, die eine von der Polarität der Elektrode 31 entgegengesetzte Polarität haben. Die das Versprühte abstoßende Elektrode ist aus irgendeinen zweckmäßigen metallischen Material, wie Stahl od. dgl., oder aus dielektrischem Material hergestellt, v;o die Oberflächenladung auf dieser durch die Sprühwolke induziert wird.

In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt. Der Lauf 11 weist ein im wesentlichen tubusförmiges Gehäuse 18 oder einen rohrförmigen Mantel auf. Das Gehäuse 18 hat an seinem vorderen Ende einen radialen Flansch. Der Flansch 19 bildet eine Öffnung 20, durch welche ein (nicht gezeigter) Sprühstrahl elektrisch geladener Flüssigkeitsteilchen von der Sprühpistole 10 ausgesendet bzw. abgegeben wird.

Ein im wesentlichen konzentrisches äußeres Rohr 51 und ein inneres Rohr 52 sind innerhalb des Gehäuses 18 angeordnet und sind Bauteile des Laufes 11. Das Rohr 51 und das Rohr 52 sind vorzugsweise mit dem Gehäuse 18 koaxial ausgebildet und aus irgendeinem zweckmäßigen dielektrischen Material hergestellt,das in der Lage ist, den den hohen Spannungen zugeordneten Beanspruchungen ohne Durchbruch oder Bruch des Materials zu widerstehen. Zweckmäßige dielektrische Materialien umfassen Azetalharz, Epoxy, glasgefülltes Epoxy und glasgefülltes Nylon oder Polyamid. Das Rohr 51 weist einen einstückigen, nach innen vorstehenden Flansch 58 festgelegter Größe auf, der eine im wesentlichen kreisförmige teilchenaussendende Öffnung 53 aufweist.

Das Rohr 52 weist an seinem Ende einen verringerten äußeren Durchmesser 60 auf. Der verringerte äußere Durchmesser 60 des Rohres 52 und der Flansch 58 des Rohres 51 arbeiten zusammen, um eine ringförmige Öffnung 54 zu schaffen, aus welcher ein Luftstrahl austritt bzw. herausströmt. Die ringförmige Öffnung 54 ist mit der Luftquelle

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durch einen ringförmigen Durchgang 62 verbunden, der durch die strukturelle Zusammenwirkung zwischen den Rohren 51 und 52 geschaffen ist. Das Rohr 52 weist einen Durchgang 55 auf, der in einer Öffnung 56 endigt. Ein unter niedrigem Druck stehender Flüssigkeitsstrom tritt aus der Öffnung 56 während des Arbeitens der Sprühpistole 10 aus. Das Überzugsmaterial, das durch den Durchgang 55 des Rohres 52 strömt, ist vorzugsweise elektrisch geerdet oder durch einen Kopf 63 mit Erde verbunden, der mit der Flüssigkeit in dem Durchgang 55 in Berührung, jedoch nach hinten in einem kurzen Abstand von der Öffnung 56 angeordnet ist.

Eine ringförmige metallische Elektrode 57 von größerer axialer Länge ist in das Rohr 51 eingebettet und von der Öffnung 53, wie in Fig. A gezeigt, nach hinten in einem Abstand angeordnet. Die Elektrode 57 kann aus irgendeinem zweckmäßigen leitenden Material, wie Legierungen oder Kupfer, hergestellt sein. Die Elektrode 57 ist durch einen Strombegrenzungswiderstand 61 von zweckmäßigem Ohmwert vorzugsweise mit der Energiequelle 22 in der Sprühvorrichtung 10 oder an der Bedienungsperson verbunden. Es wird betont, daß die Elektrode 57 innerhalb des Rohres 51 und damit innerhalb des Laufes 11 angeordnet ist, so daß sie nicht mit irgendeinem zu überziehenden Gegenstand in Berührung kommen kann und nicht mit einer Bedienungsperson, daher kann der Strombegrenzungswiderstand weggelassen werden. Jedoch kann die gute Sicherheitspraxis die Verwendung eines Strombegrenzungswiderstandes von zweckmäßigem Ohmwert vorschreiben, der zwischen die Elektrode:57 und den Ausgangsanschluß die Energiequelle 22 in Reihe geschaltet ist.

Die Spannung, die zu der ringförmigen Elektrode 57 durch die Energiequelle 22 über den Strombegrenzungswiderstand 61 geliefert v/ird, erzeugt ein elektrostatisches Feld hoher Intensität, das sich von der ringförmigen Luftentladeöffnung 54 zu dem geerdeten oder auf Erde befindlichen Ende der Flüssigkeit an der Öffnung 56 erstreckt.

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Das Liefern von unter Druck stehender Luft zum Durchgang 62 bei Strömungsgeschwindigkeiten von bis zu ungefähr 200 l/min (7 c.f.p.m,) und bei Fießdrücken von bis zu ungefähr 4,4 absoluten Atmosphären (50 p.p.sq.i.) und das Strömenlassen der Flüssigkeit aus der Öffnung 56 bei einer Strömungsgeschwindigkeit von bis zu ungefähr 280 ml/min unter einem ^1<Jeßdruck von bis zu ungefähr absoluten Atmosphären ( 5 p.p.sq.i.) läßt einen Sprühstrahl aus Flüssigkeitsteilchen mit einer hohen elektrostatischen Ladung aus der öffnung 23 austreten. Der Luftstrom, der in dem ringförmigen Durchgang 62 und zwischen der ringförmigen Elektrode 57 und dem Teil 60 des Rohres 52 strömt, bewirkt die Flüssigkeitsströmung, dessen Normalquerschnitt derjenige der Öffnung 56 ist, sich auszudehen und in diskrete Endteile umzubilden, an welchen das Feld konzentriert ist. Zusätzlich wird dieser Luftstrom verwendet, um die Flüssigkeitsteilchen von der inneren Wand des Rohres 51 und von der Elektrode 57 wegzurichten. Der Strahl der Luft trägt mit zur Zerstäubung der Flüssigkeitsteilchen aus den Endteilen der Flüssigkeit, die aus der Öffnung 56 austritt, bei. ICs wird bemerkt, daß der Luftstrom durch einen vergrößerten Bereich 64 und dann durch einen verringerten Bereich 65,bevor er aus der ringförmigen Öffnung 54 ausströmt, hindurchströmt. Dies gestattet den Luftstrom in seiner Geschwindigkeit unmittelbar vor dem Ausdehnen in den der öffnung 26 benachbarten Bereich zu beschleunigen, wodurch sichergestellt wird, daß ein Luftstrom zwischen der äußeren Kante der Öffnung 56 und der Elektrode 57 mit hoher Geschwindigkeit vorhanden ist.

Der Durchmesser der Öffnung 56 des Rohres 52 und der Abstand zv/ischen der Elektrode 57 und der äußeren Fläche 60 des Rohres 52 sind Jeweils ein kleiner Bruchteil eines Zentimeters (inch). Beispielsweise ist d"er Trennungsab-• stand zwischen der Elektrode 57 und der äußeren Fläche 60 des Rohres 52 von der Größenordnung von ungefähr

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0,09 crn (0,035 inch). Der Durchmesser der Öffnung 56 ist von der Größenordnung von ungefähr 0,15 cm (0,06 inch). Die.axiale Erstreckung der Elektrode 57 ist von der Größenordnung von 0,64 cm (0,25 inch).

Die Elektrode 57 ist mit einer Gleichstromspannungsquelle verbunden, die ungefähr 10 kV oder v/eniger und vorzugsweise um 3 kV bis 7 kV an ihrem Ausgangsanschluß liefert. Unter der Annahme, daß ein Ttennungsabstand von ungefähr 0,177 cm (0,05 inch) zwischen der äußeren Kante des die Öffnung 56 umgebenden Teiles und der Elektrode vorhanden ist und eine Sapnnung von ungefähr 4 kV an der Elektrode 57 aufgedrückt ist, beträgt der mittlere Spannungsgradient quer zur ringförmigen Öffnung 5^ ungefähr 29 kV/cm (73 kV/inch). Es wird bemerkt, daß an den Flüssigkeitsenden ein elektrostatisches Feld hoher Intensität vorhanden ist. Als Ergebnis der Tatsache, daß die Flüssigkeitsteilchen in einem Bereich hoher Feldstärke gebildet werden, tragen die Flüssigkeitsteilchen, die von der Sprühpistole 10 ausgesendet werden, ein hohes Ladungs-Masse-Verhältnis und eine Ladung entegegengesetzter Polarität zu der Polarität der Elektrode 57.

Die vorgenannten und die folgenden Abmessungen und Parameter sind zum Zwecke der Erläuterung der Arbeitsweise des in Figur 4 gezeigten Laufes der Sprühpistole in Fig. genannt. Derartige Abmessungen und Parameter sind nicht zum Zwecke der Begrenzung, sondern lediglich zur Erläuterung angegeben worden. Die Abmessungen der Bestandteile des Laufes können über einen beträchtlichen Bereich in Bezug aufeinander variieren.

Die Öffnung 53 hat einen Durchmesser von ungefähr 0,43 cm (0,17 inch). Die Öffnung 56 ist nach hinten in einem Abstand von ungefähr 0,36 cm (0,14 inch) von der vordersten Erstreckung der Elektrode 57 und ungefäh'r 0,46 cm (0,18 inch) von der vordersten Erstreckung der Öffnung 53 angeordnet. Die Öffnung 56 hat einen Durchmesser von ungefähr 0,152 cm

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(0,06 inch). Die ringförmige öffnung 54 hat eine Radialerstreckung von ungefähr 0,089 cm (0,035 inch).

Eine Testflüssigkeit oder ein Testmedium, das im wesentlichen aus ungefähr 1,500 ml gekochten Leinöls, ungefähr 900 ml aus Wl & P (Varnish Makers & Painters) Naptha, ungefähr 900 ml n-Butylalkohol, ungefähr 300 ml Methylalkohol und ungefähr 30 ml Diethylamin, ergibt ungefähr 3,81 (1 gallon) der Flüssigkeit. Der spezifische Widerstand des Testinittels liegt bei ungefähr 1,6 Kegaohm/cm. Das Testmittel wird aus der öffnung 56 bei einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 50 bis 280 ml/min bei einem Druck von ungefähr 1,07 bis 1,34 absoluten Atmosphären ( 1 bis 5 p.p.sq.i«) strömen gelassen.

Der Eingangs-Luft-Keßdruck des Lufstrahles zu dem Lauf 11 beträgt ungefähr 3»0 absolute Atmosphären ( 30 p.p.sq.i,) bei einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 85 l/min (3 c.f.p.m,). Die Gleichstromeingangsspannung, die zur Elektrode 57 geliefert wird, beträgt ungefähr 4 kV, Der Eingangsstrom, der in dem Stromkreis von dem Erdanschluß der Spannungsquelle zur Erde oder zum Erdpunkt erscheint, bewegt sich in dem Bereich von ungefähr 3,4 Mikroampere bei einer Testmittelströmungsgeschwindigkeit von ungefähr 50 ml/min bis zu ungefähr 8,2 Mikroampere bei einer Testmittelströmungsgeschwindigkeit von ungefähr 280 ml/min. Der Flüssigkeitsteilchenstrom oder Ausgangsstrom, der zwischen der Fläche, an welcher die Flüssigkeitsteilchen niedergeschlagen werden, und der Erde oder dem Erdpunkt fließt, bewegt sich von ungefähr 2,8 Mikroampere bei einer Testmittelströmungsgeschwindigkeit von ungefähr 50 ml/min bis zu ungefähr 7,6 Mikroampere bei einer Testmittelströmungsgeschwindigkeit von 280 ml/min,

Erhöhen des Luftdruckes, der an den in Fig. 4 gezeigten Lauf angelegt wird, auf ungefähr 4,4 absolute Atmosphären ( 50 p.p.s.i.) führt zu einem Eingangsstrom, der von dem Erdpotential der Spannungsquelle zur Erde oder zu

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dem Erdpunkt fließt, der sich im Bereich von ungefähr 3 Kikroamp^re bei einer Testmittelströmungsgeschwindigkeit von ungefähr 50 ml/mjn bis zu ungefähr 3,6 Mikroampere bei einer Testrnittelströmungsgeschwindigkeit von ungefähr 260 ml/min bewegt. Der Flüssigkeitsteilchenstrom oder Ausgangsstrom, der zwischen der Oberfläche, auf welcher die Flüssigkeitsteilchen gerade abgesetzt werden, und der Erde oder dem Erdpunkt fließt, bewegt sich in einem Bereich von ungefähr 2,5 Mikroampere bei einer Testinittelströmungsgeschwindigkeit von ungefähr 50 ml/min bis zu ungefähr 13,5 Mikroampere bei einer Testmittelströniungsgeschwindigkeit von ungefähr 280 ml/min.

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Claims

Patentansprüche

Elektrostatische Niederspannungssprühpistole, gekennzeichnet durch einen Lauf (11), der einen Durchgang (21) aufweist, der in einer Öffnung (23) endet, eine dielektrische Mittel auf v/eisende Einrichtung (25 - 27) zum Formen von Flüssigkeit in einen Strom oder eine Strömung, der bzw. die eine Mehrzahl von Flüssigkeitsteilchen liefernde Enden oder Endteilen in dem Durchgang (21) aufweist, die iia Abstand von der Öffnung (23) angeordnet sind, eine in dem Durchgang (21) umgrenzte und in unmittelbarer Nähe zu den Flüssigkeitsenden angeordnete Elektrodeneinrichtung (31), die zusammen mit dem Flüssigkeitsstrom mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Potentialdifferenz zwischen der Elektrodeneinrichtung (31) und den Flüssigkeitsenden verbunden ist und zwischen diesen ein elektrisches Feld mit einem hohen Potentialgradienten an den Flüssigkeitsenden schafft, wobei die dielektrischen Mittel beim Konzentrieren des elektrischen Feldes an den Flüssigkeitsenden, um die Flüssigkeitsteilchen elektrostatisch zu laden, helfen, und dadurch eine Einrichtung in dem Lauf (11) zum Ausrichten eines bei der Zerstäubung von Flüssigkeitsteilchen helfenden Luftstrahls längs des Durchgangs (21) und zum Wegtragen der geladenen aus den Flüssißkeitsenden gebildeten Flüssigkeitsteilchen von den Seitenwänden des Durchgangs (21) und der Elektrodeneinrichtung (31).
2. Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit In Form einer Säule angeordnet ist, die eine im wesentlichen senkrechte Achse zur Elektrodeneinrichtung (31) aufweist.
3. Sprüpistole nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (25 - 27) zum Bilden des Stromes oder der Strömung in eine Säule

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eine Kappe (27) aufweist, die von dem offenen Ende (32) eines Rohres (26) in einem Abstand angeordnet ist und eine öffnung (30) bildet, aus welcher die Flüssigkeitsströmung in einem Winkel zur Elektrode (31) abgegeben wird, und daß die Kappe (27) eine Radialerstreckung hat, die leicht größer als die Radialerstreckung des Rohres (26) ist.
4. Sprühpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Durchganges (21), der sich vor der Kappe (27) befindet, und der sich von der Kappe (27) weg erstreckt, ein sich erweiterndes Volumen aufweist.
5. Sprühpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodeneinrichtung (31) ringförmig ist und daß die Einrichtung (25 - 27) zum Formen der Flüssigkeit in eine Säule eine Säule aufweist, die eine im wesentlichen zur Achse der ringförmigen Elektrode (31) konzentrische Achse aufweist.
6. Elektrostatische Niederspannungssprühvorrichtung, gekennzeichnet durch.einen Lauf (11);. durch einen Durchgang (21) in dem Lauf (11), der in einer Öffnung (23) an dem vordersten Ende des Laufs (11) endet, eine Einrichtung (25 - 27) zum Erzeugen eines Flüssigkeitsstroms mit Flüssigkeitsteilchen bildenden Endteilen in dem Durchgang (21) hinter der Öffnung (23), Elektrodeneinrichtungen (31) in dem Durchgang (21), hinter der Öffnung (23) und in unmittelbarer Nähe zu den Flüssigkeitsendteilen, eine mit der Elektrodeneinrichtung-(31) und dem Flüssigkeitsstrom verbundene Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Feldes mit einem hohen Gradienten an den Endteilen der Flüssigkeit, wobei das elektrische Feld an den Endteilen konzentriert ist, und durch eine Einrichtung zum Richten eine's Luftstrahls oder einer Luftströmung durch den Durchgang (21) zwischen der Elektrodeneinrichtung (31) und den Flüssigkeitsend-

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teilon zum elektrostatischen Aussenden geladener Flüssigkeitsteilchen allgemein von den Seitenwand en (2.5» 26) des Durchgangs (21) weg und aus der öffnung (23) des vorderen Endes des Laufs (11) heraus.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen des FlUssigkeitsstroines aus einem dielektrischen Material sv/ecks Konzentrierung des elektrischen Feldes an den Flüssigkeitsenden hergestellt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7_f dadurch gekennzeichnet, daß die an die Elektrodeneinrichtung (31) angelegte Spannung einen Koronaentladung vermeidenden Wert hat.
9. Verfahren zum Herstellen einer Wolke von elektrostatisch geladenen Flüssigkeitsteilchen, gekennzeichnet durch Erzeugen einer Flüssigkeitsströmung mit einer Mehrzahl von Endteilen in einem Durchgang und im Abstand von einem Ende des Durchganges, durch Erzeugen einer ein elektrisches Feld mit einem hohen Potentialgradienten an den Flüssigkeitsendteilen schaffenden Potentialdifferenz zwischen einer Elektrodeneinrichtung in dem Durchgang und hinter der Öffnung und den Flüssigkeitsendteilen, durch Bilden geladener Flüssigkeitsteilchen aus den Flüssigkeitsendteilen, durch Richten eines Luftstrahles durch den Durchgang, durch Wegtragen der geladenen, aus den Flüssigkeitsenden gebildeten Flüssigkeitsüberzugsmaterialteilchen von den Seitenwänden des Durchgangs und der Elektrodeneinrichtung weg und aus dem offenen Ende des Durchgangs heraus und durch Bilden einer V/olke elektrostatisch geladener Flüssigkeitsteilchen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wolke geladener Flüssigkeitsteilchen eine von der Polarität der Elektrodeneinrichtung unterschiedliche Polarität aufweist.
11, Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder- 10,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine Farbe mit einem spezifischen Widerstand von ungefähr 15 Megaohm - cm oder weniger ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom beim Zerstäuben der FlUssigkeitsteilchen aus den Flüssigkeitsteilen hilft.

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