DE2234026B2

DE2234026B2 - Verfahren zum verhindern des verstopfens von duesen in elektrostatischen beschichtungsanlagen

Info

Publication number: DE2234026B2
Application number: DE19722234026
Authority: DE
Inventors: Adnen Meylan Lacchia (Frankreich)
Original assignee: Tunzim Amehorair, Paris
Priority date: 1971-08-02
Filing date: 1972-07-11
Publication date: 1973-08-16
Also published as: JPS4834944A; FR2158582A5; DE2234026C3; US3764068A; IT962639B; JPS511252B2; GB1377148A; DE2234026A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verhindern des Verstopfens von Düsen in Anlagen zur elektrostatischen Beschichtung, die einen flüssigen Stoff versprühen.

An die in Anlagen zum elektrostatischen Beschichten verwendeten Düsen wird im allgemeinen eine Hochspannung gelegt, bevor ihnen der zu zerstäubende Stoff zusammen mit der die Zerstäubung bewirkenden Luft zugeführt wird. Derartige Düsen werden in allen Beschichtungsanlagen verwendet, ob sie nun automatisch arbeiten oder manuell bedient

werden.

Bekanntlich werden die aufzuschichtenden zerstäubten Teilchen bei ihrem Austritt aus der Düse elektrisch aufgeladen und unter der Wirkung des elektrischen Feldes zwischen der Beschichtungsanlage und dem im allgemeinen geerdeten zu beschichtenden Gegenstand zu diesem hin beschleunigt.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß eine kleine Menge dieser Teilchen, in der Größenordnung von 0.3 ⁰Zo, sich nicht auf dem zu beschichtenden Gegenstand niederschlägt, sondern seine elektrische Ladung an ihn abgibt und zur Düse zurückkehrt, mit einer influenzierten elektrischen Ladung entgegengesetzten Vorzeichens. Diese abgeprallten und zurückkehrenden Teilchen schlagen sich auf der Düse nieuci und bewirken nach einiger Zeit ihre teilweise oder völlige Verstopfung. Besonders im Fal'e des Beschichtens mit Email ist diese Erscheinung nachteilig, ίο da dann die Düse jeweils nach einigen Minuten wieder gesäubert werden muß.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde bereits vorgeschlagen, die Düse mit ionisierenden Spitzen zu umgeben, die sich ebenfalls auf Hochspannung befinden. Diese Spitzen sollen einerseits eine Art elektrischen Wind erzeugen, der die zurückkehrenden Teilchen zurück zum zu beschichtenden Gegenstand treibt und andererseits Ionen an diese Teilchen abgeben, wobei die Polarität der Ionen derjenigen der geladenen zurückkehrenden Teilchen entgegengesetzt isi. Durch dieses Ionenbombardement wird also die elektrische Ladung der zurückkehrenden Teilchen kompensiert, um sie anschließend derart aufzuladen, daß die Ladung der ursprünglichen von der Düse erteilten Ladung entspricht. Dadurch soll erreicht werden, daß die zurückkehrenden Teilchen erneut ihre Richtung ändern und noch vor Erreichen der Düse zum zu beschichtenden Gegenstand zurückkehren.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß ein großer Teil dieser zurückkehrenden Teilchen nicht durch den elektrischen Wind beeinflußt werden, so daß auch ihre Ladung durch die ionisierenden Spitzen nicht geändert werden kann. Diese Teilchen schlagen sich daher sowohl auf der Düse als auch auf den ionisierenden Spitzen nieder und bilden einen fest haftenden Überzug, besonders wenn es sich um Lacke, Firnisse, Glasuren und Klebstoffe handelt. Die Überzüge auf den ionisierenden Spitzen vereiteln das Ionenbombardement, so daß ihre Wirkung stark nachläßt und noch mehr Teilchen sich nach erfolgter Rückkehr niederschlagen. Das bedeutet, daß die Düse teilweise verstopft, der Strahl der zerstäubten Teilchen sich deformiert und die Zerstäubung weniger fein ist. Außerdem können sich beim Trocknen der Überzüge 45 auf den ionisierenden Spitzen Fäden ausbilden, die bi> zum Strahl der zerstäubten Teilchen reichen können und diesen weiter deformieren. Bei weiterem Laufenlassen der Anlage erfolgt dann in kurzer Zeit eine völlige Verstopfung der Düse. 50 Aus diesen Gründen beträgt oftmals die einwandfreie Funktionszeit einer elektrostatischen Beschichtungsanlage nicht mehr als eine viertel Stunde, z. B. beim Beschichten mit Email.

In industriellen automatischen Anlagen mit einer 55 großen Zahl von festeingebauten oder auf steuerbaren Halterungen gelagerten Düsen ist es äußerst nachteilig, die Anlage derart oft reinigen zu müssen.

Auch bei tragbaren Spritzpistolen bringt eine Vermeidung des ständigen Reinigens eine Erhöhung ihrer

60 Effektivität.

Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verhinderung des Verstopfens von Düsen in elektrostatischen Beschichtuiigsanlagen, die einen flüssigen Stoff versprühen, 65 anzugeben, so daß derartigen Anlagen mindestens einige Stunden störungsfrei betrieben werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen,

jgß von einer oder mehreren die Düsenanordnung uiijoebenden Öffnungen ein zusätzlicher elektrisch geladener flüssiger Stoff, der die gleiche Polarität wie fe elektrische Ladung der flüssigen, zerstäubten Beschichmnasteilchen aufweist und -ich chemisch und nbvsikalisch mit den zerstäubten Beschichtungsteilj,en verträet, in Richtung ties zerstäubten Strahles eesprüht wird.

Durch das Versprühen des zusätzlichen Stoffes »erden die meisten zurückkehrenden Teilchen des Reschichtunssmaterials erfaßt und erneut mit dem Hauptstrom"vereinigt. Soweit aus dem Randbereich des zusätzlichen Stoffstrahls Teilchen zur Düsenan-₀rdnun2 zurückkehren, ist dies ohne nachteilige Wirtuna weil der zusätzliche Stoff derart ausgewählt ist. daß^rer an der Düsenanordnung keine Überzüge bildet und daher nicht zu einer Verstopfung führt.~

Die Menge des zusätzlich versprühten Stoffs betract normalerweise nur etwa eLiige Prozent der Men°e des versprühten Beschichtungs'stoffes.

Der zusätzliche Stoff besteht vorzugsweise entwe_der au* einer Mischuns einer Flüssigkeit und eines Gases oder nur aus einer Flüssigkeit.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindun^emäßcn Verfahrens weist eine Düsenanordnun" auf. die mit einer Reihe Hohlnadeln versehen ist die sich auf einer Hochspannung derselben Polaritat wie die der Hochspannung an der Düsenanordnun-befinden. "

Voncilhaftcnveisc weist die Vorrichtung eine Zuleitung für die Hohlnadeln auf, in die eine~Mischune eines G.ises mit einer Flüssigkeit hergestellt und den Hohlnadeln zugeführt wird. ~

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist in UCT Zuleitung eine Verwirbelungscinrichtung und' oder ein konvcnjicrend-divereiercnd ausgebildeter DurchflußabschniU vorgesehen." "

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht daß die zur Düse zurückkehrenden Teilchen durch das zwischen den Hohlnadeln und dem zu bcschichtenden Gegenstand herrschende elektrische Feld zu den Nadeln selcnkt werden und dort durch den ausströmenden Stoff wieder zurück zum zu bcschichtenden Gegenstand getrieben werden. Der ausströmende Stoff reinigt dabei gleichzeitig die, eventueil abschrägten. Spitzen der Hohlnadeln, die bei-

η eKweise den medizinischen Spritzen entsprechen können, und bildet außerdem eine Wolke elektrisch dadcner Teilchen die erheblich schwerer als Ionen sind, und daher eine bedeutend bessere Wirkung ha- _bm bezüglich des Umladens der zurückkehrenden

ίm folgenden soll die Erfindung an Hand der Fieuren näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-

Ti g. 2 einen Querschnitt durch dieselbe Vonich- ^V 3 eine tei.weise perspektivische Ansicht der Draufsicht der erfindungsgemäßen und verläßt ihn durch die Öffnung 6. Die die Zerstäubung bewirkende Luft wird der Düse durch die Kanäle 7 zugeführt und bewirkt, daß nach Durchlaufen einer Verwirbelungskammer ein zerstäubter Flüssigkeitsstrahl die ringförmige Öffnung 8 verläßt. Durch Anlesen einer Hochspannung an die beiden metallischen" Stücke 1 und 2 bildet sich ein elektnsches Feld zwischen der Düse und dem zu beschictenden Gegenstand aus.

>" Die erfindungsgemäßen Hohlnadeln mit abgeschrägten Spitzen sind mit 9 bezeichnet und befinden sich auf einem metallischen Körper 4. Sie umringen kreisförmig die Düse 8 und zeigen zum beschichtenden Gegenstand. Der metallische Körper 4 ^e"^lna£ außerdem zwei Kammern 10 und 11, um den durch die Hohlnadeln zu versprühenden zusätzlichen flussigen Stoff mit Luft zu mischen, sowie eine Zuleitung, die die Zufuhr eines Gemisches, eines Gases, wie z. B. Luft, mit dem in fein verteilter Form vorliegenden zusätzlichen flüssigen Stoff in die Kammer IO ermöglicht. Sowohl der metallische Körper 4 als auch die"Hohlnadeln 9 befinden sich auf Hochspannung.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist die .01-sende: Die als Schicht aufzubringende Flüssigkeit =5 wird zerstäubt, elektrisch aufgeladen und von der Düse auf den zu beschichtenden Gegenstand durch die Öffnung gesprüht. Durch den Korper 1-. iJ wird der Kammer 10 eine Mischung aus LuIt und einer Flüssigkeit zugeführt, die sich mit der als Schicht aufzubringenden Flüssigkeit cncmiscn unu physikalisch gut % erträgt, die beispielsweise "^" im Falle von Email sein kann oder ein Lösungsmittel im Falle von Lacken. Zu diesem Zweck enthalt der Körper 13 einen inneren Kanal 14. durcn ocn γ Flüssigkeit strömt, und einen äußeren Kanal · durch den komprimierte Luft strömt, sowie wm rgierende und dn ergierende^öffnungenj ^ "" nigc Mischung ermöglichen. Diese Miscnun _ einer Flüssigkeit mit Luft wird vom Korpci iJ ai^ tangential in die Kammer 10 eingelassen, in aer e erste Verwirbelung stattfindet die eine pcsm-k. . schung der beiden Stoffe bewirkt.

Die Kammer 10 steht mit einer zwo cn 11 durch tangential in diese einmündende K in Verbindung, so daß in der Kammer 11 .mc zjutc Venvirbelung stattfindet Dadurch wird eine^per lMc Vermischung der beiden Stoffe erreicht so daß jeder Hohlnadel das gleiche Gemisch ^geführt u.rd

Dieses Gemisch w.rd nun von el „ Hohlnadeln versprüht und dabei durch d e Hod«Pjnnunr an c

keitsteilchen bildet, die den Strahl aus dem aJs Schicht aufzubringende η ze rs taju bten Te, ehcn k«, zcntnsch umgibt. D.ese \\olke wirkt den ^"^m ™ ^_

BdSS den Figuren dargestellten schematischen Vorrichtung ist mh 1 ein Düsenkörper bezeichnet, mit 2 ein Zerstäuber, mit 3 ein Isolierring und mit eine Mutter. Der aufzusprühende Stoff. z.B. eine Flüssigkeit, wird bei 5 in den Zerstäuber 2 eingeführt dung ^gegengesetzte^^X^ *o J^ elektrischen Uuim,, dcr^n clen ^ohjnadein

^Äprüh.e Wolke einen einigenden Effekt auf die öffnungen der Nadeln selbst.

Statt einer Mischung aus einer ™ssi gkeit mit einem Gas kann man den Höhl"^^{ln 9} »γ "^ eine Flüssigkeit zuführen Audi raudnjic nung aus Höh nadel η und dem ¹J ^l;^a|^tndg J_dt mn der eigentlichen Düse keine bauliche tinnu

lden. sondern kann als unabhängiges Bauelement lsgeführt sein, das der Düse in geeigneter Form zuordnet wird.

Die Erfindung eignet sich besonders gut für alle ektrostatischen Beschichtungsanlagen, mit denen Flüssigkeiten versprüht werden, wie z. B. zum Emaillieren oder zum Spritzen von metallischen und keramischen Gegenständen mit Lacken, sowie in der Papierindustrie, beispielsweise bei der Gummierung und Oberflächenbehandlung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verhindern des Verstopfens von Düsen in elektrostatischen Beschichtungsanlagen, die einen flüssigen Stoff versprühen, dadurch gekennzeichnet, daß von einer oder mehreren die Düsenanordnung (6, 8) umgebenden öffnungen (9) ein zusätzlicher elektrisch geladener flüssiger Stoff, der die gleiche Polarität wie die elektrische Ladung der flüssigen, zerstäubten Beschichtungsteilchen aufweist und sich chemisch und physikalisch mit den zerstäubten Beschichtungsteilchen verträgt, in Richtung des zerstäubten Strahles gesprüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzlicher Stoff eine Mischung einer Flüssigkeit mit einem Gas verwendet wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Stoff nur von einer Flüssigkeit gebildet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Düsenanordnung (6, 8) aufweist, die mit einer Reihe Hohlnadeln (9) versehen ist, die sich auf einer Hochspannung derselben Polarität wie die der Hochspannung an der Düsenanordnung (6, 8) befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Zuleitung (13 bis 16) für die Hohlnadel, in der eine Mischung eines Gases mit einer Flüssigkeit hergestellt und den Hohlnadeln zugeführt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (13) eine Vcrwirbelungseinrichtung (16) und/oder ein konvergierend-divergierend ausgebildeter Durchflußabschnitt vorgesehen ist.