DE2234026C3 - Method for preventing nozzle clogging in electrostatic coating systems - Google Patents

Description

Bekanntlich werden die aufzuschichtenden zer- Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe stäubten Teilchen bei ihrem Austritt aus der Düse zugrunde, ein Verfahren zur Verhinderung des Verelektrisch aufgeladen und unter der Wirkung des Stopfens von Düsen in elektrostatischen Beschichelektrischen Feldes zwischen der Beschichtungsan- lungsanlagen, die einen flüssigen Stoff versprühen, lage und dem im allgemeinen geerdeten zu beschich- 65 anzugeben, so daß derartigen Anlagen mindestens tenden Gegenstand zu diesem hin beschleunigt. einige Stunden störungsfrei betrieben werden kön-It is known that the to be layered are The object of the present invention was therefore dusted particles as they emerged from the nozzle, a process to prevent electrical discharge charged and under the action of plugging nozzles in electrostatic coating electric Field between the coating systems that spray a liquid substance, location and the generally earthed to be coated, so that such systems at least tend object accelerates towards this. can be operated trouble-free for a few hours

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß eine kleine neu.Experience has now shown that a little new.

Menge dieser Teilchen, in der Größenordnung von Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen,Amount of these particles, of the order of magnitude of To solve this problem, it is proposed that

3 ^f 43 ^f 4

daß von einer oder mehreren die Düsenanordnung und verläßt ihn durch die öffnung 6. Die die Zerumgebenden öffnungen ein zusätzlicher elektrisch stäubung bewirkende Luft wird der Düse durch die geladener flüssiger Stoff, der die gleiche Polarität wie Kanäle 7 zugeführt und bewirkt, daß nach Durchlaudie elektrische Ladung der flüssigen, zerstäubten Be- fen einer Verwirbelungskammer ein zerstäubter Flüsschichtungsteilchen aufweist und sich chemisch und 5 sigkdtsstrahl die ringförmige öffnung 8 verläßt, physikalisch mit den zerstäubten Beschichtungsteil- Durch Anlegen einer Hochspannung an die beiden chen verträgt, in Richtung des zerstäubten Strahles metallischen Stücke 1 und 2 bildet sich ein elektrigesprüht wird. _sches Feld zwischen der Düse und dem zu beschich-that of one or more of the nozzle arrangement and leaves it through the opening 6. The air surrounding the atomizing openings an additional electrically dusting effecting air is fed to the nozzle by the charged liquid substance, which has the same polarity as channels 7 and causes the electrical charge to pass through the liquid, atomized beef of a swirl chamber has an atomized fluid stratification particle and chemically and 5 sigkdtsstrahl leaves the annular opening 8, physically with the atomized coating part tolerated by applying a high voltage to the two small, in the direction of the atomized jet metallic pieces 1 and 2 forms an electric spray. _sc hes field between the nozzle and the to be coated

Durch das Versprühen des zusätzlichen Stoffes tenden Gegenstand aus.By spraying the additional substance out the object.

werden die meisten zurückkehrenden Teilchen des i» Die erfindungsgemäßen Hohlnadeln mit abge-most of the returning particles of the i »The hollow needles according to the invention with

Beschichtuiigsmaterials erfaßt und erneut mit dem schrägten Spitzen sind mit 9 bezeichnet und befindenCoating material detected and again with the beveled tips are denoted by 9 and are located

Hauptstrom vereinigt. Soweit aus dem Randbereich sich auf einem metallischen Körper 4. Sie umringenMain stream united. As far as from the edge area on a metallic body 4. You surround

des zusätzlichen Stoffstrahls Teilchen zur Düsenan- kreisförmig die Düse 8 und zeigen zum beschichten-of the additional jet of material particles to the nozzle circularly the nozzle 8 and point to the coating

ordnung zurückkehren, ist dies ohne nachteilige Wir- den Gegenstand. Der metallische Körper 4 enthältreturn to order, this is the subject of no detrimental effect. The metallic body 4 contains

kung, weil der zusätzliche Stoff derart ausgewählt ist, 15 außerdem zwei Kammern 10 und 11, um den durchBecause the additional substance is selected in such a way, 15 also two chambers 10 and 11 to the through

daß er an der Düsenanordnung keine Überzüge bil- die Hohlnadeln zu versprühenden zusätzlichen flüssi-that it does not form any coatings on the nozzle arrangement - the hollow needles to be sprayed additional liquid

det und daher nicht zu einer Verstopfung führt. gen Stoff mit Luft zu mischen, sowie eine Zuleitung,det and therefore does not lead to constipation. to mix the substance with air, as well as a supply line,

Die Menge des zusätzlich versprühten Stoffs be- die die Zufuhr eines Gemisches, eines Gases, wieThe amount of the additionally sprayed substance affects the supply of a mixture, a gas, such as

trägt normalerweise nur etwa einige Prozent der z. B. Luft, mit dem in fein verteilter Form vorliegen-normally only carries about a few percent of the z. B. Air, with which present in finely divided form-

Menge des versprühten Beschichtungsstoffes. ao den zusätzlichen flüssigen Stoff in die Kammer !0 er-Amount of the sprayed coating material. ao the additional liquid substance in the chamber! 0 er

Der zusätzliche Stoff besteht vorzugsweise entwe- möglicht. Sowohl der metallische Körper 4 als auchThe additional substance is preferably made possible. Both the metallic body 4 and

der aus einer Mischung einer Flüssigkeit und eines die Hohlnadeln 9 befinden sich auf Hochspannung.that of a mixture of a liquid and one of the hollow needles 9 are at high voltage.

Cases oder nur aus einer Flüssigkeit. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist die fol-Cases or just from a liquid. The mode of operation of this device is the following

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfin- gende: Die als Schicht aufzubringende FlüssigkeitThe device for carrying out the invention: The liquid to be applied as a layer

dungsgemäßen Verfahrens weist eine Düsenanord- 25 wird zerstäubt, elektrisch aufgeladen und von derThe method according to the invention has a nozzle arrangement 25 is atomized, electrically charged and from the

nung auf, die mit einer Reihe Hohlnadeln versehen Düse auf den zu beschichtenden Gegenstand durchvoltage, the nozzle provided with a row of hollow needles onto the object to be coated

ist, die sich auf einer Hochspannung derselben Polari- die öffnung 6 gesprüht. Durch den Körper 12, 13is that the opening 6 is sprayed on a high voltage of the same polar. Through the body 12, 13

tat wie die der Hochspannung an der Düsenanord- wird der Kammer 10 eine Mischung aus Luft unddid like that of the high voltage on the nozzle arrangement- the chamber 10 is a mixture of air and

nung befinden. einer Flüssigkeit zugeführt, die sich mit der alsare located. supplied to a liquid that is different from the as

Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eii.e Zu- 30 Schicht aufzubringenden Flüssigkeit chemisch undThe device advantageously has a chemical and chemical layer to be applied

leitung für die Hohlnadeln auf, in die eine Mischung physikalisch gut verträgt, die beispielsweise Wasserline for the hollow needles, in which a mixture is physically well tolerated, such as water

eines Gases mit einer Flüssigkeit hergestellt und den im Falle von Email sein kann oder ein Lösungsmittela gas produced with a liquid and which in the case of enamel can be or a solvent

Hohlnadeln zugeführt wird. im Falle von Lacken. Zu diesem Zweck enthält derHollow needles is fed. in the case of paints. For this purpose, the

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist ir. Körper 13 einen inneren Kanal 14, durch den dieIn a further embodiment of the device, the body 13 is an inner channel 14 through which the

der Zuleitung eine Verwirbelungseinrichtung und/ 35 Flüssigkeit strömt, und einen äußeren Kanai 15,the supply line a swirl device and / 35 liquid flows, and an outer channel 15,

oder ein konvergierend-divergierend ausgebildeter durch den komprimierte LuIt strömt, sowie konver-or a converging-diverging one through which the compressed air flows, as well as converting

Durchflußabschnitt vorgesehen. gierende und divergierende öffnungen, die eine m-Flow section provided. yawing and diverging openings that

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird er- nige Mischung ermöglichen. Diese Mischung ausThe method according to the invention will enable some mixing. This mix of

leicht, daß die zur Düse zurückkehrenden Teilchen einer Flüssigkeit mit Luft wird vom Körper 13 ausIt is easy for the particles of a liquid with air returning to the nozzle to be released from the body 13

durch das zwischen den Hohlnadeln und dem zu be- 40 tangential in die Kammer 10 eingelassen, in der eineby being inserted tangentially into the chamber 10 between the hollow needles and the to be 40, in the one

ichichtenden Gegenstand herrschende elektrische erste Verwirbelung stattfindet, die eine bessere Mi-the first electrical vortex prevailing in the sealing object takes place, which improves the

FeId zu den Nadeln gelenkt werden und dort durch schung der beiden Stoffe bewirkt,Field are directed to the needles and there caused by shearing of the two substances,

den ausströmenden Stoff wieder zurück zum zu be- Die Kammer 10 steht mil einer zweiten KammerThe chamber 10 stands with a second chamber

tchichtcnden Gegenstand getrieben werden. Der aus- Il durch tangential in diese einmündende Kanäle 16coated object are driven. The out- Il through channels 16 opening tangentially into this

•trömende Stoff reinigt dabei gleichzeitig die, eventu- 45 in Verbindung, so daß in der Kammer 11 eine zweite• The flowing substance simultaneously cleans the, possibly in connection, so that in the chamber 11 a second

tll abgeschrägten, Spitzen der Hohlnadeln, die bei- Verwirbelung stattfindet. Dadurch wird eine perfektetll beveled, tips of the hollow needles, which takes place in the event of turbulence. This makes a perfect

Ipielsweise den medizinischen Spritzen entsprechen Vermischung der beiden Stoffe erreicht, so daß jederFor example the medical syringes correspond to mixing of the two substances achieved so that each

können, und bildet außerdem eine Wolke elektrisch Hohlnadel das gleiche Gemisch zugeführt wird,can, and also forms a cloud electrically hollow needle the same mixture is supplied,

geladener Teilchen· die erheblich schwerer als Ionen Dieses Gemisch wird nun von den Hohlnadeln 9charged particles · which are considerably heavier than ions. This mixture is now taken from the hollow needles 9

lind, und daher eine bedeutend bessere Wirkung ha- 5° versprüht und dabei durch die Hochspannung an denlind, and therefore a significantly better effect has sprayed and at the same time due to the high voltage on the

ben bezüglich des Umladens der zurückkehrenden Nadeln 9 elektrisch aufgeladen, wobei sich eineben with regard to the reloading of the returning needles 9 electrically charged, with a

Teilchen. Wolke elektrisch geladener, fein verteilter Flüssig-Particle. Cloud of electrically charged, finely distributed liquid

Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Fi- kcitsteilchen bildet, die den Strahl aus dem alsIn the following, the invention on the basis of the ficit particles forms, which the beam from the as

jmren näher erläutert werden. Es zeigt Schicht aufzubringenden zerstäubten Teilchen kon-be explained in more detail. It shows the layer of atomized particles to be applied

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung 55 zentrisc'u umgibt. Diese Wolke wirkt den vom zube-1 surrounds a longitudinal section through a device 55 centrically. This cloud affects the

tur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah- schichtenden Gegenstand abgcprallten und zurück-for carrying out the inventive method-layering object ricocheted off and back-

rens, kehrenden Teilchen entgegen, deren elektrische La-rens, sweeping particles whose electrical charge

F i g. 2 einen Querschnitt durch dieselbe Vorrich- dung entgegengesetztes Vorzeichen hat zu der ihnenF i g. 2 has a cross-section through the same device with the opposite sign to that of them

lung, ursprünglich von der Düse erteilten Ladung und zument, charge originally issued by the nozzle and to

Fig. 3 eine teilweise perspektivische Ansicht der 60 (J:r elektrischen Ladung, der von den Hohlnadeln3 is a partial perspective view of FIG. 60 (J: r electrical charge carried by the hollow needles

Vorrichtung und versprühten Wolke. Des weiteren hat die von denDevice and sprayed cloud. Furthermore, from the

Fig. 4 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Nadeln versprühte Wolke einen reinigenden EffektFig. 4 is a plan view of the needles according to the invention, the cloud sprayed a cleaning effect

Vorrichtung. auf die öffnungen der Nadeln selbst.Contraption. on the openings of the needles themselves.

Bei der in den Figuren datgestellten schematischcn Statt einer Mischung aus einer Flüssigkeil mitIn the schematic shown in the figures, instead of a mixture of a liquid wedge with

Vorrichtung ist mit 1 ein Düsenkörper bezeichnet, 65 einem Gas kann man den Hohlnadeln 9 auch nurDevice is denoted by 1 a nozzle body, 65 a gas you can only use the hollow needles 9

mit 2 ein Zerstäuber, mit 3 ein Isolierring und mit 4 eine Flüssigkeit zuführen. Auch braucht die Anord-with 2 an atomizer, with 3 an insulating ring and with 4 a liquid. The arrangement also needs

eine Mutter. Der aufzusprühende Stoff, z. B. eine nung bus Hohlnadeln und dem sie tragenden KörperA mother. The substance to be sprayed on, e.g. B. a voltage bus hollow needles and the body carrying them

Flüssigkeit, wird bei 5 in den Zerstäuber 2 eingeführt mit der eigentlichen Düse koine bauliche Einheit zuLiquid, is introduced at 5 into the atomizer 2 with the actual nozzle koine structural unit too

bilden, sondern kann als unabhängiges Bauelement ausgeführt sein, das der Düse in geeigneter Form zugeordnet wird.form, but can be designed as an independent component that is assigned to the nozzle in a suitable form will.

Die Erfindung eignet sich besonders gut für alle elektrostatischen 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.The invention is particularly suitable for all electrostatic coating systems with which Liquids are sprayed, such as. B. for enamelling or for spraying metallic and ceramic Objects with lacquers, as well as in the paper industry, for example with gumming and Surface treatment.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

0,3 0O, sich nicht auf dem zu beschichtenden Gegen- Patentansnrüche- stand niederschlägt, sondern seine elektrische La- raieniansprucne. dung an ^n abgjbt uQd zm Ό&χ2U1-QCkJ1C1111 mil einer influenzierten elektrischer. Ladung entgegenge-0.3 0O, is not reflected on the object to be coated, but on its electrical La- raieniansprucne. application to ^ n abjbt uQd zm Ό & χ2U1-QCkJ1C1111 with an influenced electrical. Charge opposite 1. Verfahren zum Verhindern des Verstopfens 5 setzten Vorzeichens. Diese abgepraUten und zurückvon Düsen in elektrostatischen Beschichtungsan- kehrenden Teilchen schlagen sich auf der Düse nielagen, die einen flüssigen Stoff versprühen, da- der und bewirken nach einiger Zeit ihre teilweise durch gekennzeichnet, daß von einer oder völlige Verstopfung. Besonders im Falle des Be- oder mehreren die Düsenanordnung (6, 8) umge- schichtens mit Email ist diese Erscheinung nachteilig, benden öffnungen (9) ein zusätzlicher elektrisch io da dann die Düse jeweils nach einigen Minuten wiegeladener flüssiger Stoff, der die gleiche Polarität der gesäubert werden muß.1. Method of preventing clogging 5 add sign. This trimmed off and back from Nozzles in electrostatic coating particles sticking to the nozzle, which spray a liquid substance, and after some time cause their partial characterized by being constipated or completely blocked. Especially in the case of or several layers of the nozzle arrangement (6, 8) with enamel, this phenomenon is disadvantageous, If the openings (9) have an additional electrical io, the nozzle then becomes more charged after a few minutes liquid matter that has the same polarity that needs to be cleaned. wie die elektrische Ladung der flüssigen, zer- Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde bereitslike the electric charge of the liquid, decomposing to avoid this disadvantage has already been stäubten Beschichtungsieilchen aufweist und sich vorgeschlagen, die Düse mit ionisierenden Spitzen zuHas dusty coating particles and proposed to close the nozzle with ionizing tips chemisch und physikalisch mit den zerstäubten umgeben, die sich ebenfalls auf Hochspannung befin-chemically and physically surrounded by the atomized, which are also at high voltage Beschichtungsteilchen verträgt, in Richtung des 15 den. Diese Spitzen sollen einerseits eine Art elektri-Coating particles tolerates, in the direction of the 15 den. On the one hand, these tips are intended to zerstäubten Strahles gesprüht wird sehen Wind erzeugen, der die zurückkehrenden Teil-sprayed atomized beam will see wind generating the returning part 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- chen zurück zum zu beschichtenden Gegenstand kennzeichnet, daß als zusätzlicher Stoff eine Mi- treibt und andererseits Ionen an diese Teilchen abgeschung einer Flüssigkeit mit einem Gas verwen- ben, wobei die Polarität der Ionen derjenigen der gedetwird. ao ladenen zurückkehrenden Teilchen entgegengesetzt2. The method according to claim 1, thereby returning to the object to be coated indicates that a mi- drift is an additional substance and, on the other hand, ions are shed off these particles a liquid with a gas, the polarity of the ions being matched to that of the. ao charged returning particles opposite 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, da- ist. Durch dieses Ionenbombardement wird also die durch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Stoff elektrische Ladung der zurückkehrenden Teilchen nur von einer Flüssigkeit gebildet wird. kompensiert, um sie anschließend derart aufzuladen,3. The method according to claims 1 and 2, there is. With this ion bombardment, the characterized in that the additional substance has an electric charge on the returning particles is only formed by a liquid. compensated in order to subsequently charge them in such a way that 4. Vorrichtung zur Durchführung des Veriah- daß die Ladung der ursprünglichen von der Düse errens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 25 teilten Ladung entspricht. Dadurch soll erreicht wergekennzeichnet, daß sie eine Düsenanordnung (6, den, daß die zurückkehrenden Teilchen erneut ihre 8) aufweist, die mit einer Reihe Hohlnadeln (9) Richtung ändern und noch vor Erreichen der Düse versehen ist, die sich auf einer Hochspannung zum zu beschichtenden Gegenstand zurückkehren,
derselben Polarität wie die der Hochspannung an Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß ein großer Teil der Düsenanordnung (6, 8) befindet. 30 dieser zurückkehrenden Teilchen nicht durch den4. Device for carrying out the Veriah- that the charge of the original errens from the nozzle according to one of claims 1 to 3, thereby 25 divided charge corresponds. This is intended to ensure that it has a nozzle arrangement (6, the one that the returning particles again their 8), which change direction with a series of hollow needles (9) and is provided before reaching the nozzle, which is on a high voltage to return the object to be coated,
same polarity as that of the high voltage. Experience has now shown that a large part of the nozzle arrangement (6, 8) is located. 30 of these returning particles do not pass through the 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeich- elektrischen Wind beeinflußt werden, so daß auch net durch eine Zuleitung (12 bis 16) für die ihre Ladung durch die ionisierenden Spitzen nicht Hohlnadel, in der eine Mischung eines Gases mit geändert werden kann. Diese Teilchen schlagen sich einer Flüssigkeit hergestellt und den Hohlnadeln daher sowohl auf der Düse als auch auf den ionisiezugcführt wird. 35 renden Spitzen nieder und bilden einen fest haftenden5. Apparatus according to claim 4, gekennzeich- electric wind are influenced, so that too net through a feed line (12 to 16) for their charge through the ionizing tips Hollow needle in which a mixture of a gas can be changed with. These particles hit each other a liquid and therefore the hollow needles both on the nozzle and on the ionizer will. 35 generating tips down and form a firmly adhering one 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- Überzug, besonders wenn es sich um Lacke, Firnisse, kennzeichnet, daß in der Zuleitung (13) eine Ver- Glasuren und Klebstoffe handelt. Die Überzüge auf wirbelungseinrichtung (16) und/oder ein konver- den ionisierenden Spitzen vereiteln das lonenbomgierend-divergierend ausgebildeter Durchflußab- bardement, so daß ihre Wirkung stark nachläßt umi schnitt vorgesehen ist. 40 noch mehr Teilchen sich nach erfolgter Rückkehr6. Apparatus according to claim 5, characterized in coating, especially when it comes to paints, varnishes, indicates that the supply line (13) involves glazes and adhesives. The coatings on Vortex device (16) and / or a converging ionizing tip thwart the ion-bombing-diverging process trained flow barrier, so that its effect is greatly diminished cut is provided. 40 even more particles after returning niederschlagen. Das bedeutet, daß die Düse teilweise verstopft, der Strahl der zerstäubten Teilchen sich deformiert und die Zerstäubung weniger fein ist.knock down. This means that the nozzle is partially clogged, the jet of atomized particles itself deformed and the atomization is less fine. Außerdem können sich beim Trocknen der ÜberzügeIn addition, when the coatings dry « auf den ionisierenden Spitzen Fäden ausbilden, die bis zum Strahl der zerstäubten Teilchen reichen können und diesen weiter deformieren. Bei weiterem Laufenlassen der Anlage erfolgt dann in kurzer Zeit«Form threads on the ionizing tips that can reach up to the jet of atomized particles and deform it further. With further The system is then run in a short time Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren eine völlige Verstopfung der Düse,The present invention relates to a method of total clogging of the nozzle, und eine Vorrichtung zum Verhindern des Verstop- 50 Aus diesen Gründen beträgt oftmals die einwand-and a device to prevent clogging. fens von Düsen in Anlagen zur elektrostatischen Be- freie Funktionszeit einer elektrostatischen Beschich-fens of nozzles in systems for the electrostatic free function time of an electrostatic coating schichtung, die einen flüssigen Stoff versprühen. tungsanlage nicht mehr als eine viertel Stunde, z.B.layering that spray a liquid substance. processing system no more than a quarter of an hour, e.g. An die in Anlagen zum elektrostatischen Be- beim Beschichten mit Email.For those in systems for electrostatic coating with enamel. schichten verwendeten Düsen wird im allgemeinen In industriellen automatischen Anlagen mit einer eine Hochspannung gelegt, bevor ihnen der zu zer- 55 großen Zahl von festeingebauten oder auf steuerbastäubende Stoff zusammen mit der die Zerstäubung ren Halterungen gelagerten Düsen ist es äußerst nachbewirkenden Luft zugeführt wird. Derartige Düsen teilig, die Anlage derart oft reinigen zu müssen
werden in allen Beschichtungsanlagen verwendet, ob Auch bei tragbaren Spritzpistolen bringt eine Versie nun automatisch arbeiten oder manuell bedient meidung des ständigen Reinigen* eine Erhöhung ihrer werden. 60 Effektivität.In industrial automatic systems, high voltage is generally applied to the nozzles used before they are supplied with air which is extremely effective in effecting the large number of permanently installed nozzles or nozzles that are mounted on the spraying brackets. Such nozzles part of having to clean the system so often
are used in all coating systems, whether even with portable spray guns, a Versie now works automatically or manually operated avoiding constant cleaning * an increase in their capacity. 60 effectiveness.