DE2642587C2

DE2642587C2 - Elektrostatische Farbauftrageinrichtung

Info

Publication number: DE2642587C2
Application number: DE2642587A
Authority: DE
Inventors: Senichi Prof. Tokyo Masuda
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-03
Filing date: 1976-09-22
Publication date: 1982-04-15
Also published as: GB1549805A; JPS5243846A; JPS6113867B2; US4114810A; DE2642587A1; FR2326236A1; FR2326236B1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Farbauftrageinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der AT-PS 3 07 591 ist eine derartige elektrostatische Farbauftrageinrichtung beschrieben, bei der die gesamte Druckluftmenge, die zur Beförderung des Farbpulvers verwendet wird, zusammen mit dem Farbpulver aus der Sprühöffnung einer Sprühpistole ausgesprüht wird. Dadurch wird die durch die elektrische Aufladung bewirkte Bewegung des Farbpulvers behindert und die Beschichtungsleistung verringert. Wird jedoch die Luftmenge vermindert, tritt das Farbpulver stoßweise aus der Sprühpistole aus, so daß die Sprühleistung und die Qualität des Farbauftrages beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Farbauftrageinrichtung der eingangs erwähnten bekannten Gattung so zu verbessern, daß unter Aufrechterhaltung einer reibungslosen Luftdruckbeförderung des Farbpulvers die aus der Öffnung der Sprühpistole austretende Luftmenge stark verringert werden kann und trotzdem eine gleichbleibend gute Leistung und Qualität der Farbbeschichtung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Hierdurch wird erreicht, daß das Farbpulver im Inneren der Sprühpistole yon der Transportluft getrennt wird, so daß aus der Öffnung der Sprühpistole, die der Pulveraustrittsöffnung des Zyklonabscheiders entspricht, fast ausschließlich nur das elektrisch geladene Pulver auf den zu beschichtenden Gegenstand gegeben wird, und die abgetrennte Luft zum Großteil aus dem Oberlauf des Zyklonabscheiders nach außen ίο abgeiassen wird. Dadurch läßt sich die Leistung und Qualität der Farbbeschichtung erheblich verbessern, weil ein stets reibungsloser und gleichbleibender Transport des Farbpulvers durch die Transportluft unabhängig von der Menge des von einem Vorratsbehälter gelieferten Farbpulvers möglich ist Bei reibungsloser und gleichbleibender Zufuhr des Farbpulvers und einer genügenden elektrischen Ladung kann daher die von der Sprühpistole mit dem Farbpulver ausgesprühte Luftmenge bis nahe 0 vermindert werden, so daß eine Beeinträchtigung des durch die elektrische Aufladung bewirkten Farbbeschichtungsprozesses wegfällt. Außerdem wird durch die Erfindung ein Trenneffekt auf die Korngröße des Farbpulvers erreicht, durch den allein verhältnismäßig grobe Farbpulverteilchen (bis ca.

10 Mikron-Durchmesser und darüber) mit sehr großer Farbhaftwirkung durch Zentrifugalkraft von der Transportluft getrennt und aus der Sprühöffnung der Sprühpistole auf den zu beschichtenden Gegenstand geschleudert werden, während feinere Pulverteilchen, die eine entsprechend schlechtere Haftwirkung haben, zusammen mit der Luft aus dem Überlauf der Sprühpistole abgelassen werden. Hierdurch wird der Nutzeffekt der erfindungsgemäßen Einrichtung weiter verbessert. Die an die Abluftleitung angeschlossene Entstaubungsvorrichtung verhindert einerseits eine Verunreinigung der freien Atmosphäre und ermöglicht andererseits eine Rückgewinnung der sehr feinen Farbpulverpartikel, die somit für Farbauftragzwecke wieder zur Verfügung stehen.

Besonders zweckmäßig ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2, da hierdurch die Transportluft in einem geschlossenen Kreislauf geführt und somit die freie Atmosphäre von jeglicher Verunreinigung durch feinste Farbpulverteilchen geschützt wird.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 3 und 4 gekennzeichnet

Aus der US-PS 29 92 126 ist eine Beflockungsmaschine bekannt, bei der durch eine geschlossene Kammer auf einem endlosen Transportband Flocken hindurchgeführt werden, die auf Gegenstände aufgetragen werden, welche im Abstand über dem Transportband mittels einer Überkopf-Transportanlage zugeführt werden. Die aus synthetischen Fasern gleicher Länge bestehenden Flocken werden von einem Zufuhrtrichter dem Transportband zugeführt, der das untere Ende eines Zyklonabscheiders bildet, der mittels eines Gebläses mit Fasern beschickt wird und an der Oberseite mit einem Filtersack-Auslaß versehen ist sowie die Flocken in den Zuführtrichter austrägt Die Druckluft wird somit von dem Zyklonabscheider abgeschieden, während die Fasern in dem Konustrichter des Zyklonabscheiders gesammelt werden. In dem eigentlichen Zuführtrichter befindet sich eine Förderschnecke für die Zufuhr der Fasern auf das Transportband. Die Fasern fallen somit unter Schwerkraftwirkung auf das Transportband und werden von diesem lediglich infolge des zwischen übereinander angeordneten Elektroden gebildeten

elektrischen Potentialen auf die zu beschichtenden Gegenstände befördert, nicht aber gleichzeitig vermittels eines gasförmigen Mediums. Es liegt hierbei ein Wirkungsmechanismus vor, der sich von dem der erfindungsgemäßen Farbauftrageinrichtung prinzipiell 5 unterscheidet

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform einer Farbauftrageinrichtung nach der Erfindung,

Fig.2 jinen Schnitt längs der Linie A-A'in Fig. 1 und

F i g. 3 eine weitere Ausführungsform einer elektrostatischen Farbauftrageinrichtung nach der Erfindung, ebenfalls im Schnitt.

In F i g. 1 ist eine Sprühpistole 1 gezeigt, deren Gehäuse 4 aus einem Außenzylinder 2 und einem Konus 3 besteht, die aus Isolationsmaterial wie Glas oder Kunststoff hergestellt sind. In einer ringförmigen Endplatte 9 ist ein Innenzylinder 6 befestigt, der als Überlauf IO für den Austritt der gereinigten Luft aus der als Zyklonabscheider wirkenden Sprühpistole vorgesehen ist. Ein nadeiförmiger Koronapol 11 ist von einem Isolierzylinder 12 gehalten, der an der Endplatte verschiebbar gelagert ist Der Koronapol ist koaxial zur Sprühpistole vom äußeren Ende des innenzylinders δ her in Richtung auf die Pulveraustrittsöffnung 8 eingeführt und mit einem Handgriff 14 versehen, so daß die Lage der Nadelspitze 13 des Koronapols koaxial zu dem Isolierzylinder 12 nach rechts und links verschiebbar ist und frei reguliert werden kann. Eine Vevbindungsleitung 15 des Koronapols 11 enthält einen Strombegrenzungswiderstand mit genügend großem Widerstandswert, der über ein Kabel 16 an eine Gleichstrom-Hochspannungsquelle 17 angeschlossen ist. Dadurch kann von der Nadelspitze 13 durch die Pulveraustrittsöffnung 8 eine Gleichstrom-Koronaentladung in Richtung auf die Oberfläche 19 eines geerdeten, zu beschichtenden Gegenstandes und somit ein einpoliger Ionenstrom in dieser Richtung hervorgerufen werden. Ein Pulvertank 20 ist mit einer Pulverzufuhröffnung 21 versehen, an die sich ein Injektor 22 anschließt Eine Pulverluitleitung 23 dient zum Transport des Farbpulvers zum Zulauf 7 der Sprühpistole 1. Zwischen Rückführleitungen 24, 24' ist ein Zyklonabscheider 25 zur Entstaubung der Abluft geschaltet, die durch die Rückführleitung 24' der Saugseite 27 eines Gebläses 26 zugeführt wird. Die Druckseite 28 des Gebläses 26 steht mit dem Injektor 22 in Verbindung. Eine Sammelkammer 29 nimmt den im Zyklonabscheider 25 gesammelten Staub auf.

Die Saugseite 27 des Gebläses 26 steht mit der Außenluft über ein Ansaugrohr 30 in Verbindung, in das ein Ventil 31 eingeschaltet ist

Ein Nadelventil 32 ist stromaufwärts der Düse 33 des Injektors 22 angebracht, dessen Schaft 35 durch einen Handgriff 34 axial verschiebbar ist, so daß der Druckverlust an der Düse 33 und die urnlaufende Luftmenge geregelt werden können. Die Düse 33 bildet einen Luftstrahl, durch den Farbpulver aus der Pulverzufuhröffnung 21 des Pulvertanks 20 an dem Injektor 22 angesaugt und in die Pulverluftleitung 23 eingeführt wird. Ein Elektromotor 36 dient dem Antrieb des Gebläses 26. Durch Änderung der Drehzahl des Elektromotors 36 des Gebläses 26 kann in Verbindung mit der Regulierung des Ventils 31 die Menge des zirkulierenden Luftstroms eingestellt und die Strömungsgeschwindigkeit des Farbpulvers geregelt werden. Der in die Rücklaufleitung geschaltete Zyklonabscheider 25 muß zur Abscheidung von Farbpulverpartikeln in der Lage sein, eine Korngröße abzuscheiden, deren scheinbarer Korndurchmesser wesentlich kleiner ist als der des einen Bestandteil der Sprühpistole bildenden Zyklonabscheiders.

Ist das Gebläse 26 in Tätigkeit, zirkuliert die Luft in einem geschlossenen Kreislauf wie folgt: Druckseite 28 des Gebläses, Düse 33, Injektor 22, Puiverluftleitu.ng 23, Zulauf 7 der Sprühpistole 1, Zwischenraum 37 zwischen Außenzylinder 2 und Innenzylinder 6 der Sprühpistole 1, vorderer Raum 38 des Innenzylinders 6 der Sprühpistole 1, Innenzylinder 6, Überlauf 10, Rücklaufleitung 24, Zyklonabscheider 25, Sammelbehälter 29.

Wenn das im Innern 39 des Pulvertanks 20 vorrätige Farbpulver über die Pulverzufuhröffnung 21 dem Injektor 22 zugeführt wird, wird es von dem aus der Düse 33 austretenden Druckluftstrom angesaugt, mitgeführt und durch die Pulverluftleitung 23 pneumatisch durch den Zulauf 7 in die Sprühpistole 1 befördert Die das Farbpu.'ver mitführende Luft strömt tangential in den Zwischenraum 37 zwischen Innenzylinder 6 und Außenzylinder 2, so daß eine heftige Wirbelbewegung in Richtung des Pfeiles 40 im Bereich des Zwischenraums 37 und des vorderen Luftraums 38 entsteht. Durch die Wirkung der Zentrifugalkraft werden die gröberen Farbteilchen, die den Großteil des Farbpulvers ausmachen, von dem Luftstrom abgeschieden und entlang der Innenwand 41 des Gehäuses 4 in einer Wirbelbewegung zur Pulveraustrittsöffnung 8 geführt, so wie in den Luftraum 42 in Richtung des zu beschichtenden Gegenstandes 18 gelangen. Da an der Nadelspitze 13 des Koronapols eine Gleichstrom-Koronaentladung stattfindet, werden die gröberen Farbteilchen den von der Nadelspitze 13 abgegebenen einpoligen Ionen ausgesetzt und stark aufgeladen. Dadurch das zwischen der Nadelspitze 13 und der Oberfläche 19 des zu beschichtenden geerdeten Gegenstandes gebildete elektrische Feld werden daraufhin die aufgeladenen gröberen Farbteilchen von dem zu beschichtenden Gegenstand in der Zeichnung nach rechts angezogen und bleiben auf der Oberfläche haften. Andererseits wird der Wirbelluftstrom, nachdem er die gröberen Farbpulverteilchen abgeschieden hat und nur noch den geringen Rest von feinkörnigem Farbpulver mitführt, von dem Innenzylinder 6 angesaugt und gelangt aus dem Überlauf 10 über die Rücklaufleitung 24 in den Zyklonabscheider 25 zur völligen Abscheidung des Feinkornanteils, der in der Sammelkammer 29 gesammelt wird. Die vollständig gereinigte Luft gelangt über die Rücklaufleitung 24' und die Saugseite 27 zum Gebläse 26 und über dessen Druckseite 28 wieder zur Düse 33 des Injektors 22 im Umlauf. In diesem geschlossenen Kreislauf zirkuliert daher eine verhältnismäßig große Luftmenge, so daß das aus der Pulverzufuhröffnung 21 des Pulvertanks 20 gelieferte Farbpulver nicht nur reibungslos der Sprühpistole 1 pneumatisch zugeführt werden kann, sondern es wird auch von deren Pulveraustrittsöffnung 8 in den Luftraum 42 fast ausschließlich nur Farbpulver abgegeben. Somit wird eine Störwirkung der ausströmenden Luft auf den Farbbeschichtungsvorgang vermieden. Das Farbpulver wird schichtartig entlang der Innenwand der Sprühpistole gleichmäßig wirbelnd transportiert, so daß es durch die von der Nadelspitze 13 des Koronapols 11 gelieferten einpoligen Ionen einheitlich stark aufgeladen werden kann. Da nur die gröberen Farbpulverteilchen aus der Pulveraustrittsöffnung 8 austreten, wird

infolge ihrer großen Haftfähigkeit eine hohe Auftragleistung und Auftragsqualität erreicht. Die Feinstpulverteilchen werden vollständig von dem Zyklonabscheider 25 aufgefangen und in der Sammelkammer zurückgewonnen, so daß sie anderweitig nutzbringend verwendet werden können. Der geschlossene Kreislauf der Luft verhindert eine Luftverschmutzung des Arbeitsplatzes durch Austritt von Mikrostaub, der auch vom Zyklonabscheider 25 nicht aufgefangen werden kann. Dadurch ist gewährleistet, daß die Mikrostaubteilchen sich im Verlauf mehrmaliger Umläufe in dem geschlossenen Kreislauf durch Kohäsionswirkung zu gröberen Teilchen zusammenschließen können, die schließlich von dem Zyklonabscheider 25 aufgefangen werden. Die Klassierung des Korndurchmessers des Farbpulvers in der Sprühpistole 1 läßt SiCu bis ZU ciüciTi gewissen \3rad durch Regulierung des Ventils 31, Veränderung des Düsenspaltes 32 des Injektors und der Drehzahl des Elektromotors 36 beeinflussen.

An der Rücklaufleitung 24 und 24' sind Entionisierer 43, 43' angebracht, die unter Verwendung von Radioisotopen oder Wechselstromkoronaentladung usw. arbeiten und dazu dienen, ein Festkleben von elektrostatisch aufgeladenen Feinststaubteilchen an dem Zyklonabscheider 25 oder an dem Gebläse 26 zu verhindern.

Bei der Ausführungsform in F i g. 3 ist der Koronapol 11 für die Aufladung des Farbpulvers an der Vorderseite des Injektors 22 angebracht. Die Rohrwand 63 an der Vorderseite des Injektors besteht aus einer Glasschicht. Anderen Außenwand befindet sich eine durch ein Kabel an die Gleichstrom-Hochspannungsquelle 17 angeschlossene Gegenelektrode 64, deren Äußeres durch einen Isolator 65 und einen Mantel geschützt ist. An der Rohrwand 63 befindet sich ein geerdetes Zylinderrohr 66, das mit der Rohrwand 63 verbunden ist, welches von dem in dessen Inneren vorspringenden Sirebenleiter 67 gehalten ist. Der nadeiförmige Koronapol ist in der Mitte der Rohrwand 63 koaxial eingeführt. Durch die Gleichstrorn-Koronacntladüng der Nadelspitze «3 des Koronapols wird das diesen Teil passierende Farbpulver stark aufgeladen. Die aufgeladenen Farbteilchen passieren die aus Isolationsmaterial bestehende Pulverluftleitung 23 und treten dann über den Zulauf 7 in die ebenfalls aus Isolationsmaterial bestehende Sprühpistole ein. Die weitere Wirkung dieser Sprühpistole ist mit der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform identisch, so daß sich eine weitere Erklärung erübrigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrostatische Farbauftrageinrichtung mit einer Sprühpistole, der über eine mit einer Druckluftquelle in Verbindung stehende Pulverluftleitung aus einem Pulvertank mitteis Druckluft als Transportmittel Farbpulver zugeführt wird, und mit einem an eine Hochspannungsquelle angeschlossenen Koronapol zum elektrischen Aufladen der Farbpulverteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulveraustrittsöffnung (8) der Sprühpistole (1) die Spitze des Konus (3) eines von dem Gehäuse der Sprühpistole (1) gebildeten Zyklonabscheiders ist, in dessen Zulauf (7) die mit Druckluft druck- und/oder mengenregelnd beaufschlagte Pulverluftleitung (23) mündet, und daß ein Oberlauf (10) zur Abgabe einer Teilmenge der vom Farbpulver im wesentlichen abgeschiedenen Druckluft über eine Abluftleitung (24) vorgesehen ist, an die eine Entstaubungsvorrichtung (25, 29) angeschlossen ist

2. Elektrostatische Farbauftrageinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entstaubungsvorrichtung (25, 29) aus einem Zyklonabscheider (25) mit hohem Abscheidevermögen besteht und über eine Rückführleitung (24, 24') an die Saugseite (27) eines Gebläses (26) neben einem Ansaugrohr (30) für Frischluft mit einem Ventil (31) angeschlossen ist, dessen Druckseite (28) mit der Pulverluftleitung (23) verbunden ist.

3. Elektrostatische Farbauftrageinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite (28) des Gebläses (26) mit einem druckregelbaren Injektor (22) verbunden ist, der in die Pulverluftleitung (23) an einer Pulverzuführöffnung (21) des Pulvertanks (20) eingeschaltet ist.

4. Elektrostatische Farbauftrageinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückführleitung (24, 24') für die gereinigte oder ungereinigte Abluft Entionii-ierer (43, 43') angebracht sind.