DE973478C - Vorrichtung zur Ausbildung fein verteilter Nebel in Form einer Wolke fuer die Abscheidung im elektrostatischen Feld unter Anwendung eines Hilfsgasstromes - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 3. MÄRZ 1960

Hilfsgasstromes

In den ausgelegten Unterlagen der deutschen Patentanmeldung M 2224 IVc/75 c ist ein Verfahren zum Lackieren mit Hilfe eines elektrischen Feldes unter Anwendung eines Hilfsgasstromes beschrieben, bei dem vernebelter Lack in Form einer Wolke von begrenzter Frontbreite in die in einem elektrostatischen Feld befindliche Lackierzone geführt wird.

Die Erfindung betrifft eine Zerstäubervorrichtung, die besonders geeignet ist, Lack in Form einer Woike von begrenzter Frontbreite zu verteilen und in ein elektrostatisches Feld zu führen. Diese Vorrichtung eignet sich allgemein zur Ausbildung fein verteilter flüssiger Teilchen für die Abscheidung im elektrostatischen Feld, ist also beispielsweise auch geeignet, öle, flüssige Kunstharze oder auch Beizmittel oder Oberflächenbehandlungsmittel in fein verteilter Form mit Hilfe eines elektrischen Feldes auf Gegenständen niederzuschlagen.

In der obenerwähnten Patentanmeldung M 2224 IVc/75c ist bereits ausgeführt, daß.für das dort

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beschriebene Verfahren der vernebelte Lack durch schnell rotierend oder schwingend bewirkte Zerstäubung und mit Hilfe einer kurz hinter dem Zerstäuberaustritt angeordneten, diesen allseitig umgebenden Trägergasquelle als Wolke von begrenzter Frontbreite ausgebildet wird, neten, diesen allseitig umgebenden Trägergasquelle als Wolke von begrenzter Frontbreite ausgebildet wird.

ίο Es wurde nun gefunden, daß man eine besonders gute Ausbildung derartiger Nebelwolken mit einer Vorrichtung erzielt, bei der die Trägergasquelle ringförmig oder ringähnlich in solcher Entfernung um den Zerstäuberkopf eingesetzt wird, daß durch sie die Randzerstäubungszonen, in denen die Lackdichte abfällt, nicht zur Ausbildung kommen können, sondern in die Hauptmasse der Lackwolke hineingedrängt werden.

Die Zerstäubungsvorrichtung ist im Prinzip in Abb. ι dargestellt. Diese Abbildung zeigt zwei senkrecht zueinander befindliche Schnitte durch die Zerstäubungsvorrichtung. 1 ist ein rotierender Becher, der durch eine Antriebsvorrichtung in schnelle Rotation um die Hohlachse 2 versetzt wird. Der Lack fließt durch die Leitung-3 durch die Hohlachse dem Verteiler 4 zu und wird durch die Zentrifugalkraft gegen die vordere Kante des Bechers bewegt und tritt dort fein verteilt, senkrecht zur Drehachse in die umgebende Luft aus. Rings um den Zerstäuberkopf und hinter der Austrittskante befindet sich eine feststehende ringförmige Leitung 5 mit einer Austrittsöfrrmng (Schlitz) bzw. Austrittsöffnungen 6 in Richtung der Drehachse auf den Lack hin. Durch diese Leitung wird das Trägergas, vorzugsweise Luft, mit solchem Überdruck und in solcher Menge durchgegeben, daß die zerstäubten Flüssigkeitsteilchen, die ohne Einstellung des Trägergases sich bis gegen 7 ausbreiten wurden, in Richtung 8 abgelenkt werden.

Die Form und der Durchmesser der ringförmigen Trägerquelle richtet sich nach den Ausmaßen der gewüschten Nebelwolke. Die Form dieser Leitung 5 bestimmt die seitliche Begrenzung der Nebelwolke. Auf diesen Durchmesser des ringförmig gebogenen Rohres 5 wird die Ausmessung des Bechers, seine Geschwindigkeit und die Menge der zugeführten, zu zerstäubenden Flüssigkeit abgestimmt. Ist der Durchmesser des Ringes 5 verhältnismäßig groß, dann empfiehlt es sich, die Austrittsöffnungen so zu wählen, daß die Richtung des Gasstromes etwas nach innen zur Drehachse geneigt ist. Auf diese Weise erreicht man es, daß die gesamte Wolke mit gleichförmiger Geschwindigkeit und in gleichbleibender Breite vorangetrieben wird.

Will man mit einer Zerstäubungsvorrichtung eine Wolke von möglichst großem Querschnitt erzeugen, so verwendet man einen besonders leistungsfähigen Zerstäuberkopf und bewirkt die Wolkenausbildung durch mehrere ringartig um den Zerstäuberkopf angeordnete Trägergasquellen. Diese werden vorzugsweise konzentrisch angeordnet. Die Verwendung mehrerer konzentrischer Trägergasquellen hat gegenüber der Verwendung eines Gasstromes gleicher Breite den Vorteil, daß man die Intensität j des Trägergases beispielsweise von außen nach innen steigern kann, um eine gleichmäßige Ausbildung der Wolke zu ermöglichen.

Die Verteilung des Lackes in möglichst kleine Tröpfchen wird dadurch erleichtert, daß man in den rotierenden Becher Leitrippen einbaut, die vorzugsweise vor Erreichung des Zerstäubungsrandes aufhören. Die Flüssigkeit wird dann in den durch die Leitrippen gebildeten Rinnen nach vorn geleitet und ist bereits dadurch aufgeteilt und durchwandert das letzte Stück des rotierenden Bechers als feiner, auf der Innenfläche anliegender Film, der an der Kante besonders fein zerstäubt.

Der Austritt 4 der feststehenden Lackleitung im rotierenden Becher wird vorzugsweise so angeordnet, daß von ihm der Lack in einem oder mehreren Strahlen in den Becher 1 austritt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man dieser Zuleitung einen Verteilerkopf aufsetzt, der in den Becher hineinragen kann.

Die ringförmige Leitung 5 braucht nicht die Form eines Kreises zu besitzen, sondern kann in beliebiger Form, auch vieleckig oder elliptisch, gewählt werden.

Soll die Zerstäubungsvorrichtung nicht vorwiegend in horizontaler, sondern vorwiegend in senkrechter Richtung eingesetzt werden, dann bildet man den Zerstäubungsbecher vorzugsweise in der Art aus, wie die rotierenden Zerstäuberköpfe von Trocknungsanlagen, z. B. Krausezerstäubern, ausgebildet sind. In den rotierenden Becher 1 wird beispielsweise ein Gegenkonus eingesetzt, auf den der Lack auftrifft und von dem er auf den eigentlichen Zerstäubungsbecher 1 geschleudert wird, der ihn dann nach außen treibt. Ein solcher, für vertikale Zerstäubung geeigneter Becher ist beispielsweise schematisch in Abb. 2 gezeichnet. Der Lack tritt durch die Leitung 9 ein und fällt in einen kleinen, mit Löchern versehenen Käfig 10, der mit dem Gegenkonus 11 verbunden ist. Der Gegenkonus 11 rotiert mit dem Konus 12. Zwischen dem Rand des Gegenkonus und dem Zerstäuberkonus 12 befinden sich schmale Schlitze 13, die den Austritt des Flüssigkeitsfilms erlauben.

Zum Antrieb der Zerstäuber dienen schnell laufende Motoren, beispielsweise Elektromotoren oder Preßluftturbinen. Vorzugsweise verwendet man Drehzahlen von 10 000 Umdrehungen in der Minute aufwärts. Wenn besonders feine Zerstäu- 1x5 bung erwünscht ist, kann man bedeutend höhere Drehzahlen, etwa zwischen 50 000 und 100 000 Umdrehungen pro Minute anwenden. Hierzu verwendet man beispielsweise luftgelagerte Rotoren. In Abb. 3 ist beispielsweise ein solcher schwim- iao mend gelagerter Rotor mit Zerstäubungskonus schematisch dargestellt. Der Rotor besteht aus einem hohlen, spulenförmigen Körper 15, durch den die Lackzufuhrleitung 14 geht. An den Spulen sind Leitrillen 16 eingefräst, durch welche die bei 17 eingeleitete Preßluft nach außen entweicht und da-

bei den Rotor in schnelle Rotation versetzt. Der Rotor ist in einen Lagerblock 18 mit geringem Spiel eingepaßt. Die Preßluft entweicht bei ig und 20 zu beiden Seiten des Lagerblockes und kann bei 20 auch abgelenkt werden, damit sie die Lackwolkenausbildung nicht stört. Gegebenenfalls kann die Austrittsluft aus dem Triebwerk zur Bildung der Wolke benutzt werden. Der Lack gelangt von der Leitung 14 in den mit Rippen 21 versehenen Becher 22 und wird dort zerstäubt. Es kann vorteilhaft sein, die Zerstäubungskanten bei hochtourigen Zerstäubern zackig oder anderweitig von der Linearen abweichend auszubilden.

Die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung gebildete Nebelwolke wird elektrostatisch zur Abscheidung gebracht. Hierzu kann das Feld zwischen Gitterelektroden und dem geerdeten Gegenstand ausgebildet werden, wobei der Zerstäuber ebenfalls geerdet wird. Es ist jedoch auch möglich, das Feld zwischen dem Zerstäuber und dem zu lackierenden Gegenstand auszubilden, wobei vorzugsweise der Gegenstand geerdet wird. Benutzt man hierbei die Zerstäubungsvorrichtung als Hochspannungspol, so ist dafür Sorge zu tragen, daß alle leitend mit dem Zerstäuber verbundenen Teile, wie z. B. Lack- und Luftzuführung und Motor, gegen Erde hinreichend isoliert sind.

Es ist bereits bekannt, rotierende Elektrozerstäuber zum Lackieren im elektrischen Feld zu verwenden und hierbei den Lackzerstäuber auf hohe negative Spannung und den zu lackierenden Gegenstand auf Erde zu schalten. Hierbei erfolgt die Zerstäubung an einer scharfen Kante durch elektrostatische Kräfte.

Gegenüber diesem bekannten Verfahren erfolgt die Zerstäubung erfindungsgemäß auf mechanischem Wege durch Abschleudern des Lackes durch die Zentrifugalkraft und die Ablenkung zu dem zu lackierenden Gegenstand durch den gerichteten Trägergasstrom, während die am Zerstäuber angelegte Spannung eine Aufladung des Nebels bewirkt. Der die Wolke ausbildende Trägergasstrom unterstützt hierbei die Feldwirkung und gestattet, bei niedrigerer Spannung bessere Abscheidung zu erzielen.

Mit Hilfe dieser Vorrichtung läßt sich eine elektrische Lackierung besonders einfach durchführen. Man kann nämlich die Spritzvorrichtung unmittelbar auf einen fahrbaren Hochspannungstransformator aufsetzen und mit ihr beliebige Gegenstände an Ort und Stelle lackieren. Es ist auch möglich, Gegenstände an Transportbändern in bekannter Weise an dieser Vorrichtung vorbeizuführen. Ein solche Anordnung, bei der mit Hilfe eines fahrbaren Transformators an einem Transportband entlang geführte Gegenstände lackiert werden, ist in Abb. 4 dargestellt. Hierin ist 23 der Zerstäuber mit dem Triebwerk, 24 die ringartig ausgebildete Trägerluftquelle, 25 die Lackzuleitung vom Behälter 26, der über Isolatoren 27 auf einem Schutzkäfig 28 ruht. Die Hochspannung wird in dem Tranformatorkasten 29 erzeugt und wird innerhalb des Isolators 30 der Zerstäubervorrichtung zugeleitet. Die zu lackierenden Gegenstände 31 werden über ein Transportband 32 in vorzugsweise etwa 50 bis 80 cm Entfernung vorbeigeführt. Überschüssige Lösungsmitteldämpfe können durch den Saugstutzen 33 abgeführt werden. Die Größe der ringförmigen Trägerluftquelle wird etwas größer gewählt als die Ausdehnung des zu lackierenden Gegenstandes senkrecht zur Transportrichtung. Es genügt bei der angegebenen Entfernung eine Spannung von etwa 40 000 Volt, wobei die Trägerluft entsprechend reguliert wird.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur Ausbildung fein verteilter Nebel in Form einer Wolke für die Abscheidung im elektrostatischen Feld unter Anwendung eines Hilfsgasstromes, dadurch gekennzeichnet, daß um einen schnell rotierenden Zerstäuberkopf eine ringförmige oder ringähnliche Trägergasquelle in solcher Entfernung angeordnet ist, daß durch deren Gasstrom die Randzerstäubungszonen, in denen die Lackdichte abfällt, ins Innere der Nebelwolke umgelenkt und die Wolke gleichmäßig vorwärts bewegt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 'die öffnungen oder Schlitze für die Trägerluft an dem Ring in solcher Richtung angebracht sind, daß die Luftrichtung nach innen zur Mittelachse geneigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch χ und 2, gekennzeichnet durch mehrere ringförmige Trägergasquellen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 500 784; schweizerische Patentschrift Nr. 181 026.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen