DE2234026A1

DE2234026A1 - Verfahren zum verhindern des verstopfens von duesen in elektrostatischen beschichtungsanlagen

Info

Publication number: DE2234026A1
Application number: DE2234026A
Authority: DE
Inventors: Adrien Lacchia
Original assignee: Tunzini Ameliorair SA
Current assignee: Tunzini Ameliorair SA
Priority date: 1971-08-02
Filing date: 1972-07-11
Publication date: 1973-03-01
Also published as: JPS511252B2; DE2234026B2; FR2158582A5; IT962639B; DE2234026C3; JPS4834944A; GB1377148A; US3764068A

Description

Patentanwälte
Dr. Ing. Walter Abitz
Dr. Dieter F. Morf
Dr. Hans-A. Brauns

8München86,Pienzenauerstr.28 H_m JuH I972

. ' TAM 16O

Tunzini - Ameliorair

Thermique, Aeraulique, Mecaniqüe (T.A.M.)

90, rue Cardinet

Paris 17^e

Verfahren zum Verhindern des Verstopfens von Düsen in elektrostatischen BeSchichtungsanlagen

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

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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 %o, 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 nieder und bewirken nach einiger Zeit ihre teilweise oder völlige Verstopfung. Besonders im Falle des Beschichtens mit Email ist diese Erscheinung nachteilig, 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 ist. 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. Daduroh soll erreicht werden, daß die zurückkehrenden Teilchen erneut ihre Richtung ändern und noch vor Erreichen der Düse zum zu beschichtenden Gegenstand zurückkehren.

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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 de.r 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 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 eine völlige Verstopfung der Düse.

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 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 Effektivität.

Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verhindern des Verstopfens von Düsen in

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elektrostatischen Beschichtungsanlagen, die einen flüs&igen Stoff versprühen, anzugeben, so daß derartige Anlageu mindestens einige Stunden störungsfrei betrieben werden können,

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß von eiuer oder mehreren die Düse umgebenden Öffnungen ein zusätzlicher elektrisch geladener flüssiger Stoff in Richtung des zerstäubten Strahles gesprüht wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die elektrische Ladung des zusätzlichen flüssigen Stoffes die gleiche Polarität wie die elektrische Ladung der flüssigen zerstäubten Beschichtungsteilchen aufweist.

Vorzugsweise verträgt sich der zusätzliche flüssige Stoff sowohl chemisch als auch physikalisch mit den zerstäubten Beschichtungsteilchen.

Der zusätzliche Stoff besteht vorzugsweise entweder einer Mischung einer Flüssigkeit und eines Gases oder nur aus einer Flüssigkeit.

Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Düse auf, die mit einer Reihe Hohlnadeln versehen ist, die sich auf einer Hochspannung derselben Polarität wie die der Hochspannung an der Düse befinden.

Vorteilhafterweise weist die Düse eine Zuleitung auf, in der eine Mischung eines Gases mit einer Flüssigkeit hergestellt und den Hohlnadeln zugeführt wird.

Besonders günstig ist es, wenn in der Zuleitung sowohl eine Verwirbelungseinrichtung als auch eine konvergierende - divergierende Vorrichtung vorgesehen ist.

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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht_p die zur Düse zurückkehrenden Teilchen durch das gwisehen den Hohlnadeln und dem zu beschichtenden Gegenstand herrschende elektrische Feld zu den Nadeln gelenkt werden und dort durch den ausströmenden Stoff wieder zurück zum zu beschichtenden Gegenstand getrieben werden. Der auströmende Stoff reinigt dabei gleichzeitig die^ eventuell abgeschrägten. Spitzen der Hohlnadeln, die beispielsweise den medizinischen Spritzen entsprechen können, und bildet außerdem eine Wolke elektrisch geladener Teilchen, die erheblich schwerer als Ionen sind, und daher eine bedeutend bessere Wirkung haben bezüglich des Umladens der zurückkehrenden Teilchen.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 2 einen Querschnitt durch dieselbe Vorrichtung,

Figur 3 eine teilweise perspektivische Ansicht der Vorrichtung und

Figur 4 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bei der in den Fig.dargestellten schematischen Vorrichtung ist mit 1 ein Düsenkörper bezeichnet, mit 2 ein Zerstäuber, mit 3 ein Isolierring und mit 4 eine Mutter. Der aufzusprühende Stoff, z.B. eine Flüssigkeit, wird bei 5 in den Zerstäuber 2 eingeführt und verläßt ihn durch die Öffnung 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 Anlegen einer Hochspannung an die beiden metallischen Stücke 1 und

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Die e:-fisd?ingsgÄmäBsn .Hc-hlUisdsln mit abgeschrägten Spitzen sind mit 9 bezeichnet und bsfiacien sioli sj,-.t ei'^M metallischen Körper 4_S Sie umringeii Icrmsförmig dl© Dues 8 ^^d zeigen sum zu beschiehtendsn Gegenstand., Bsr· m&tslli.-aohe K3i^spsr 'j· enthält außerdem zwei Kammern 10 und 11 _£ lim den durch die Hohlnadeln zu versprühenden zusätzlich©^ flüssigem 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 Kaiser 10 ermöglicht. Sowohl der metallische Körper 4 als auch die Hohlnadeln 9 befinden sich auf Hochspannung.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist die folgendes Die als Schicht aufzubringende Flüssigkeit wird zerstäubt, elektrisch aufgeladen und von der Düse auf den zu beschichtenden Gegenstand durch die Öffnung 6 gesprüht. Durch den Körper 13 wird der Kammer 10 eine Mischung aus Luft und einer Flüssigkeit zugeführt, die sich mit der als Schicht aufzubringenden Flüssigkeit chemisch und physikalisch gut verträgt, die beispielsweise Wasser im Falle von Email sein kann oder ein Lösungsmittel im Falle von Lacken. Zu diesem Zweck enthält der Körper 13 einen inneren Kanal 14, durch den die Flüssigkeit strömt, und einen äußeren Kanal 15, durch den komprimierte Luft strömt, sowie konvergierende und divergierende Öffnungen, die eine innige Mischung ermöglichen. Diese Mischung aus einer Flüssigkeit mit Luft wird vom Körper 13 aus tangential in die Kammer 10 eingelassen, in der eine erste Verwirbelung stattfindet, die eine bessere Vermischung der beiden Stoffe bewirkt.

Die Kammer 10 steht mit einer zweiten Kammer 11 durch tangential in diese einmündende Kanäle 16 in Verbindung, so daß in der Kammer 11 eine zweite Verwirbelung stattfindet. Dadurch wird eine perfekte Vermischung der beiden

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Stoffe erreicht, so daß jeder Hohlnadel das gleiche Gemisch zugeführt wird'.

Dieses Gemisch wird nun von den Hohlnadeln 9 versprüht und dabei durch die Hochspannung an den Nadeln 9 elektrisch aufgeladen, wobei sich eine Wolke elektrisch geladener, fein verteilter Flüssigkeitsteilchen bildet, die den Strahl aus dem als Schicht aufzubringenden zerstäubten Teilchen konzentrisch umgibt. Diese Wolke wiricfc den vom zu beschichtenden Gegenstand abgeprallten und zurückkehrenden Teilchen entgegen, deren elektrische Ladung entgegengesetztes Vorzeichen hat zu der ihnen ursprünglich von der Düse erteilten Ladung und zu der elektrischen Ladung, der von den Hohlnadeln versprühten Wolke. Des weiteren hat die von den Nadeln versprühte Wolke einen reinigenden Effekt auf die Öffnungen der Nadeln selbst.

Statt einer Mischung aus einer Flüssigkeit mit einem Gas kann man den Hohlnadeln 9 auch nur eine Flüssigkeit zuführen. Auch braucht die Anordnung aus Hohlnadeln und dem sie tragenden Körper mit ü&r eigentlichen Düse keine bauliche Einheit zu bilder*,, sondern kann als unabhängiges Bauelement ausgeführt sein, das der Düse* in geeigneter Form zugeordnet wird.

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.

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Claims

Patentansprüche

1·ιVerfahren zum Verhindern des Verstopfens von Düsen in <-Selektrostatischen Beschichtungsanlagen, die einen flüssigen Stoff versprühen, dadurch gekennzeichnet , daß von einer oder mehreren die Düse umgebenden Öffnungen ein zusätzlicher elektrisch geladener flüssiger Stoff in Richtung des zerstäubten Strahles gesprüht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die elektrische Ladung des zusätzlichen flüssigen Stoffes die gleiche Polarität wie die elektrische Ladung der flüssigen, zerstäubten Beschichtungsteilchen aufweist.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der zusätzliche flüssige Stoff sich chemisch und physikalisch mit den zerstäubten Beschichtungsteilchen verträgt.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet , daß der zusätzliche Stoff von einer Mischung einer Flüssigkeit mit einem Gas gebildet wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3> dadurch g e τ kennzeichnet , daß der zusätzliche Stoff nur von einer Flüssigkeit gebildet wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Düse aufweist, die mit einer Reihe Hohlnadeln versehen ist, die sich auf einer Hochspannung derselben Polarität wie die der Hochspannung an der Düse befindet.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Düse eine Zuleitung aufweist, in der eine Mischung eines Gases mit einer Flüssigkeit hergestellt und den Hohlnadeln zugeführt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß in der Zuleitung eine Verwirbelungseinrichtung vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß in der Zuleitung eine konvergierende - divergierende Vorrichtung vorgesehen ist.

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ίο

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