УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 2004 года по МПК B05B5/47 

Изобретение относится к технике нанесения полимерных покрытий из порошковых материалов и может быть использовано для нанесения защитных, антикоррозионных, декоративных и других покрытий в различных отраслях производства.

Известно устройство для нанесения полимерных порошковых покрытий, содержащее порошковый контейнер с заборной трубкой, рукоятку, имеющую ручную насадку для обхвата, воздушный клапан и курок для открывания воздушного клапана, соединенного с одной стороны с источником сжатого воздуха и с другой стороны - с воздушным каналом, и присоединенный к рукоятке ствол с размещенным в нем электризатором, выполненным в виде трубки из полимерного материала с высокой трибоэлектрической зарядной способностью (US 5850976 А, 22.12.1998).

Ствол содержит передающую трубку цилиндрического сечения, одно внутреннее отверстие, которое соединено с одной стороны с воздушным каналом рукоятки, а с другой - с входной трубкой контейнера, другое внутреннее отверстие соединено с заборной трубкой контейнера и со входом цилиндрического канала первой секции насадки, которая выполнена из диэлектрического материала с сильной положительной трибоэлектрической зарядной способностью, например из нейлона, а вторая секция насадки содержит цилиндрический канал, в котором расположено множество трубок из диэлектрического материала с сильной отрицательной трибоэлектрической зарядной способностью, соосно с насадкой расположен проводниковый стержень, соединенный с кабелем, проходящим через канал в передающей трубке.

Устройство снабжено дефлектором, который вместе с проводниковым стержнем образует излучатель (эмиттер).

Рукоятка может прикрепляться посредством резьбы, клея и т.д. к передающей трубке, к которой снизу прикрепляется порошковый контейнер.

Порошковый контейнер состоит из чаши цилиндрической формы, крышки, входной и собирающей трубок.

Устройство может работать в двух режимах. Первый режим связан с использованием электрического потенциала коронного заряда и трибоэлектрического эффекта, второй - с трибоэлектрическим эффектом.

Данное устройство имеет часть для коронного разряда и две части (секции) насадки, выполненные из разнородных диэлектрических материалов, каждая из которых заряжает порошковую краску разной полярностью: первая секция создает положительный заряд, а вторая секция с множеством трубок - отрицательный заряд. Так как ни одна из этих частей устройства не обладает особенностями выполнения, обеспечивающими повышение заряда частиц порошковой краски в сравнении с известными аналогами, то суммарный электростатический заряд частиц порошковой краски, создаваемый электродом, соединенным с высоковольтным источником, а также каждой из частей насадки не имеет большую величину.

Конструкция устройства позволяет переносить его и быстро менять цвет напыляемого порошка.

Однако данное устройство не позволяет получить высокий уровень электростатического заряда частиц полимерной порошковой краски, что необходимо для создания высокого коэффициента осаждения порошковой краски на окрашиваемое изделие, обеспечения высокой производительности нанесения полимерной порошковой краски и получения высокого качества покрытия. Получаемая в порошковом контейнере смесь барбатируемого (перемешиваемого воздухом) порошка неравномерно поступает в электризатор по мере расхода порошка из контейнера, а затем и на покрываемую поверхность в процессе напыления. Все это снижает эффективность известного устройства для нанесения полимерных порошковых покрытий.

Задачей изобретения является создание устройства для нанесения полимерных порошковых покрытий, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в повышении эффективности устройства путем увеличения электростатического заряда, придаваемого частицам порошковой краски и равномерного поступления воздушно-порошковой смеси в электризатор, а затем и на покрываемую поверхность в процессе окраски изделия. Этот технический результат в устройстве для нанесения полимерных порошковых покрытий, содержащем порошковый контейнер с заборной трубкой, рукоятку, имеющую ручную насадку для обхвата, воздушный клапан и курок для открывания воздушного клапана, соединенного с одной стороны с источником сжатого воздуха и с другой стороны - с воздушным каналом, и присоединенный к рукоятке ствол с размещенным в нем электризатором, выполненным в виде трубки из полимерного материала с высокой трибоэлектрической зарядной способностью, достигается тем, что внутреннее поперечное сечение трубки электризатора имеет форму последовательно соединенных сужающегося конуса, цилиндра с малым диаметром, расширяющегося конуса и цилиндра с большим диаметром, при этом частью электризатора со стороны сужающегося конуса, заборной трубкой порошкового контейнера и соединенным с воздушным каналом рукоятки воздушным соплом образован эжектор, к которому сверху соосно с заборной трубкой присоединен порошковый контейнер, разделенный мембраной на две части, верхняя из которых закрыта крышкой, а нижняя часть имеет сообщающееся с атмосферой отверстие, причем трубка электризатора выполнена из полимерного материала с абразивной устойчивостью и электризатор установлен с возможностью продольного перемещения в стволе относительно воздушного сопла.

Электризатор выполнен из нескольких соосных приставных друг к другу частей и охватываемым снаружи токопроводящим заземленным стволом.

Модификация устройства имеет электризатор, состоящий из нескольких соосных, приставных друг к другу частей, а снаружи электризатор охватывается токопроводящим заземленным стволом.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - форма внутреннего сечения электризатора.

Устройство для нанесения полимерных порошковых покрытий состоит из рукоятки 1, ствола 2 и порошкового контейнера 3. Рукоятка 1 содержит ручную насадку 4 для обхвата, воздушный клапан 5, курок 6. открывающий воздушный клапан 5, воздушный канал 7 и штуцер 8, обеспечивающий связь устройства с источником сжатого воздуха. Ствол 2 присоединен к рукоятке 1 и содержит электризатор 9, выполненный в виде трубки из полимерного материала с высокой трибоэлектрической зарядной способностью, абразивной устойчивостью и с внутренним каналом переменного сечения, имеющим форму последовательно соединенных сужающего конуса 10 (фиг.2), цилиндра 11 с малым диаметром d1, расширяющего конуса 12 и цилиндра 13 с большим диаметром d2. Часть электризатора с внутренним каналом в виде конуса 10, цилиндра 11 и конуса 12 совместно с заборной трубкой 16 и воздушным соплом 15, соединенным с воздушным каналом 7 рукоятки 1, образуют эжектор 14, к которому сверху соосно с заборной трубкой 16 присоединен порошковый контейнер 3.

Порошковый контейнер 3 разделен пористой мембраной 17 на две части. Верхняя часть 18 контейнера закрыта крышкой 20 и наполнена порошковой краской 21, а нижняя часть 19 снабжена отверстием 22, соединяющим нижнюю часть контейнера с атмосферой.

Электризатор 9 имеет возможность продольного перемещения в стволе 2 относительно воздушного сопла 15. Электризатор выполнен из композиционного полимерного материала с высокой трибоэлектрической (зарядной) способностью для используемой порошковой краски, например политетрофторэтилена, который для повышения абразивной устойчивости наполнен частицами стекла, углерода и другими материалами. Устройство работает следующим образом.

Рукоятка 1 соединяется с источником сжатого воздуха с помощью штуцера 8. Сжатый воздух проходит через воздушный клапан 5, открываемый курком 6, воздушный канал 7, воздушное сопло 15 и электризатор 9. При этом между воздушным соплом 15 и электризатором 9 у заборной трубки 16 образуется разрежение воздуха, под действием которого из верхней части 18 контейнера 3 по трубке 16 в эжектор начинает поступать воздух и порошок из контейнера. В результате этого создается некоторое разрежение в верхней части 18 контейнера 3, которое вызывает поступление воздуха в контейнер через отверстие 22 в нижнюю часть 19 контейнера 3 и через пористую мембрану 17 в верхнюю часть 18 контейнера 3. Это приводит к псевдоожижению порошковой краски в контейнере и к постоянному и равномерному его поступлению по трубке 16 в эжектор 14 и через электризатор на окрашиваемую деталь.

Благодаря этому повышается эффективность работы устройства за счет увеличения производительности и качества выполнения окраски изделий.

Интенсивность засасывания воздушно-порошковой смеси из контейнера можно регулировать путем продольного перемещения электризатора 9 относительно воздушного сопла 15. Псевдоожиженная порошковая краска, проходя через электризатор 9, взаимодействует с поверхностью его внутреннего канала и становится заряженной с помощью трибоэлектрического эффекта. При этом форма внутреннего сечения электризатора 9 в виде последовательно соединенных сужающего конуса 10, цилиндра 11 малого диаметра d1, расширяющего конуса 12 и цилиндра 13 большого диаметра d2 обеспечивает вначале на участках 10, 11 повышение скорости воздушно-порошковой смеси, что повышает электростатический заряд частиц порошковой краски. Далее на участке 12 происходит дальнейшее увеличение электростатического заряда частиц порошковой краски за счет повышения ее турбулентности и уменьшение скорости воздушно-порошковой смеси до величины, обеспечивающей максимальное осаждение порошковой краски на поверхность окрашиваемого изделия.

Изменение взаимного положения электризатора 9 и воздушного сопла 15 приводят к соответствующему (пропорциональному) изменению разрежения воздуха в эжекторе, а поэтому к изменению количества воздушно-порошковой смеси, поступающей из контейнера, проходящей через электризатор и направляемой на окрашиваемое изделие.

Для устранения снижения трибоэлектрической зарядки частиц порошковой краски за счет образования электростатического заряда (противоположной полярности) на внутренней поверхности электризатора электризатор выполнен из отдельных соосных элементов (частей), например из частей 10, 11, 12 и 13, которые прижаты друг к другу, но между которыми имеется минимальный воздушный зазор.

Электростатический заряд, образовавшийся на внутренней поверхности электризатора, стекает через воздушные зазоры между частями 10, 11, 12 и 13 на заземленный токопроводящий цилиндрический ствол 2, охватывающий снаружи электризатор. Электризатор может быть разделен и на более короткие соосные части при сохранении указанной выше конфигурации внутреннего канала электризатора.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным устройством позволяет повысить эффективность нанесения полимерных порошковых покрытий. Это достигается увеличением величины электростатического заряда частиц полимерной порошковой краски, равномерным поступлением воздушно-порошковой смеси в электризатор, а затем и на окрашиваемое изделие, а также за счет регулирования количества порошковой краски, подаваемой на изделие.

Несомненные достоинства разработанного устройства подтверждены опытными образцами, изготовленными и испытанными в научно-производственном предприятии "Тристан".

Широкое применение в промышленности данного устройства будет способствовать повышению производительности труда, улучшению качества покрываемых изделий, сокращению себестоимости процесса нанесения полимерных порошковых покрытий на изделия как простой, так и сложной конфигурации, сохранению экологической чистоты окружающей среды.

Изобретение может быть использовано для нанесения защитных антикоррозионных, декоративных и других полимерных порошковых покрытий в различных отраслях производства и позволяет повысить эффективность путем увеличения электростатического заряда передаваемого частицам порошковой краски и равномерного поступления воздушно-порошковой смеси в электризатор, а затем и на покрываемую поверхность в процессе окрашивания. Устройство содержит порошковый контейнер с заборной трубкой, рукоятку, имеющую ручную насадку для обхвата, воздушный клапан и курок для открывания воздушного клапана, соединенного с одной стороны с источником сжатого воздуха и с другой стороны - с воздушным каналом. К рукоятке присоединен ствол с размещенным в нем электризатором, выполненным в виде трубки из полимерного материала с высокой трибоэлектрической зарядной способностью. Внутреннее поперечное сечение трубки электризатора имеет форму последовательно соединенных сужающегося конуса, цилиндра с малым диаметром, расширяющегося конуса и цилиндра с большим диаметром. Частью электризатора со стороны сужающегося конуса, заборной трубкой порошкового контейнера и соединенным с воздушным каналом рукоятки воздушным соплом образован эжектор, к которому сверху соосно с заборной трубкой присоединен порошковый контейнер, разделенный мембраной на две части. Верхняя часть закрыта крышкой, а нижняя часть имеет сообщающееся с атмосферой отверстие. Трубка электризатора выполнена из полимерного материала с абразивной устойчивостью, а электризатор установлен с возможностью продольного перемещения в стволе относительно воздушного сопла и выполнен из нескольких соосных приставных друг к другу частей и охватываемым снаружи токопроводящим заземленным стволом. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для нанесения полимерных порошковых покрытий, содержащее порошковый контейнер с заборной трубкой, рукоятку, имеющую ручную насадку для обхвата, воздушный клапан и курок для открывания воздушного клапана, соединенного с одной стороны с источником сжатого воздуха и с другой стороны - с воздушным каналом, и присоединенный к рукоятке ствол с размещенным в нем электризатором, выполненным в виде трубки из полимерного материала с высокой трибоэлектрической зарядной способностью, отличающееся тем, что внутреннее поперечное сечение трубки электризатора имеет форму последовательно соединенных сужающегося конуса, цилиндра с малым диаметром, расширяющегося конуса и цилиндра с большим диаметром, при этом частью электризатора со стороны сужающегося конуса, заборной трубкой порошкового контейнера и соединенным с воздушным каналом рукоятки воздушным соплом образован эжектор, к которому сверху соосно с заборной трубкой присоединен порошковый контейнер, разделенный мембраной на две части, верхняя из которых закрыта крышкой, а нижняя часть имеет сообщающееся с атмосферой отверстие, причем трубка электризатора выполнена из полимерного материала с абразивной устойчивостью, и электризатор установлен с возможностью продольного перемещения в стволе относительно воздушного сопла.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электризатор выполнен из нескольких соосных приставных друг к другу частей и охватываемым снаружи токопроводящим заземленным стволом.