Устройство для электростатического нанесения покрытий Советский патент 1984 года по МПК B05B5/08 

1 Изобретение относится к электрон но-ионной технологии, получения покрытий из дисперсных материалов и может быть использовано в машиностроительной, электротехнической . и других отраслях промышленности. Известно устройство, содержащее емкость для покрывного материала и размещенные в ней газовые сопло и диффузор, соединенный материалопро водом с распылителем, а также связанный с источником высокого напряжения узел зарядки распыляемого порошка, размещенный в выходном патрубке диффузораCl. Однако наличие на пути транспортирования порошкообразного материала протяженных в пространстве элемен тов существенно ухудшает а.эродинамику подаваемой на распыление газопорошковой смеси, что отрицательно сказывается на качестве покрытий. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, содержащее камеру напьшения с емкост для напыляемого материала и распылителем и размещенные в ней газовое со ло с конусообразной наружной поверх- ностью, связанное с источником высок го напряжения, и диффузор, соединенн материалопроводом с распылителем 23. Данное устройство позволяет произ водить зарядку распыляемого порошка в процессе отбора, однако при обеспечении требуемых параметров (плотности, расхода и т.д.) подаваемой на распыление газопорошковой смеси изменение величины зазора между соплом И-диффузором сопровождается изменением параметров коронного разряда (напряженности электростатического поля, силы Т(рка короны) между указанными элементами. Причем зазор зачастую необходимо изменять в таких пределах, при которых поддержание ус тойчивого коронного разряда .невозможно или неэффективно. В результате при больших плотности и расходе газопорошковой смеси эффективность зарядки напыляемого материала у данного устройства оказывается недостаточной, что приводит к ухудшению качества покрытий на изделиях сложно конфигурации. Целью изобретения является повыше ние эффективности зарядки напыляемог материала. 6 Указанная цель достигается тем, цто устройство для электростатического нанесения покрытий, содержащее камеру напыления .с емкостью для напыляемого материала и распылителем и размещенные в емкости газоёое сопло с конусообразной наружной поверхностью, .связанное с источником высокого напряжения, и диффузор, соединенный материалопроводом с распылителем. снабжено дополнительной камерой, установленной коаксиально соплу с возможностью осевого перемещения и охватывающей его., причем дополнительная камера выполнена открытой со стороны диффузора и соединена с узлом подачи сжатого газа, которым снабжено устройство. На чертеже схематически показано предлагаемое устройство (в рабочем Состоянии). Устройство содержит выполненную из тонколистовой стали заземленную камеру напьшения 1 с размещенной в ее нижней части емкостью 2 для полимерного порошка. Емкость пористой перегородкой 3 разделена на рабочий резервуар 4 и камеру 5 наддува. В последний установлен электромагнитный вибратор 6, якорь 7 которого закреплен на перегородке. В противоположных бб ковых стенках резервуара смонтированы газовое сопло 8 и диффузор 9, установленные с зазором 10. Диффузор электрически соединен,с емкостью 2 закреплен в цанговом зажиме 11 и посредством материалопровода 12 сообщается с распылителем 13 по.лимерного порошка. Сопло, наружная поверхность которого выполнена в виде усеченного конуса, герметично посажено на диэлектрический патрубок 14 и связано с источником 15 высокого напряжения. На патрубке размещена дополнительная камера 16 с заземленным через переменный резистор 17 (величина его сопротив- . ления порядка 30 МОм) электродом 18. Последний образует с наружной поверхностью сопла В кольцевой зазор 19. Кроме того, дополнительная камера 16 снабжена пружиной 20 и установлена с зазором 21 (его величина 0,3 мм) и с возможностью продольного перемещения относительно сопла по диэлектрическому патрубку 14. С помощью гибкого шланга 22 камера соединена с источником 23 подачи легкоионизируемого газа (может использоваться азот, фреон и т.п.). SoFia отбора отделена от рабочего резервуара 4 проницаемой для поропжа обечайкой 24, закрепленной на диффузоре 9. Подвеска 25 заземлена и предназначена для размещения изделия 26. Устройство работает следующим образом, В рабочий резервуар 4 засыпается полимерньй порошок. На обмотку элект ромагнитного вибратора 6 подается . напряжение, а в камеру 5 наддува воздух. Совместным воздействием вибрации и проходящего через пористую перегородку 3 воздуха порошок перево дится в псевдоожиженное состояние. Изделие 26 закрепляется на заземленной подвеске 25 и направляется в камеру напылении 1. В дополнительную камеру 16 подается легкоионизируемый газ, который истгкает через зазоры 21 и 19 и попадает в пространство ме ду газовым соплом 8 и диффузором 9. Расход газа выбирается с таким расчетом, чтобы создать в камере избы-, точное давление, в силу чего она перемещается в левое положение, сжав пружину 20. При этом между соплом .и электродом 18 устанавливается не.обходимый зазор 19. Одновременно соп у от источника 15 высокого напряжения сообщается заданный электрически потенциал, а переменным резистором 1 устанавливается такое сопротивление, чтобы в кольцевом газоре 19 возник устойчивый коронный разряд с требуеМой вольт-амперной характеристикой. В то же время коронный разряд воз 1Икает и Б зазоре 10 между соплом и заземленным диффузором. Молекулы легкоионизируемого газа равно как и смеси его с воздухом, проходя соответственно через зоны коронного разряда 19 и 10, получают отрицательный заряд. Вследствие этого простран ство между соплом и диффузором насыщается ионами газа. Величина заряда задается значениями напряженностей электростатического поля в отмеченны зазорах. При подаче в газовое сопло сжатого воздуха псевдоожиженный поли мерный порошок через отверстия в обечайке 24 поступает в указанное пространство, и соединяясь с ионами газа, приобретает отрицательный объемный заряд. Далее порошок инжектируется через зазор 10 и по материалопроводу 12 транспортируется к распыл 6 телю 13 и распыляется на псчверхность изделия 26. Заряженные частицы порошка равжтмерно распределяются по поверхности вращающегося заземленного изделия и значительное время удерживаются на ней. При последующем оплавлении напыленного порошка получается сплошное, равномерное по толщине покрытие. Толщина получаемого покрытия определяется размером и зарядом частиц и временем напьтения (3-15 с) полимерного материала. Кроме того, возможны и другие различные варианты конструктивного исполнения устройства. Так, газовое сопло 8 может быть выполнено проницаемым для газа, подаваемого от дополнительного источника, и тогда необязательно наличие зазора 21 между соплом и дополнительной камерой 16. При этом степень очистки рабочей поверхности сопла и эффективность зарядки частиц распыляемого материала сохраняются на прежнем уровне. Положительные результаты получены и при проверke работоспособности конструкции сопла, наружная поверхность которого , редставляет усеченные параболоид или гиперболоид вращения и их сочетание. Во втором и третьем случаях наблюдается улучшение аэродинамики подаваемой к покрываемому изделию газопорош- КОБОЙ смеси. Снабдив устройство дополнительной камерой, установленной коаксиально соплу с возможностью перемещения относительно него, охватывающей сопло и выполненной открытой со стороны диффузора, и системой подачи сжатого газа в дополнительную камеру удается обеспечить устойчивый режим коронного разряда в кольцевом зазоре между соплом и дополнительной камерой. Вследствие этого достигается стабильное сообщение высоких величин зарядов молекулами газа, подаваемого через указанную зону коронного разряда, что в свою очередь, приводит к повьшению эффективности зарядки распыляемого материала. Благодаря этому улучшается равномерность распределения частиц полимерного порошка на поверхности изделия сложной . конфигурации, что позволяет повысить качество получаемых на них покрытий. Указанные меры способствуют и расширению технологических возможностей

S1,100006

устройства, так как параметры , и от характеристик (плотности, раскоронного разряда не зависят от вели- . /хода и т.д.) подаваемой на распычины зазора между соплом и диффузором ление газопорошковой смеси.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, содержащее камеру напыления с емкостью для напьшяемого материала и распылителем и размещенные в емкости газовое Сопло с конусообра зной наружной поверхностью, связанное с источником высокого напряжения, и i диффузор, соединенный материалопроводом с распылителем, отличающ ее с я тем. Что, с целью-повышения эффективности зарядки напыляемого материала, оно снабжено дополнительной камерой, установленной коаксиальноiсоплу с возможностью осевого перемещения и охватывающей его, причем дополнительная камера выполнена о-скрытой со :стороны диффузора и соединена с узлом подачи сжатого газа, которым снабжено устройство. (Л