Спосіб зарядки частинок порошків полімерів у коронному розряді та пристрій для його здійснення
Номер патенту: 4220
Опубліковано: 27.12.1994
Автори: Єршов Олександр Леонідович, Лукач Юрій Юхимович, Фещенко Валерій Захарович, Малінський Леонід Наумович, Павліщев Марат Іванович
Формула / Реферат
1. Способ зарядки частиц порошков полимеров в коронном разряде, заключающийся в подаче потока воздушно-порошковой смеси в зарядный канал корпуса зарядного устройства, зарядке частиц порошка полимера в межэлектродном промежутке и распылении потока заряженных частиц через заземленный электрод, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытия за счет увеличения степени униполярной зарядки частиц порошка полимера, поток воздушно-порошковой смеси подают со скоростью не менее 10 м/с в межэлектродный промежуток под углом 20-850 к оси зарядного канала, осуществляя движение потока частиц порошка в зарядном канале по пилообразной траектории до входа в заземленный электрод.
2. Устройство для зарядки частиц порошков полимеров в коронном разряде, содержащее цилиндрический корпус из электронепроводящего материала с зарядным каналом круглого сечения для прохода потока воздушно-порошковой смеси, на выходном конце которого расположен заземленный электрод, выполненный в виде сопла Вентури, а на противоположном конце зарядного канала по его оси установлен с возможностью поступательного перемещения вдоль оси канала игольчатый коронирующий электрод и входной штуцер для подачи потока воздушно-порошковой смеси, отличающееся тем, что входной штуцер расположен в зоне межэлектродного промежутка зарядного канала, при этом ось входного штуцера расположена под углом 20-85° к продольной оси зарядного канала и пересекает ее в точке, удаленной от острия коронирующего электрода на расстояние, равное не менее половины диаметра отверстия входного штуцера и трех диаметров коронирующего электрода, причем площадь отверстия входного штуцера составляет 0,5-0,05 от площади отверстия зарядного канала.
Текст
' Ї. Способ з а р я д к и ч а с т и ц порошков т е м , что входной штуцер расположен • полимеров в коронном р а з р я д е , з а к л ю в з о н е межэлектродного промежутка з а чающийся в подаче потока воздушнорядного к а н а л а , при этом о с ь в х о д н о порошковой смеси в зарядный канал го штуцера расположена под углом 20 корпуса з а р я д н о г о у с т р о й с т в а , з а р я д 85 к продольной оси з а р я д н о г о к а н а ке ч а с т и ц порошка полимера в межл а и п е р е с е к а е т е е в т о ч к е , удаленной электродном промежутке и распыленна от о с т р и я коронирующего э л е к т р о д а на потока заряженных частиц ч е р е з з а •расстояние, р а в н о е не менее половины земленный э л е к т р о д , о т л и ч а ю диаметра отверстия входного ш т у - ( щ ч й с я т е м , ч т о , с целью повыцера и трех диаметров коронишения к а ч е с т в а покрытия з а с ч е т у в е рующего электрода, причем п л о личения степени униполярной з а р я д к и щадь отверстия входного і штуцера частиц порошка полимера, поток в о з составляет 0 , 5 - 0 , 0 5 от п л о душно-порошковой смеси подают со с к о щади о т в е р с т и я з а р я д н о г о к а н а л а . . ростью не менее 10 м/с в межэлектрод о 930306 Изобретение относится к области электронно-ионной технологии, взаимодействию сильных электрических полей и диспергированных материалов,преимущественно может быть испольювано при нанесении порошковых полимерных материалов в электростатическом поле на изделия различной формы и размеров, движущиеся и неподвижные. Известен способ зарядки частиц порошков полимеров в коронном р а з р я де , заключающийся в подаче потока воздушно-порошковой смеси в зарядный канал корпуса зарядного устройства, J5 зарядке частиц порошка полимера в межэлектродном промежутке и распылении потока заряженных частиц через заземленный электрод. Кроме того, известно устройство 20 для зарядки частиц порошков полимеров в коронном разряде, содержащее цилиндрический корпус из электронепроводятего материала с зарядным каналом круглого сечения для прохода 25 потока воздушно-порошковой смеси', на выходном конце которого расположен заземленный электрод, выполненный в виде сопла Вентури, а на противоположном конце зарядного канала по его оси установлен с возможностью поступательного перемещения вдоль оси канала игольчатый коронируюший электрод и входной штуцер для подачи потока воздушно-порошковой смеси. Во-первых, не обеспечивается повышение степени униполярной зарядки частиц порошка полимера, так как в о з душно-порошковая смесь обтекает коронирующий электрод и проходит не только внешнюю, но и внутреннюю зону коронного р а з р я д а , в которой частицы порошка полимера получают разноименные заряды, что снижает степень униполярной зарядки,получаемой частицами порошка полимера во внешней -зоне коронного разряда. Во-вторых, эффективность зарядки порошка связана с малыми размерами зарядного устройства и, следовательно, малым расходом (до 5 м*/ч) в о з душно-порошковой смеси,электризуемой в зарядном устройстве. Последнее связано с тем обстоятельством, что при увеличении размеров зарядного устройства и объемов обрабатываемой воздушно-порошковой смеси эффективность зарядки падает. Начинает с к а зываться эффект вращательного движения спирального потока воздушно-порошковой смеси. В таком потоке максимальная концентрация частиц находится вблизи стенок корпуса зарядного устройства и, следовательно, выносится из зоны максимальной напряженности электрического поля коронного р а з ряда, что не позволяет эффективно з а ряжать частицы порошка полимера при расходах воздушно-порошковой смеси, •достигающих 5 - 3 0 м / ч , которые н е обходимы, например, для осуществления нанесения полимерного порошкового покрытия на внутреннюю поверхность труб. По известным способу и устройству зарядку частиц порошка полимера ведут в коронном разряде, но при этом в о з душно-порошковую смесь подают под острым углом на коронирующий элект.Q род. Ось подаваемого потока располаКроме т о г о , входной штуцер устройгают эксцентрично (оси не пересекаства расположен за пределами межются в одной плоскости) но отношению электродного промежутка, что ведет к к продольной оси потока воздушно-попрохождению потока воздушно-порошкорошковой смеси, перемещающегося пря- < с РОЙ смеси через внутреннюю зону к о мотоком вдоль корпуса зарядного устроны, в которой находятся ионы с р а з ройства. Последнее обстоятельство ными знаками заряда, а эксцентричное способствует тому, что основная расположение входного штуцера по отночасть - ядро потока воздушно-порошкошению к продольной оси зарядного к а вой смеси, получает вращательное пала ведет к тому, что из ядра потока спиральное движение вокруг игольчак стенкам зарядного канала выносится того коронирующего электрода. Это порошок, где образуется зона максиспособствует удпинению пути и времемальной концентрации порошка. При ни пребывания частий в зоне зарядки, этом частицы полимера проходят мимо что, в свою очередь, повышает степень зоны максимальной напряженности элект55 рического поля коронного разряда, электризации частиц. что ухудшает их электризацию. Однако известные способ и устройство обладают существенными недостатЦель изобретения - повышение к а ч е ками. ства покрытия за счет увеличения с т е 930806 пени униполярной зарядки частиц п о штуцера расположена под углом ^ J рошка полимера. ' 85° к продольной оси корпуса *лрядПоставленная цель достигается | ного устройства. тем,что поток воздушно-порошковой В начальной части корпугл I рассмеси подают со скоростью не менее положен коронирующий игольчатый 10 м/с в межэлектродный промежуток электрод 4, который соединен с источпод углом 20-35 к оси зарядного ником высокого напряжения с помощью канала, осуществляя движение потока высоковольтног J ввода, выполненного частиц порошка в зарядном канале по JQ в виде фиксирующего винта 5 , пилообразной траектории до входа в заземленный электрод. Коронирующий электрод 4 выполнен игольчатым в виде держателя с иглой f Поставленная цель достигается закрепленной на его рабочем конце, тем, что в устройстве для зарядки частиц порошков полимеров в корон15 \Ї расположен по оси зарядного канала. і Высоковольтный ввод осуществлен посном р а з р я д е , содержащем цилиндричес- . редством контактного устройства,выкий корпус из электронепроводящего полненного в виде фиксирующего винматериала с зарядным каналом круглота 5 . го сечения для прохода потока воздушно-порошковой смеси, на выходном 20 Заземленный электрод 6 выполнен конце которого расположен заземленметаллическим в виде сопла Вентури, ный электрод, выполненный в виде сопа заземляющий его вывод выполнен в ла Вентури, а на противоположном виде фиксирующего винта 7. Коро.чируюконце зарядного канала по его оси щий электрод выполнен с возможностью установлен с возможностью поступа25 его поступательного перемещения вдоль тельного перемещения вдоль оси к а оси зарядного канала посредством прунала игольчатый коронирующий электжины 8 и пробки 9, выполненной из род и входной штуцер для подачи потоэлектронепроводящего м а т е р и а л а - орг-• ка воздушно-порошковой смеси, последс т е к л а . Диаметр игольчатого корони1ний расположен в зоне межэлектродно30 рующего электрода равен 0,5 го промежутка зарядного канала, при 1,5 мм, этом ось входного штуцера расположеТочка 10 - точка пересечения на под углом 20-35° к продольной оси осей входного штуцера и зарядного зарядного канала и пересекает ее в канала. точке, удаленной от острия корониТочка 10 пересечения осей располорующего электрода на расстояние,рав- 35 жена от острия корониоующєго электроное не менее половины диаметра о т да па расстоянии не менее половины верстия входного штуцера и трех диадиаметра отверстие входного штуцеметров коронирующего электрода,причем площадь отверстия входного штуцера JQ ра tigjfH трех диаметров коронирующего электрода Л« э » то есть не менее составляет 0 , 5 - 0 , 0 5 от площади отd 3 x/2 + 3d к ^ . верстия зарядного канала. Описываемое устройство для зарядНа фиг,J представлен общий вид ки ПОРОШКОВ полимеров работает слеустройства для зарядки частиц порошдующим образом. ков полимеров, поперечный р а з р е з ; 45 Поток воздушно-порошковой смеси на фиг.2 - схема движения потока в о з от питающего устройства (на чертеже душно-порошковой смеси в межэлектродне показано) подают через входной ном промежутке зарядного канала. штуцер 3 в межэлектродный промелуток Устройство содержит цилиндричеспод углом 20 - 85° к продольной оси кий корпус 1, выполненный из электро- 50 зарядного канала 2 . При подводе вынепроводящего материала, например из сокого напряжения от отрицательного органического стекла. Внутри корпуполюса источника высокого напряжения са выполнен зарядный канал 2 кругло(на чертеже не показан) через конго сечения. Входной штуцер "3, также тактное устройство к коронирующему ,выполненный из" электронепроводящего 55 электроду 4 возникает коронный р а з материала и служащий для подачи поряд. Нейтральные молекулы воздуха в тока воздушно-порошковой смеси в з а зоне воза г острия ионизируются,обрарядный канал, расположен на межзуется внутренняя зона короны с ионаэлектродном промежутке. Ось входного ми разных знаков заряда, длина кото 930306 8 канал идет поток частиц порошка полимера, тем менее эффективна их зарядка, так как понижается удельная величина заряда частиц. Выполнение зарядного устройства с учетом соотношения fBX /Fj^ менее 0,05 ведет к значительному увеличению габаритов зарядного устройства. Кроме того, растет его гидравлическое сопротивление по входу и резго уменьшается расход воздушно-порошковой смеси, который может быть обработан в заявляемом устройстве, то есть падает его производительность. Заземленный электрод 6 выполнен металлическим, например, из латуни, в виде сопи? Вентури. Геометрия сопла Вентури выполнена следующей: передний конфузор с углом 3 0 - 4 5 , задний диффузор с углом 7 - 10°. Выполнение заземленного электрода данной геометрии обеспечивает надежную работу зарядного устройства, так как исключает забивание порошком поверхности заземленного электрода и образование обратной короны, которая уменьшает эффективность зарядки. Названный эффект достигается за счет развитой турбулентности потока на входе в сопло Беитури: сам поток воз душно-порошковой смеси на входе очищает поверхность заземленного электрода. 3 переменном сечении сопла Вентури твердая фаза отжимается от стеЧтобы поток воздушно-порошковой 35 нок и затем уже в выходном сечении смеси имел возможность двигаться комдиффузора равномерно распределяется пактной направленной струей внутри по сечению выходного канала. Далее зарядного канала 2 и проходить путь поток заряженных частиц поступает по ломаной пилообразной траектории в распылительное устройство (на чердо входа потока в заземленный элект- 40 теже не показано), посредством котород 6, площадь отверстия^ входного рого его наносят на заземленное изштуцера г е,у и площадь отверстия заделие. рядного канала F 3 i t c выполнены в соотношении f f t x / F 9 K = 0,5 - 0,05. При П р и м е р . Диаметр зарядного этом соотношение -fgx/Р^к ~ 0,5 ограканала составлял 40 мм, диаметр от45 ничивает диаметр входной струи потоверстия входного штуцера изменялся ка воздушно-порошковой смеси в зарядот 3 до 32 мм, таким образом соотный канал. Выполнение соотношения ношение £ е у / ? с з составляло 0,05 больше 0,5 уменьшает эффективность 0 9 55, межэлектродный промежуток зарядки частиц порошка полимера,так 15 - 35 , напряжение на коронируюкак увеличение диаметра струи потока 50 щем электроде 1 0 - 2 5 кВ, ток разувеличивает число частиц, проходящих ряда 25 - 190 мкА, диаметр коронина значительном удалении от зоны макрующего электрода 1 мм, расстояние симальной напряженности электричесd & x /2 + 3 d с э составляло 4,5 - 17 мм. кого поля коронного разряда» которая Проводили зарядку частиц порошка 55 полиэтилена низкого давления марки для входящего потока лежит в точке пересечения осей потока с осью заряд21006-67 5 со средним эквивалентным ного канала. Чем дальше от точки педиаметром частиц 67 мкм, эпоксидной ресечения осей при входе в зарядный порошковой краски П-ЭП-219 и П-ЭП-971, рой не превышает трех диаметров коро* нирующего электрода. Отрицательные ионы интенсивно насыщают всю остальную часть межэлектродного промежутка и образуют внешнюю зону коронного разряда. Поскольку точка пересечения оси потока, входящего в зарядный канал, с осью зарядного канала отделена от острия коронирующего электрода на расстояние не менее, чем половина диаметра отверстия входного штуцера 3 и трех диаметров коронирующего электрода 4, то при выполнении ука15 занного условия все частицы потока воздушно-порошковой смеси пройдут мимо внутренней зоны короны и попадут^} во внешнюю зону короны, чем обеспечивается униполярная зарядка частиц порошка полимера. Последнее объясня- 20 ется также тем, что диаметр зарядного канала в заявляемом устройстве не превышает нескольких десятков миллиметров, а на таком расстоянии входя25 щий в зарядный канал 2 из входного штуцера 3 со скоростью не менее 10 м/с поток воздушно-порошковой смеси представляет собой компактную струю, которая не успевает потерять свою форму, расшириться и достигнуть 30 зоны внутренней короны на своем пути к точке пересечения осей входящего потока и зарядного канала. 10 • "930806 на расходах 1 - 30 м / ч и концентраВо-вторых, повышение эффективносции порошка в воздушном потоке до ти зарядки з а счет увеличения време0,3 к г / м 3 . Результаты испытаний п о ни пребывания частиц порошка полимеказали, что зарядное устройство,реара в зоне межэлектродного промежутка лизующее способ электризации порошзарядного канала позволило снизить ков полимеров во внешней зоне корон напряжение, подаваемое на высоконого разряда, по сравнению с сущевольтный коронирующий электрод. Посствующими устройствами обеспечивает леднее позволило использовать в устследующие преимущества. 10 ройствах для зарядки частиц дешевый малогабаритный преобразователь типа " Р а з р я д - І " и блок питания к нему тиВо-первых, позволяет производить па ИЭПГ7-1 . эффективную зарядку частиц полимерДанные способ зарядки и устройстных порошков при использовании напря15 во для его осуществления могут найти жений 1G - 20 кВ и при значительных применение в автомобильной, электродо 80 мЗ/ч расходах воздушно-порошкотехнической, химической, судостроивой смеси, проходящей через зарядное тельной и других отраслях промышленустройство, что позволяет быстро и ности, в которых используются методы эффективно наносить покрытия,напри20 электронно-ионной технологии для полумер , на внутренние поверхности труб чения полимерных порошковых покрытий и других изделий с внутренними к а на различных по сложности и конфигуналами. рации изделиях. 9 3 Редактор Л.Письман Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская Заказ 669 Тираж 412 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1J3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod and device of charging particles of polymer powders in corona discharge
Автори англійськоюPavlischev Marat Ivanovych, Lukach Yurii Yukhymovych, Yershov Oleksandr Leonidovych, Feschenko Valerii Zakharovych
Назва патенту російськоюСпособ зарядки частиц порошков полимеров в коронном разряде и устройство для его осуществления
Автори російськоюПавлищев Марат Иванович, Лукач Юрий Ефимович, Ершов Александр Леонидович, Фещенко Валерий Захарович
МПК / Мітки
МПК: B05D 1/04, B05B 5/025
Мітки: частинок, спосіб, розряді, коронному, пристрій, здійснення, полімерів, зарядки, порошків
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-4220-sposib-zaryadki-chastinok-poroshkiv-polimeriv-u-koronnomu-rozryadi-ta-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб зарядки частинок порошків полімерів у коронному розряді та пристрій для його здійснення</a>
Попередній патент: Спосіб зміцнення хромокремневольфрамових сталей
Наступний патент: Спосіб зварювання під флюсом
Випадковий патент: Пристрій для багаторядного формування трубчастих борошняних виробів з начинками