DE2444563A1 - Electro-static powder coating using a dip tank - with coating material maintained in constant circuit for charging - Google Patents
Electro-static powder coating using a dip tank - with coating material maintained in constant circuit for chargingInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverbeschichtung in einem Tauchbehälter Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverbeschichtung in einem Tauchbehälter, insbesondere unter Verwendung von Luft oder anderer Trägergasströme zum Transportieren, Aufladen und Versprühen der Feststoffpartikel eines pulverförmigen Beschichtungsstoffes. Method and device for electrostatic powder coating in a dip tank The invention relates to a method and a device for electrostatic powder coating in a dip tank, especially under Use of air or other carrier gas streams for transportation, charging and Spraying of the solid particles of a powdery coating material.
Das elektrostatische Auftragen eine Pulverachicht unter.The electrostatic application has a powder layer underneath.
Verwendung von Gasen, in der Regel Luft, zum Aufwirbeln oder Versprühen von Feststoffpartikeln ist bei der Plastbeschiohtung allgemein bekannt.Use of gases, usually air, for swirling or spraying of solid particles is generally known in plastic coating.
sie 3escüic£ftun erfolgt dabei in elektrostatischen WirbelsctXicntalllagen oder mittels geeigneter Sprüheinrichtungen.It takes place in electrostatic vortex conditions or by means of suitable spray equipment.
i emeinsar.les prinzip besteht darin, daß die zur Beschichtung dienenden Feststoffpartikel in der Form als Pulver-Gas-Gemisch durch Anlagerung von Ionen elektrisch aufgeladen und durcn ein elektrisches Feld, das zwischen Hochspannungselektroden und geerdetem Beschichtungsgegenstand wirkt, auf die Beschicht ungsflächen überwiegend durch elektrische Feldkräfte transportiert werden und dort auf Grund ihrer elektrischen Ladung haften. Die zur Aufladung der Feststoffpartikel dienende Hochspannung wird einer Gleichspannungsquelle entnommen, deren Ausgangsspannung in der Regel 30 ... 120 kV beträgt.i emeinsar.les principle is that the used for coating Solid particles in the form of a powder-gas mixture due to the accumulation of ions Electrically charged and created by an electric field between high-voltage electrodes and earthed coating object acts predominantly on the coating surfaces are transported by electric field forces and there due to their electric Adhere to the charge. The high voltage used to charge the solid particles becomes taken from a DC voltage source, the output voltage of which is usually 30 ... 120 kV.
Es wurden weiterhin bereits Sprüheinrichtungen vorgeschlagen, bei denen die Feststoffpartikel beim pneumatischen Transport durch einen Isolierstoffkanal elektrokinetisch aufgeladen und auf die Oberfläche des geerdeten Werkstückes geblasen werden.Spray devices have also been proposed at where the solid particles during pneumatic transport through an insulating material duct Electrokinetically charged and blown onto the surface of the grounded workpiece will.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum elektrostatischen Beschichten in einer Wirbel schicht benötigen zur Aufladung der Pulverteilchen Elektrodenanordnungen, die innerhalb des Tauchbehälters angeordnet und zur Erzeugung von Koronaentladungen an Hochspannungsquellen angeschlossen sind Mit dem Einsatz der Hochspannung ist neben den Kosten für den Generator insbesondere der Nachteil einer hohen Explosionsgefahr verbunden, wenn die geerdeten Werkstücke zum Zweoke der Beschichtung in die Wirbelschicht selbst oder in die darüber befindliche Austragszone der Pulverwirbelsohicht eingetaucht und die Mindestabstände zu den innerhalb des Tauchbehälters angeordneten Hochspannung führenden Elektroden nicht eingehalten werden. Die Funkenentladungen zwischen Werkstück und Koronaelektroden stellen im zündfähigen Pulver-Luft-Qemisch eine hohe Explosionsgefahr dar, die den Einsatz elektrostatischer Wirbelechichtanlagen aus sicherheitstechnischen Gründen in Frage stellt.The known methods and devices for electrostatic coating in a fluidized bed need electrode arrangements to charge the powder particles, which are arranged inside the immersion tank and for generating corona discharges are connected to high voltage sources with the use of high voltage is In addition to the cost of the generator, there is also the particular disadvantage of a high risk of explosion connected when the grounded workpieces are in the fluidized bed for the purpose of coating itself or immersed in the discharge zone of the powder vortex layer above it and the minimum distances to the high voltage arranged inside the immersion tank leading electrodes are not observed. The spark discharges between the workpiece and corona electrodes pose a high risk of explosion in ignitable powder-air mixtures represent that the use of electrostatic fluidized bed systems from safety-related Reasons in question.
Außerdem lagert sicn an den Koronaelektroden ein Teil der Feststoffpartikel an, die die Koronaentladung schwächen, zu einer ungleichmäßigen Aufladung der Feststoffpartikel führen und Ungleichmäßkeiten in der Schichtdicke verursachen.In addition, some of the solid particles are deposited on the corona electrodes that weaken the corona discharge, lead to an uneven charging of the solid particles lead and cause unevenness in the layer thickness.
Weiternin ist die £escniüt ung weizen der unterschiedlichen Verteilung der Feststoffpartikel in der Wirbelschicht auf kleine Werkstücke oder gestreckte profile beschränkt.Furthermore, the wheat is of different distribution the solid particles in the fluidized bed on small workpieces or stretched profile limited.
Andererseits naben die bekannten Verfahren und Vorrichtung,en zum Peschichten mittels Sprühgeräten in Kabinen den Nachteil, dai3 der I3eschichtungswirkungsgr'd relativ gering ist und aufwendige Rückgewinnungsanlagen zur Sammlung und Wiederaufbereitung des am Werkstück vorbeigesprühten pulvers erforderlich sind.On the other hand, the known methods and devices for Coating by means of spray devices in cabins has the disadvantage that the layering efficiency is relatively small and expensive recovery systems for collection and reprocessing of the powder sprayed past the workpiece are required.
Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrostatischen Pulverbeschichtung in einem Tauchbehälter zu schaffen, durch die eine gleichmäßige Beschichtung auch größerer Werkstücke bei einem hohen Besonichtungswirkungsgrad ermöglicht und die Explosionsgefahr in einer elektrostatischen Wirbelschichtanlage vermindert wird.The purpose of the invention is to provide a method and an apparatus for to create electrostatic powder coating in a dip tank, through the an even coating of even larger workpieces with a high degree of exposure efficiency and the risk of explosion in an electrostatic fluidized bed system is decreased.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufladevorgang zu ermöglichen, der zu einer homogenen Ladungsdichte im Tauchbehälte führt undden Einsatz an Hochspannung liewender elektroden erübrigt.The invention is based on the object of a charging process enable, which leads to a homogeneous charge density in the immersion tank and the use No need for high-voltage turning electrodes.
Erfindunsgemäß erfolgt die Beschichtung in einem Tauchbehälter mitisolierenden lnnenfläahen, aus dessen Pulverfüllung zum Zwecke der elektrischen Aufladung ständig Pulver vorzugsweise mittels eines Strahlapparates abgesaugt und nach erfolgter elektrischer Aufladung dem Tauchbehälter wieder zugeführt wird. Die Aufladung erfolgt dabei zweckmäßigerweise unmittelbar im Strahlapparat durch elektrokinetische Effekte, wobei zur Erhöhung der Aufladung mehrere Strahlapparate im gleichen Pulverkreislauf hinter einandergeschaltet erden können. Durch die ständige Umwälzung des Pulvers aber eine sich außerhalb des Tauchbehälters befindliche Ausladeeinrichtung wird die Ladung der Feststoffpartikel der Pulverfüllung kontinuierlich regeneriert, und es stellt sic;i eine kon0tnte und homogene Ladungsdichte im Tauchbehält er ein.According to the invention, the coating takes place in an immersion tank which is also insulating Inner surface, made of its powder filling for the purpose of electrical charging Powder preferably sucked off by means of a blasting device and after electrical Charge is fed back to the immersion tank. The charging takes place expediently directly in the jet apparatus through electrokinetic effects, whereby to increase several blasting devices connected in series in the same powder circuit for charging can ground. Due to the constant circulation of the powder, however, one is outside of it The unloading device located in the immersion tank is the load of the solid particles of the powder filling is continuously regenerated, and it is a and homogeneous charge density in the immersion tank.
Beim erZindungsgemä3en Verfahren wird die Pulver füllung im Tauchbenälter in der Regel über poröse Boden- oder Wandflächen fluidisiert, wobei der Beschichtungsvorgang durch das Eintauchen von Werkstücken mit zu Ladung der Pulverteilchen entgegengesetztem Potential, vorzugsweise Erdpotential, in die Wirbelschicht und/oder in die darüber befindliche Austragszone und/dder durch eine Umspülung mit der mittels fest oder beweglich angeordneter Sprühköpfe eingeblasenen Pulverwolke erfolgt. Die bei der Besohichtung aus dem Tauchbehälter ausgetragene Pulvermenge kann erfindungsgemäß durch vollstendiges oder teilweises Umschalten der Ansaugseite eines Strahlapparates oder über einen weiteren StPahlapparat aus einem Pulrervorratebehälter nachdosiert werden.In the process according to the invention, the powder filling is placed in the immersion tank usually fluidized over porous floor or wall surfaces, the coating process by immersing workpieces with the opposite charge to the powder particles Potential, preferably earth potential, in the fluidized bed and / or in the one above located Discharge zone and / dder by rinsing with the takes place by means of fixed or movable spray heads blown in powder cloud. According to the invention, the amount of powder discharged from the dip tank during coating can be used by completely or partially switching the suction side of a blasting device or replenished from a powder storage container via a further StPahl apparatus will.
Das aus dem Tauchbehälter nach oben entweichende überschüssige Gas kann gemäß der Erfindung abgesaugt und als Trägergasstrom dem Stralilapparat zugeführt werden.The excess gas escaping upwards from the dip tank can be sucked off according to the invention and fed as a carrier gas stream to the Stralilapparat will.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Tauchbehälter mit elektrisch isolierenden Innenflächen und einem oder mehreren Strahlapparat(en), die Teil einer elektrokinetischen Aufladevorrichtung sind, Dabei sind die Strahlapparate auf der Ansaugaeite mittelbar oder unmittelbar im unteren Bereich des Tauchbehälters und auf der Mischrohrseite im oberen Bereich angeschlossen.A device according to the invention for carrying out the method consists of a dip tank with electrically insulating inner surfaces and a or several jet apparatus (s) that are part of an electrokinetic charging device The jet devices on the suction side are direct or indirect in the lower area of the immersion tank and on the mixing tube side in the upper area connected.
Erfindungsgemäß kann der untere Bereich des Tauchbelters oder Teile desselben mit einem horizontalen, schrägwandigen oder trichterförmigen porösen Ausströmboden ausgerüstet sein, wobei die Ansaugrohr; der Strahlapparate unmittelbar in diese Bodenteile eingefügt sind. Das Einblasen des aufgeladenen Pulvers in die Tauchbehälter erfolgt zweckmißger Weise mittels Sprüheinrichtungen, die unmitteilbar oder über Schlauchleitungen an den Strahlapparaten angeschlossen sind.According to the invention, the lower area of the immersion belt or parts the same with a horizontal, sloping-walled or funnel-shaped porous outlet floor be equipped with the suction pipe; the jet devices directly into this Floor parts are inserted. The blowing of the charged powder into the dip tanks is expediently done by means of spray devices, which are not notifiable or via Hose lines are connected to the blasting devices.
Weiterhin können vorzugsweise an der oberen Behälterkante Absaugeinrichtungen angeordnet werden, die über Verdichter die Strahlapparate mit Trägergas speisen.Furthermore, suction devices can preferably be located on the upper edge of the container be arranged, which feed the jet devices with carrier gas via compressors.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß das erfindungsgemäße Verfahren und die vorgeschlagenen Vorrichtungen von allen bekannten Beschichtungsverfahren abweichen und auf neuem Weg eine Pulverbeschichtung in einem Tauchbehälter ermöglichen, die alle Vorteile einer elektrostatischen Beschichtung in einem Wirbelbett oder mittels Sprüheinrichtungen gewährleistet. Da für das erfiniungsgemäße Verfahren keine hochspannungsführenden Elektroden im Tauchbehälter erforderlich sind, besteht keine Explosionsgefahr durch Funkenschlag zwischen Hochspannungselektrode und Werkstück, und bei elektrokinetischer Aufladung der Feststoffpartikel erübrigt sich die Verwendung eines Hochspannungsgenerators.From the above description it is apparent that the inventive Process and the proposed devices from all known coating processes deviate and enable a powder coating in a dip tank in a new way, all of the advantages of an electrostatic coating in a fluidized bed or guaranteed by means of spray devices. As for the process according to the invention no high-voltage electrodes are required in the immersion tank no risk of explosion due to sparks between the high-voltage electrode and the workpiece, and if the solid particles are electrokinetically charged, there is no need to use them of a high voltage generator.
Durch die Beschichtung in einem Tauchbehälter ist der ninsatz einer Pulverrückgewinnungsanlage für das am Werkstück vorbeigesprühte Pulver nicht notwendig. Mit der Aufladung des Pulvers außerhalb des Tauchbehälters wird die liadungsliöhe und die Homogenität der Ladungsverteilung unabhängig vom erkstück, was eine gleichmäßigere Beschichtung gewährleistet. Das Einsprühen der geladenen Pulverwolke im oberen Behälterteil urjd/oder das gezielte Umspülen der Werkstücke mit der geladenen Pulverwolke schafft dia Voraussetzungen für eine Pulverbeschichtung von Werkstücken mit größeren Abmessungen.Due to the coating in a dip tank, the use is one Powder recovery system for the powder sprayed past the workpiece is not necessary. When the powder is charged outside of the immersion tank, the charge level is increased and the homogeneity of the charge distribution regardless of the piece, which results in a more even Coating guaranteed. The spraying of the charged powder cloud in the upper part of the container urjd / or the targeted rinsing of the workpieces with the loaded powder cloud creates These are the prerequisites for powder coating workpieces with larger dimensions.
Das erfindungsgemaße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtungwerden an einigen Ausführungsbeispielen naher erläutert.The method according to the invention and the device according to the invention become explained in more detail using some exemplary embodiments.
Die zugehörigen Zeichlungen zeigen: Fig.1 : die Schnittdarstellung einer Beschichtungsvorrichtung Fig.2 : die Schnittdarstellung einer Beschichtungsvor richtung mit porösem Boden und Sprühkbpfon, Fig.3 : Schnittdarstellung einer weiteren Au£iführungsform der Beschichtungsvorrichtung mit Luftverdichter und Nachdosierung aus einem Vorratsbehälter.The associated drawings show: FIG. 1: the sectional view a coating device Fig. 2: the sectional view of a coating before direction with porous bottom and Sprühkbpfon, Fig. 3: sectional view of another Design of the coating device with air compressor and post metering from a storage container.
Gemäß Fig.1 gelangt aus ddm Tauchbehälter 1, der aus Isolierstoff besteht, Pulver 2 über das Ansaugrohr 3 des Strahlapparates 4 zu Verwirbelung durch den Gasstrom 5 über das Mischrohr 6 wieder in den Behälter 1. Durch Verwirbelung im Mischrohr 6, das mindestens zum Teil aus isolierstoff besteht, erfolgt eine elektrokinetische Aufladung der Pulverteilchen, die auf Grund einer ständigen Kompensation der Oberflachenladung an der Innenwand des Mischrohres 6 mittels einer vorzugsweise geerdeten elektrode 7 unterstützt wird. Die Beschichtung erfolgt durch Besprühen des geerdeten Werkstückes 8 mit der geladenen Pulverwolke 9. Die Aufladung kann ebenso iiber Koronaelektroden vorgenornmen werden, die im äußeren Pulverkreislauf angeordnet und an einen Hochspannungsgenerator angeachlossen sind.According to FIG. 1, the immersion tank 1, which is made of insulating material, comes from the ddm consists, powder 2 through the suction pipe 3 of the jet device 4 to swirl through the gas stream 5 via the mixing tube 6 back into the container 1. By swirling An electrokinetic takes place in the mixing tube 6, which is at least partly made of insulating material Charging of the powder particles, which is due to a constant compensation of the surface charge on the inner wall of the mixing tube 6 by means of a preferably grounded electrode 7 is supported. The coating is carried out by spraying the earthed workpiece 8 with the charged powder cloud 9. The charging can also be done via corona electrodes vorgenornmen are arranged in the outer powder circuit and connected to a high-voltage generator are connected.
In einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 wird das Pulver im Tauchbehälter 1 über einen porösen Boden 10 mittels eines Gasstromes 11 fluidisiert. Das Pulver durchströmt zwei hintereinandergeschaltete Strahlapparate 4 und wird mittels eines Sprühkopfes 12 in den Tauchbehälter 1 eingesprayt. Die Beschichtung erfolgt wahlweise in der Wirbelschicht 13, der Austragszone 14 und/oder der eingespriihten lulverwolke 9.In an exemplary embodiment according to FIG. 2, the powder is in the immersion container 1 fluidized via a porous base 10 by means of a gas stream 11. The powder flows through two jet devices 4 connected in series and is by means of one Spray head 12 is sprayed into the immersion tank 1. The coating is optional in the fluidized bed 13, the discharge zone 14 and / or the sprayed-in oil cloud 9.
Im in Fig.3 dargestelltem Ausführungsbeispiel wird die überschüssige Luft mit Hilfe des Luftverdichters 15 über Absaugöffnungen 16 am oberen Behälterrand abgesaugt und dem Strahlapparat 4 als Trägergas 5 zugeführt. Zur Nachdosierung und Einstellung der Umwälzgeschwindigkeit der Pulverfüllung wird das ansaugrohr 3 des Strahlapparates 4 über ein Stellglied 17 teilweise oder vollständig mit dem Pulvervorratsbehälter 18 verbunden. Die Nachdosierung aus dem Vorratsbehälter 18 kann jedoch ebenso mit einem zusätzlichen Strahlapparat erfolgen.In the embodiment shown in Figure 3, the excess Air with the aid of the air compressor 15 via suction openings 16 on the upper edge of the container sucked off and fed to the jet apparatus 4 as carrier gas 5. For re-dosing and Setting the circulation speed of the powder filling is the suction pipe 3 of the Jet apparatus 4 via an actuator 17 partially or completely with the powder storage container 18 connected. The replenishment from the storage container 18 can, however, also be carried out an additional jet device.
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