DE3110148A1

DE3110148A1 - Vorrichtung zum zufuehren eines elektrisch leitfaehigen mediums

Info

Publication number: DE3110148A1
Application number: DE3110148A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing.(grad.) 6050 Offenbach Schäfer
Original assignee: Ransburg Gema GmbH
Current assignee: Ransburg Gema GmbH
Priority date: 1979-09-19
Filing date: 1981-03-16
Publication date: 1982-09-23

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches elektrisch leitfähiges, flüssiges Medium kann, beispielsweise, wie auch der DE-P' 29. 37 890 entnommen werd*_en kann, ein Lack oder sonstiges Beschichtungsmaterial sein, insbesondere für einen Auftrag mit einem elektrostatische^ Autragsgerät für das Medium verarbeitet wird.

Für die Potentialtrennung bei solchen flüssigen Medien, nötig ist, um Kurzschlüsse zwischen der (auch aus gründen) geerdeten Materialzuführung und dem mit Hochspan-^ nungspotential verbundenen Auftragsgerät zu verhindern, mehrere Vorschläge bekannt:

Ein Vorratsbehälter für das Auftragsmaterial, aus dem das elektrostatische Auftragsgerät direkt gespeist wird, wird mit dem elektrostatischen Auftragsgerät elektrisch verbunc}^^ um gemäß der VDE-Vorschrift 0147 keinen Potentialunterschiy^ aufkommen zu lassen.

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Dies hat jedoch den Nachteil, daß durch das begrenzte Pa»-^ sungsvermögen des Vorratsbehälter ein kontinuierlicher Be-Schichtungsvorgang nur begrenzt durchgeführt werden kann» Ferner hat die Anordnung eine hohe elektrische Kapazität Abhängigkeit vom Material des Vorratsbehälter und von Menge des Auftragsmaterials.
2.

Es wird ein "Zwischenbehälter" vorgesehen, der meist in bindung mit einer Hochspannungs- bzw. Erdungs-Einrichtung betrieben wird, um ein Nachfüllen des mit Hochspannungspotential verbundenen Versorgungsbehälters aus einem mit ErtK potential verbundenen Zuführsystems zu ermöglichen.

Hierbei entsteht jedoch ein hoher mechanischer und elektri-, scher Steuerungsaufwand. Außerdem entstehen hohe elektrische Ladungs- bzw. Entladungsstöße beim Umladen des Zwischen behälters. Dieser kann außerdem ein "fliegendes" Potential annehmen. Auch hier ist der Nachfüllvorgäng nur diskontinul<ä£-. lieh möglich. "~*

In der DE-P 29 37 890 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbagriff des Anspruchs 1 beschrieben, mit der eine direkte, nötig kontinuierliche, Zuführung des'Auftragsmaterials aun einem geerdeten Zuführsystem in einen aus Isoliermaterial bestehenden Behälter durchgeführt werden kann.. Die dort b*j-

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ichriebene Methode des Potentai!ausgleiche findet nach den mehr im einzelnen beschriebenen Verfahren der Herstelelektrisch getrennter Einzelmengen durch eine, vorzugsweise elektrostatische, Zerstäubung statt.

jedoch die zugeführte Menge des Mediums sehr fein verteilt _F werden sehneliflüchtige Bestandteile des Auftragsmaterials frei. Dabei körinen einerseits physikalische und/oder chemische Änderungen im. Auftragsmäterial entstehen, die dessen Eigenschaften ändern: Außerdem können, durch die Zerstäubung im elektrostatischen Feld neben einer Ozonbildung auch gasförmige Spaltprodukte des Auftragsmaterials entstehen, die unter Umständen ein explosives Luft-Gas-Gemisch erzeugen, das eine Gefahrenquelle bildet. Dies muß daher durch zusätzliche Be- oder Entlüftungsvorrichtungen unwirksam gemacht wer-

>e der Erfindung ist es daher, eine Potential-rTrenneinrichtung der angegebenen Gattung zur Trennung der Potentiale des im Vorratsbehälter -und im Verbrauchsbehälter befindlichen Mediums zu schaffen, die kontinuierlich arbeiten kann und dennoch ohne unnötig feines Zerteilen, insbesondere um eine Gasbildung weitgehend zu vermeiden, das Medium vom Vorratsbehälter in den Verbrauchsbehälter überführt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Weiterbildung

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gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Unter "im Verlauf der Zuführleitung" soll auch verstanden sein, daß die Dosiereinrichtung am Anfang oder am Ende der Zuführleitung angeordnet ist. Im letzteren Falle tritt das Medium dann direkt aus der Dosiereinrichtung aus. Die Dosiereinrichtung ist dabei bevorzugt so ausgestattet, daß sowohl eine zeitliche wie mengenmäßige Dosierung möglich ist. Es kann also sowohl die Menge des mit einem Puls ausgestossenen Mediums wie der zeitliche Abstand der Pulse geregelt werden. Daß die jeweils austretende Mediummenge den Bereich des Faraday 'sehen Käfigs erst verläßt, wenn sie ohne Verbindung zur Austrittsöffnung im freien Fall befindlich ist, kann sowohl durch eine entsprechende Ausbildung des Faraday¹ sehen Käfigs,, insbesondere seiner Abmessungen, wie durch die Zeitfolge und die Mengenbestimmung für das Medium, also letztlich durch eine entsprechende Abstimmung dieser Faktoren aufeinander, erreicht werden.- Das heißt insbesondere, daß die Tiefe des Faraday'sehen Käfigs so gewählt wird, daß sich die vom Dosiergerät über die Zuführleitung ausgestossene Mediummenge im freien Fall ohne noch eine Verbindung zur Zuführleitung zu haben, noch innerhalb des Faraday'sehen Käfigs befindet.

Die erfindungsgemäße Lösung hat insbesondere den Vorteil, daß die im freien Fall aus dem Abschirmbereich des Faraday'sehen

Käfigs fallende Mediummenge im eigentlichen elektrostatischen Feld - beispielsweise zwischen einem geerdeten Behälterdeckel und der auf Hochspannungspotential liegenden Mediummenge am Behälterboden - trotz des. vorhandenen Potentialunterschiedes nicht mehr elektrostatisch zerstäubt werden kann^ da kein andauernder Ladungsausgleich mehr möglich ist (Regentropfenprinzip). Somit können die oben geschilderten Nachteile nicht mehr auftreten.

Bevorzugt ist im Bereich des Faraday'sehen Käfigs,besonders bevorzugt an seinem Ausgang, eine geerdete .Elektrode vorgesehen. Diese sorgt," insbesondere wenn die Behälterwandung aus nichtleitendem Material gebildet ist, für eine definierten Feldlinienverlauf innerhalb des Behälters: In jedem Fall ist der Faraday'sehe Käfig und insbesondere die dem Behälter zugewandte Kante, zuverlässig geerdet.

Bevorzugt ist die geerdete Elektrode als leitender Behälterdeckel ausgebildet. Damit kann der ohnehin zweckmäßige Behälterdeckel (Verringerung der Verschmutzungsgefahr, gegebenenfalls Schaffung eines abgeschlossenen Behälters, siehe unten) auf einfache Weise mehrere Funktionen ausüben.

Bevorzugt ist der Faraday'sehe Käfig als Teil des Behälterdeckels, besonders bevorzugt als in seiner Mitte angeordnete^ von der Fallrichtung des Mediums ..abgewandte, Ausstülpung ausgebildet. Das Medium kann dann mittig durch den Behälter-

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deckel direkt in den Faraday'sehen Käfig eingeführt werden. Die Herstellung des Behälterdeckels gestaltet sich dadurch besonders einfach, da er und der Faraday'sehe Käfig in einem Arbeitsgang hergestellt werden können; durch die vom Behälterinneren abgewandte Ausstülpung beginnt das elektrostatische Feld sicher erst unterhalb des Faraday'sehen Käfigs.

Bevorzugt ist der Verbrauchsbehälter zumindest oberhalb der maximalen Füllhöhe des Mediums aus nichtleitendem Material ausgebildet. Dadurch wird das Hochspannungspotential auf den unbedingt nötigen Bereich beschränkt und es vermindert sich die Gefahr elektrischer Überschläge zwischen Behälter und Deckel oder Zuführung und Behälter erheblich.

• Bevorzugt ist zwischen dem Faraday'sehen Käfig und dem Flüssigkeitsspiegel im Verbrauchsbehälter eine Abbrems- und Verteileinrichtung für das Medium vorgesehen. Diese Einrichtung verhindert, daß die Einzelportionen des Mediums direkt auf die Flüssigkeitsoberf.läche aufschlagen und so die Behälterwände benetzende Spritzer des Mediums, die die isolierende Wirkung der Behälterwand beeinträchtigen können, entstehen.

Bevorzugt ist für den Flüssigkeitsspiegel im Verbrauchsbehälter eine Höhenregulierung vorgesehen. Dadurch kann der Flüssigkeitsspiegel auf dem für die Weiterverarbeitung un-

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nötigen Mindestmaß gehalten werden (s.u.). Dabei ist diese Niveausteuerung zweckmäßig mit der Dosiereinrichtung verbunden. Es kann so einerseits verhindert werden, daß der SIeherheitsabstand zwischen Mediumoberfläche und geerdeten Teilen (z.B. leitender Behälterdeckel) unterschritten wird. •lasbesondere im Falles eines Überdruckes '(s.u.).im Behälter kana andererseits durch die Verhinderung der Unterschreitung eines Minimums verhindert werden, 'daß Gas, insbesondere ohne issigkeitspuffer _t entweicht. ' .· '

Bevorzugt ist der Bodenbereich des Verbrauchsbehälters so ausgebildet, daß sich dort nur eine geringe Menge des Mediums pro Höheneinheit ansammeln.kann. Dadurch läßt sich einerseits die Höhenregulierung besser regeln, während andererseits die Mediummenge gering gehalten werden kann.

Bevorzugt wird die Mediummenge im Verbrauchsbehälter so klein wie möglich gehalten. Dadurch wird die Abdunstungsflache verkleinert, beim-Anhalten der Anlage bleiben nur kleine Lackmengen zurück, die nicht an der üblichen Umwälzung in Ring- und Zuführleitung teilnehmen, und die Kapazität, des auf Hochspannung liegenden Systems wird verringert, so. daß gegebenenfalls ein sicherer Betrieb mit elektrostatischen Handsprühgeräten möglich wird.

Bevorzugt sind Deckel und Verbrauchsbehälter so ausgebildet,

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daß im Inneren des Behälters ein überdruck entstehen kann. Hierbei wird zweckmäßig die Dosiereinrichtung so ausgebildet, daß sie trotz des herrschenden Überdrucks ihre Funktion erfüllen kann. Mit Hilfe des Überdrucks kann das Medium dann zur Verarbeitungsstelle weiter transportiert werden. Durch ein dichtes Schließen des Behälters kann auch Luftzutritt zum Medium verhindert werden. Sonst ist alternativ bevorzugt zwischen Deckel und Behälter ein·Ringspalt ausgebildet, der der Belüftung des inneren des Verbrauchsbehälters zum Abtragen explosionsfähiger Lösemitteldampf-Luft-Gemische dient und Überschlägen zwischen Behälter und Deckel sowie elektrischen Kriechstrecken bei Farbablagerungen und dem Herausspritzen von Farbteilchen vorbeugt. Der Luftspalt wird beispielsweise dadurch erzeugt, daß der Behälterdeckel frei aufgehängt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur noch näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch die gesamte Anlage gemäß der Erfindung.

Der aus elektrisch isolierendem Material gebildete Verbrauchsbehälter 2 wird ebenfalls isoliert, von einer Stütze 1 getragen. Der Behälter ist in seinem unteren' Bereich verengt ausgebildet, um eine im Verhältnis zur Füllhöhe nur geringe Menge des Mediums aufzunehmen. Nahe dem Ausgang des Behäl-

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unterhalb des vorgesehenen minimalen Flüssigkeitsspiegels, befindet sich ein elektrisch leitfähiger Einsatz 9, der mit der Hochspannungsquelle 18 verbunden ist, und somit die Flüssigkeit auf. Hochspannungspotential bringt. Der elektrisch leitfähige Einsatz kann auch mit dem unteren Teil des Behälters integral ausgebildet sein.

Der Verbrauchsbehälter 2 wird durch einen aus elektrisch leit fähigem Material, vorzugsweise Metall, bestehenden Deckel abgeschlossen. Dieser Behälterdeckel 3 ist geerdet.Zwischen dem Behälterdeckel 3 und dem auf Hochspanhungspotential liegenden Einsatz 9 bzw. dem Flüssigkeitsspiegel 20 ist ein elektrisches Feld vorhanden, dessen Potentialgefälle von der Höhe der Spannung der Hochspannungsquelle abhängt. Zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und dem Behälterdeckel befindet sich ein Dielektrium 19, normalerweise atmosphärische Luft. Es kann jedoch auch ein anderes isolierendes gasförmiges Medium verwendet werden, das dazu dient, die Entstehung eines bei . Funktenüberschlägen explosionsfähigen Lösemitteldampf-Luft-Gemisches zu vermeiden. Wie eingangs erwähnt, kann der Deckel insbesondere so mit dem Behälter verbunden sein, daß sich ein überdruck aufbauen läßt. Der Behälterdeckel ist in seinem mittleren Bereich, wie in der Zeichnung angedeutet, zu einem Faraday'sehen Käfig 7 ausgebildet. In den Faraday "sehen Käfig ist die Zuführöffnung 4.der Zuführleitung 6

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eingeführt. Die Zuführleitung verbindet die Zuführöffnung mit einem Vorratsbehälter 14. In der Zuführleitung 6 befindet sich eine Dosiereinrichtung/ die von dem pulsierenden Dosiergerät 5 jeweils abgegebene Mediummenge (durch "Regentropfen" 15 angedeutet) pro Puls ist mit der Dimensionierung des Faraday'sehen Käfigs und der Anordnung der Zuführöffnung darin so abgestimmt, daß, wie erwähnt, die Tiefe des Faraday¹sehen Käfigs' ermöglicht, daß sich die vom.Dosiergerät ausgestossene Mediummenge innerhalb des Faraday'sehen Käfigs schon im freien Fall ohne eine Verbindung mehr zur Zuführleitung befindet.

Die Zuführleitung 6, die Dosiereinrichtung 5 und der Vorrats behälter 14 sind, ebenso wie der Behälterdeckel 3, mit Erdpotential verbunden.

Um beim Auftreffen der flüssigen Mediummengen 15 auf dem Flüssigkeitsspiegel 20 im unteren Bereich des Behälters ein Spritzen zu vermeiden, sind oberhalb des Flüssigkeitsspiegels Abbrems- .und Vertex1-Elemente 8 aus vornehmlich isolierendem Material angebracht. Diese haben zweckmäßig z.B. die Form von Kegeln oder Gittern und sind regelmäßig angeordnet.

Um das Volumen der am Behälterboden angesammelten Flüssigkeitsmenge einerseits so klein wie möglich, andererseits möglichst konstant zu halten, wird der Flüssigkeitsspiegel über eine Kontrolleinrichtung 10, die z.B. mit einer pneu-

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matischen Druckmeßdose arbeitet, überwacht. Von dieser Uber- ^fashungseinriσhtung kann die Dosiereinrichtung 5 gesteuert werden, die also auch durch diesen Parameter beeinflußt wird. Somit kann der Flüssigkeitsstand im Behälter entsprechend .geregelt werden: ■

die Leitung 11 wird mit Hilfe einer über eine Isölierwelle von einem Antrieb 13 angetriebenen Dosierpumpe 12 das · Medium über die weitere Leitung 16 einer Verarbeitungseinrichtung auf Hochspannungspotential 17 zugeführt. Dies kann beispielsweise ein 'Sprühorgan wie eine Glocke, Scheibe oder Pistole, sein. Leitungen 11 und 16 sowie die Mediumpumpe und die Verarbeitungseinrichtung 17 sind ebenfalls mit der Hochspannungsquelle leitend verbunden.

Bei der beschriebenen Anlage findet der Potentialausgleich zwischen den über den geerdeten Deckel zugeführten Mediumeinzelmengen und der am Behälterboden angeordneten auf Hochspannungspotential befindlichen Mediummenge durch Ladungsausgleich während des freien Fall der Mediumeinzelmengen statt. -.-...

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Leerseite

Claims

Postfach 860245 · 8000 München 86

Zusatzpatent zu; P 29 37 890.3-52

Ransburg GmbH
6056 Heusenstamm

Vorrichtung zum Zuführen eines elektrisch leitfähigen Mediums

Patentansprüche

1o Vorrichtung zum Zuführen- eines elektrisch leitfähigen, flüssigen Mediums aus einem geerdeten Vorratssystem zu einem auf Hochspannungspotential liegenden Verbrauchsvorrat in einem Verbrauchsbehälter, wobei zur Versorgung des Verbrauchsbehälters eine vom Vorratssystem ausgehende Leitung, die oberhalb der maximalen Füllhöhe des Verbrauchsvorrats im Verbrauchsspeicher endet, und eine Vorrichtung zur Aufteilung der zugeführten Mediummenge in elektrisch getrennte Einzelmengen vorgesehen sind, insbesondere nach DE-P 29 37 890, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Aufteilung der zugeführten Mediummenge als im Verlauf der Zuführleitung (6) angeordnete Dosier-

0(039)988272 vaju/ ""' ^ηα Telegramme: 988273 BERGSTAPFPATENT München 988274 TELEX! 983310 052456OBERGd

Bankkonten: Hypo-Bink München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM Biyec Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

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vorrichtung (5) ausgebildet ist,

daß die Äustrittsöffnung (4) für die dosierte Mediehmenge (15) sich innerhalb eines Faraday'sehen Käfigs (7) befindet, und

daß die Dosiervorrichtung (5) das Medium so dosiert aus der Austrittsöffnung (4) entläßt, daß die jeweils austretende Medienmenge (15) den Bereich des Faraday'sehen Käfigs (7) erst verläßt, wenn sie ohne Verbindung zur Austrittsöffnung (4) im freien.Fall befindlich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im· Bereich des Faraday · sehen Käfigs (7), vorzugsweise an dessen Ausgang,.eine geerdete Elektrode vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geerdete Elektrode als leitender Behälterdeckel (3) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, da· der Faraday'sehe Käfig (7) als Teil des Behälterdeckels (3 vorzugsweise als in seiner Mitte angeordnete, von der Fall· richtung des Mediums (15) abgewandte, Ausstülpung, ausgebil det ist. " ^:· ·

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

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»et, daß der Verbrauchsbehälter (2) zumindest

oberhalb der maximalen Füllhöhe (20) des Mediums aus nicht-' leitendem Material ausgebildet ist.

60 Vorrrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Faraday·sehen Käfig (7) rad dem Flüssigkeitsspiegel (20) im"Verbrauchsbehälter (2) Abbrems- und Verteileinrichtungen'(8) für das Medium (15) vorgesehen sind, ' ' .' . .

7.0 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Flüssigkeitsspiegel (20) im Verbrauchsbehälter (2) eine Höhenregulierung (10) vorgesehen

istο ■ ■ ■

■ 8„ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich des Verbrauchsbehälters (2) so ausgebildet ist, daß sich dort nur eine geringe Menge des Mediums (20) pro Höheneinheit ansammeln kann.

9 ο Vorratsvorrichtung nach einem der. Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mediummenge (20) im Verbrauchsbehälter (2) so klein wie möglich gehalten wird.

ΙΟ»Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch

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gekennzeichnet, daß der Deckel (3) und der Verbrauchsbehäl ter (2) so ausgebildet sind, daß im Inneren des Behälters ein überdruck entstehen kann.