Окраска в электрическом поле высокого напряжения

Pereosnastka.ru

Сущность метода окраски распылением в электрическом поле токов высокого напряжения состоит в том, что-в системе электродов, одним из которых является подлежащее отделке изделие, а другим — коронирующие электроды, путем подачи отрицательного потенциала на электродные сетки с коронирующими электродами и положительного на изделие создается электрическое поле токов высокого напряжения.

В электрическое поле из краскораспылителя подается лакокрасочный материал, частицы которого, получая отрицательный заряд, движутся по силовым линиям электрического поля и притягиваются к изделию, находящемуся под положительным потенциалом.

Применение метода нанесения лакокрасочных материалов в электрическом поле позволяет уменьшить расход лакокрасочных материалов в среднем на 50% по сравнению с пневматическим распылением.

Наиболее совершенным методом нанесения лакокрасочных материалов в электрическом поле является метод, при котором отрицательный потенциал подведен непосредственно к распылителю лакокрасочного материала, а положительный — к отделываемому изделию, подвешенному на заземленном подвесном конвейере. Распыление производится вращающимися чашечными или дисковыми распылителями, коронирующие кромки которых служат отрицательным электродом. Распыление происходит в результате действия центробежной и электростатической сил одновременно. Качество окраски при распылении в электрическом поле токов высокого напряжения зависит от формы поверхности отделываемых изделий, электропроводности изделия, напряженности электрического поля, диэлектрической проницаемости лакокрасочного материала и его удельного и объемного электрического сопротивления.

В зависимости от формы отделываемого изделия создается различное по форме и равномерности электрическое поле. Силовые линии в большом количестве сосредоточиваются на краях изделия, в достаточном количестве на выпуклой поверхности и в меньшей степени — на вогнутой. Поэтому лакокрасочный материал будет осаждаться хорошо на выпуклых поверхностях и плохо в местах углублений.

Необходимое условие отделки в электрическом поле — электропроводность изделия. Влажность изделий из древесины должна находиться в пределах 8—12%. Для повышения электропроводности изделия из древесины увлажняют водяным паром или путем нанесения токопроводящего состава — алкамона.

Для окраски в электрическом поле токов высокого напряжения могут применяться различные лакокрасочные материалы. Для отделки изделий из древесины этим методом наибольшее распространение получил лак МЧ-52 на основе пластифицированной мочевино-формальдегидной смолы.

Принципиальная схема установки для отделки изделий в электрическом поле токов высокого напряжения приведена на рис. 1. От высоковольтного трансформатора через кенотроны, сопротивления и другую электроаппаратуру отрицательный заряд подается к распылителю, в который из заправочного бачка с помощью насоса-дозатора поступает лакокрасочный материал. Лакокрасочный материал, получив отрицательный электрический заряд, при распылении устремляется к положительно заряженному изделию и притягивается к нему, образуя на поверхности изделия покрытие. Изделие через подвеску и конвейер получает положительный электрический заряд.

Рис. 1. Принципиальная схема установки для отделки изделий в электрическом поле токов высокого напряжения:
1 — высоковольтный трансформатор, 2 — трансформатор накала кенотрона,. 3— кенотрон, 4 — ограничительное сопротивление, 5 — автоматический разрядник, 6 — шинопровод, 7 — изолятор, 8 — стойка авторазрядника, 9 — проходной изолятор, 10 — распылитель, 11 — подвесной конвейер, 12 — подвеска. 13 — окрашиваемое изделие, 14 — насос-дозатор, 15 — заправочный бачок

Особое значение при отделке в электрическом поле имеет конструкция форсунок для распыления лакокрасочных материалов и устройства для их дозированной подачи.

Распылители. Для нанесения лакокрасочных материалов применяют электромеханические и электростатические распылители.

Электромеханические распылители, изготовляемые в виде чаш, грибков и дисков,— универсальные. Они предназначены для нанесения лакокрасочных материалов на плоские изделия и изделия решетчатой формы. Распылители устанавливают на подставках .из электроизоляционного материала.

Рис. 2. Распылители:
а — чашечный, б — грибковый, в — дисковый: 1 — изделие, 2 — распылитель, 3 — трубка для подачи лакокрасочного материала, 4 — экран; г — щелевой: 1 — трубка для подачи лакокрасочного материала, 2 — канал, 3 — щели для распыления лакокрасочного материала, 4 —шарнир для поворота распылителя. 5 — трубка для слива излишков лакокрасочного материала

Чаша, грибок или диск имеют вращательное движение от электро- или пневмопривода, обеспечивающего изменение угловой скорости, необходимой для выбора оптимальных режимов распыления лакокрасочных материалов.

В середину распылительного устройства по трубке подается лакокрасочный материал. Под действием центробежных сил он измельчается и разбрасывается кромками чаши, грибка или диска.

К форсункам подводится высокое напряжение отрицательного знака. В связи с этим распыленные частицы получают отрицательный заряд и двигаются к изделию, имеющему положительный заряд.

При применении дисковых распылителей для получения направленной струи устанавливают экран, заряженный одноименно с распылителем.

Электростатические распылители имеют меньшее распространение. Принцип их работы основан на следующем.

Из емкости лакокрасочный материал с помощью насоса-дозатора подается через трубку в канал, а из него через трубку и электроизоляционный шланг вновь поступает в заправочную емкость. Часть лакокрасочного материала, проходя через канал распылителя, подается через щели на коронирующую кромку, выполненную в виде заостренного ножа. К распылителю подведено напряжение отрицательного знака. В результате этого лакокрасочный материал получает отрицательный заряд.

Щелевые распылители могут разворачиваться на оси вокруг шарнира, что необходимо при изменении размеров отделываемого изделия.

Лакокрасочный материал в электростатические распылители подается специальными дозирующими устройствами, питающими каждый распылитель в отдельности и обеспечивающими стабильное и регулируемое дозирование краски.

Дозирование материала может осуществляться самотеком, при помощи сжатого воздуха, шестеренчатых и плунжерных насосов, золотниковых дозаторов. Производительность дозирующих устройств должна обеспечивать регулировку подачи лакокрасочного материала от 10 до 300 г/мин.

Конвейер и подвески. В зависимости от формы и рода отделываемых изделий могут быть различные по конструкции конвейеры: подвесные, напольные, ленточные, цепные. Для отделки изделий из древесины, как правило, применяются подвесные цепные конвейеры.

При отделке изделий определенной конфигурации и необходимости их вращения конвейер снабжается устройством для вращения подвесок вокруг оси в зоне электрического поля. Скорость вращения подвесок 6—8 оборотов на протяжении одного метра пути конвейера.

Конструкция и шаг подвесок разрабатываются для каждого конкретного случая в зависимости от формы и размеров изделия с учетом исключения возможности экранирования отделываемых поверхностей между изделиями.

Подвески изготовляют металлическими жесткого типа во избежание раскачивания изделий и с наименьшей поверхностью для облегчения массы и уменьшения потерь лакокрасочных материалов. Конструкция подвески для стула показана на рис. 3.

В состав установки для отделки в электрическом поле входит электроокрасочная камера. Она служит для нанесения лакокрасочного материала на изделия с помощью указанных выше распылителей, ограждения электродной системы, находящейся под высоким напряжением, и для удаления паров растворителей.

Камера проходного типа. Она представляет собой металлическую конструкцию со стационарными или раздвижными боковыми стенками. Камера оборудована вытяжной вентиляцией. Поступают изделия в камеру через проем, соответствующий по размерам окрашиваемому изделию.

На рис. 4 приведена схема электроокрасочной камеры с,чашечными распылителями. Изделия на подвесном конвейере подаются в камеру. В камере расположены краскораспылители, с помощью которых наносится лакокрасочный материал на изделия. Отсос растворителей из камеры производится вентиляционными устройствами.

Кроме этого, в состав установки отделки входит сушильная камера для сушки лакокрасочного покрытия. Сушильные камеры могут быть конвективными или терморадиационными.

Управляют установкой с пульта управления. Пульт управления оборудован пусковой и регулирующей аппаратурой для управления высоковольтно-выпрямитель-ной установкой, контрольно-измерительной аппаратурой, световой сигнализацией и др.

Установки имеют автоматические разрядники для снятия остаточного заряда с электродных сеток, электростатических распылителей и шинопровода после выключения высокого напряжения путем заземления высоковольтной шины.

Рис. 3. Подвеска для стула

Чтобы предупредить образование искры между окрашиваемым изделием и коронирующими электродами, применяют” предохранитель от искрообразования.

Для предупреждения обслуживающего персонала о включении высокого напряжения имеется светофор, выполненный в виде светящегося транспаранта с надписью «Высокое напряжение включено. Не входить».

Рис. 4. Электроокрасочная камера с чашечными распылителями:
1 — вентиляционные устройства, 2 — камера, 5 —изделия, 4 — конвейер, 5 — электрораспылители

Производительность головок (чаш): Диаметром 50 мм 8—30 г/мин Диаметром 100 мм 12—60 г/мин Диаметром 150 мм 15—100 г/мин

Расстояние между головками (чашами) при комплектном их применении в зависимости от диаметра головок (чаш) должно быть не менее 200 мм.

В зависимости от отделываемых изделий и требуемой производительности существуют различные компоновки установок для отделки в электрическом поле. Установки могут быть укомплектованы только чашечными, только дисковыми распылителями или теми и другими.

Принципиальные схемы компоновки установок отделки в электрическом поле с дисковыми и чашечными распылителями приведены на рис. 5 и 6.

Рис. 5. Принципиальная схема компоновки установки отделки в электрическом поле с дисковыми распылителями:
1 — высоковольтно-выпрямительное устройство, 2 — пульт и шкафы управления, 3 —- камера распыления, 4 — дисковые распылители, 5 — лакоподающее устройство (дозаторы), 6 — сушильные камеры, 7 — натяжное устройство, 8 — привод конвейера, 9 — замкнутый конвейер

Установки эксплуатируются в соответствии с действующими правилами и нормами эксплуатации высоковольтных электротехнических установок и правилами техники безопасности, охраны труда и пожарной безопасности.

Рис. 6. Принципиальная схема компоновки установки отделки в электрическом поле с чашечными распылителями:
1 — высоковольтно-выпрямительное устройство, 2 — сушильные камеры, 3 — дозирующие устройства, 4 — чашечные распылители, 5 — распылительная камера, 6 — пульт управления дозаторами, 7 — натяжное устройство. 8 — привод конвейера, 9 — замкнутый конвейер, 10 — пульт управления установки

Заземленные части установки и очаги заземления следует периодически осматривать и проверять в соответствии с правилами и нормами эксплуатации высоковольтных электротехнических установок.

Электроокрасочная установка должна быть укомплектована противопожарными средствами. На каждой установке должно быть не менее двух углекислотных огнетушителей.

Установка должна быть снабжена предупреждающими плакатами по технике безопасности, охране труда и пожарной безопасности.

Обслуживающий персонал установки допускается к работе только после прохождения инструктажа по технике безопасности, охране труда и пожарной безопасности.

Двери и проемы камеры распыления должны иметь автоблокировку, снимающую высокое напряжение при входе человека в камеру. Такую же блокировку должна иметь и камера высоковольтно-выпрямительного устройства. Все металлические части установки, не находящиеся под напряжением, должны быть заземлены.

Вытяжная вентиляция должна быть сблокирована с высоковольтным выпрямителем так, чтобы без ее включения невозможно было подать высокое напряжение на распылители. Включению конвейера и подаче высокого напряжения должны предшествовать звуковой и световой сигналы.

Лако-красочные материалы — производство

Технологии и оборудование для изготовления красок, ЛКМ

РАСПЫЛЕНИЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

27 июля, 2013 admin

Нанесение ЛКМ в электрическом (электростатическом) поле высокого напряжения является одним из прогрессивных мето­дов окраски. Метод основан на переносе заряженных частиц ЛКМ в электростатическом поле, создаваемом между двумя электродами, один из которых — распыляющее устройство, а другой— окрашиваемое изделие. Высокое напряжение (обычно отрицательное) подводят к распыляющему устройству, а изде­лие заземляют.

Читайте также  Перевозка негабаритных грузов сопровождение

Существует несколько вариантов этого метода, различаю­щихся тем, что в одних заряд ЛКМ, его распыление, перенос и осаждение частиц на изделии осуществляются в основном толь­ко за счет электростатических сил, а в других — за счет сов­местного действия механических и электрических сил. Класси­фикация способов и их характерные особенности приведены в табл. 4.4. Вследствие того, что частицы ЛКМ движутся по сило­вым линиям электростатического поля, охватывающим изделие, достигается уменьшение расхода ЛКМ на 30—70% по сравне-

Электростати — Центробеж — ческие ные, низкообо­

Г ндроэлектро- статические

Г идропневмо- электростати — ческие

Чаша, грибок, диск

Соединенные между собой пластины, име­ющие попе­речные кана­лы по длине для прохода

Головка пнев­матического распыления

Головка без­воздушного распыления

Головка без­воздушно-ком­бинированного распыления Г оловка ульт­развуковая или магнитострик — ционная

Частота вращения головки достаточна для образо­вания на ее кромке тон­кой пленки (0,1 мм), но недостаточна для тонкого распыления (срываются капли ЛКМ радиусом бо­лее 0,5 мм)

Устанавливаются под уг­лом к плоскости окраши­вания; длина пластины до 2000 мм, ширина до 150 мм; высота попереч­ных каналов до 1 мм

При большой длине лотка (более 100 мм) патрубок для подачи ЛКМ переме­щается вдоль распыли­тельной кромки Диаметр чаши (диска) обычно не превышает 50 мм; обеспечивается тон­кое механическое распы­ление (радиус частиц менее 30 мкм); подразделяются по частоте вращения ча­ши, об/мин: до 15 000, до 25 000, до 60 000 Заряд ЛКМ осуществля­ется внутри распылителя или от внешнего корониру — ющего электрода То же

Распыление осуществляет­ся пневматической уль­тразвуковой или магнито — стрикционной головкой; за­ряд ЛКМ от подачи на­пряжения на головку или от внешнего коронирую — щего электрода

Нию с обычным пневматическим распылением. К преимущест­вам метода также относятся возможность механизации и авто­матизации окраски, сокращение затрат на оборудование венти­ляционных устройств, улучшение санитарно-гигиенических ус­ловий труда.

Наибольший экономический эффект достигается в серийно­массовом производстве однотипных изделий в сочетании с ме­ханизированными методами подготовки поверхности изделий и сушки.

Недостатком метода является неполное прокрашивание изделий сложной конфигурации, имеющих впадины и сложные сопряжения. В этих случаях требуется дополнительное ручное подкрашивание.

Малая поверхностная электропроводность сухой древесины и других диэлектриков вызывает необходимость применения специальных токопроводящих грунтовок или других приемов, обеспечивающих создание оптимальной электропроводности — р3= 10-8ч-10

и Ом-1. Электропроводность изделий из древесины обеспечивают увлажнением поверхности распыленной водой или паром, либо нанесением электропроводящих составов (7—10%- го раствора алкамона ОС-2 в уайт-спирите или специальных грунтовок). Поверхностное сопротивление пластмасс снижают способом нейтрализующих потенциалов, создаваемых с помо­щью дополнительных электродов. Они устанавливаются с об­ратной стороны изделия и на них подается напряжение проти­воположного с распылителем знака. Применяют также нанесе­ние поверхностно-активных веществ. Раствор ПАВ наносят на поверхность непосредственно перед окрашиванием в электропо­ле. Могут быть использованы водные растворы алкамона ОС-2, алкамона Н, алкамона Д с концентрацией 3-^5%.

В электрическом поле хорошо распыляются только ЛКМ, рабочий состав которых имеет удельное объемное сопротивле­ние р1/ = 5- 106-ь5-Ю7 Ом-см (диэлектрическая проницаемость « = 6-^10 в производственных условиях может не определяться, так как обычно однозначно связана с ру) и вязкость 15—25 с по ВЗ-246-4 при температуре 18—23 °С. В тех случаях, когда эти значения выходят за установленные пределы, их можно скорректировать разбавлением ЛКМ до рабочей вязкости раз­бавителями по ГОСТ 18187—72.

Удельное объемное сопротивление также можно снизить на 1—3 порядка введением ПАВ в количестве 0,3—5% от массы сухого вещества ЛКМ. Наибольший эффект достигается при введении реагента АНП-2, триметилалкиламмонийхлорида (фракции Сп—С2о), содержащего 50% соли, смачивателей СВ-102 и НБ, алкамона ОС-2. ПАВ можно вводить в ЛКМ рабочей вязкости или в растворитель, которым затем разводят ЛКМ до рабочей вязкости.

Таблица 4.5. Основные электрические параметры и технологические режимы работы электроокрасочных установок

С применением электростатических распылителей

Напряжение на распылителях, кВ 60—120

Средняя напряженность электрического поля, 2,4—4,8

Расстояние между электродами (распылителями 200—300

И окрашиваемой поверхностью изделий), мм

Скорость вращения распылительных головок 1000—2800

Электростатических распылителей, с-1

TOC o "1-5" h z Исходная вязкость Л КМ по ВЗ-246-4 при тем — ^100

Пературе 18—23 °С, с

Рабочая вязкость ЛКМ по *ВЗ-246-4 при тем — 15—25

Пературе 18—23°С, с

Разведение ЛКМ, % 20—30

Удельное объемное сопротивление р0 ЛКМ при 5-10®-н5’107

Рабочей вязкости, Ом-см

Диэлектрическая проницаемость 8 ЛКМ при 6—10

Количество ЛКМ, распыляемого на 1 см дли­ны коронирующей кромки, г/мин:

Масляные краски и эмали 0,2—0,5

Алкидные эмали 0,5—1,0

Мочевино-формальдегидные и меламино-ал — 1,0—2,5

Нитроцеллюлозные и перхлорвиниловые эмали 1,0—2,5

Мочевино-формальдегидные и меламино-алкид — — 1,0—1,5

Ные эмали для щелевого распылителя Количество ЛКМ на 1 см длины коронирую­щей кромки, распыляемое в единицу времени, в зависимости от типа распылителя, г/мин:

Чашечный (кольцевая кромка) ^2,5

Грибковый (кольцевая кромка) ^1—1,5

Дисковый (кольцевая радиальная кромка) =5^2,5

Щелевой (прямая кромка) ^1—1,5

Размеры статического отпечатка факела в зави­симости от свойств и количества ЛКМ, подавае­мого на 1 см длины коронирующей кромки, г/мин:

Наружный диаметр кольца для чашечных распылителей с диаметром чаши, мм:

Наружный диаметр кольца для грибковых распылителей с диаметром грибка, мм:

Ширина отпечатка для дискового распылите­ля диаметром 200 и 300 мм:

При горизонтальном положении 250—300

При угле наклона 45° 600—700

Размеры динамического отпечатка факела (вы­сота окрашиваемой полосы при угле наклона распылительной кромки щелевого распылителя от 30 до 60° и ее длине 500), мм Скорость конвейера поточной линии, м/мин: применяемая возможная

Количество оборотов окрашиваемого изделия в зоне электроокрашивания (если вращение не­обходимо) на 1 пог. м пути конвейера, с-1 Скорость возвратно-поступательного движения распыляющих устройств (при скорости движе­ния конвейера 1,5 м/мин), м/мин Скорость движения воздуха в проемах окрасоч­ных камер, м/с

Рабочий ток в расчете на один чашечный распы­литель, мкА

С помощью серийно выпускаемого оборудования электроок­рашиванием можно наносить все виды ЛКМ, за исключением токопроводящих (водоразбавляемых, содержащих металличес­кие порошки) и с ограниченной жизнеспособностью (двухкомпо­нентных). Для таких ЛКМ необходимо применять специальное оборудование. Выпуск его отечественной промышленностью еще не освоен. По условиям пожарной безопасности не рекоменду­ется применять ЛКМ с температурой вспышки ниже 28 °С.

Основные электрические параметры и технологические ре­жимы работы электроокрасочных установок с применением «чисто» электростатических распылителей приведены в табл. 4.5. Следует отметить, что количество ЛКМ, распыляемого на 1 см длины коронирующей кромки, зависит не только от величины удельного объемного сопротивления и вязкости, но и от других физико-химических свойств ЛКМ и поэтому колеблется в пре­делах от 0,5 до 2,5 г.

Основными причинами неудовлетворительной работы уста­новок электростатического окрашизания, приводящими к боль­шим потерям ЛКМ, загрязнению окрасочных камер и оборудо­вания, а иногда и к пожарам, являются:

Несоответствие удельного объемного сопротивления и пода­чи ЛКМ оптимальным значениям;

Недостаточная напряженность электростатического поля вследствие малого напряжения, подаваемого на распылители, из-за больших утечек в цепи высокого напряжения;

Неудовлетворительное заземление изделий на конвейере
вследствие загрязнения подвесок ЛКМ (последнее может явить­ся причиной загорания в электроокрасочной камере);

Недостаточная площадь поверхности окрашиваемых изделий перед распылителем, большое расстояние между изделиями и разрывы между навешенными изделиями на конвейере;

Малые размеры окрасочных камер и, как следствие этого, расстояние от ограждений камеры до частей, находящихся под высоким напряжением, составляет меньше 800 мм, что недопу­стимо;

Электростатическая покраска – особенности процесса

Электростатическая покраска – особенности процесса

Электростатическая покраска – особенности процесса

Электростатическая покраска является технологией, когда на поверхность наносят краску с применением сил взаимодействия между точечными неподвижными электрическими зарядами (кулоновская сила). Лакокрасочный материал (чаще всего они сделаны на базе воды, но есть и варианты с органическим растворителем) наносят посредством специального покрасочного пистолета.

Впервые распылитель электростатического типа был применен в 1941 году таким американским изобретателем, как Г. Рансбург. Метод будет подразумевать применение электрических полей, по которым проводится передвижение заряженных частиц лакокрасочного материала. Жидкая краска начинает вступать во взаимодействие с электродом, который расположен в пистолете, и в результате этого краске будет передан высоковольтный заряд отрицательного типа (от 60 до 100 кВт).

Заряженные частицы, выходя из сопла краскопульта, будут направляться по линиям поля (электростатического) к изделию, которое заземлено, и на которое наносят лакокрасочный материал.

Технология процесса

Факел для окрашивания появляется благодаря обоюдному отталкиванию заряженных частиц от лакокрасочного материала. Важным отличием такой технологии от остальных методов будет отсутствие необходимости в красочном тумане, потому что частицы направляются по линиям, которые заданы ранее. Коэффициент переноса лакокрасочного материала колеблется от 70% до 95%. Показатель переноса будет зависеть от проводимости прокрашенного материала, формы изделия и остальных косвенных факторов. Электростатический метод дает возможность сократить расход лакокрасочного материала, а сам процесс окрашивания проводится куда проще.

При окрашивании металлических труб стандартным методом требуется несколько раз переворачивать изделия. В случае с пистолетом электростатического типа деталь нет необходимости поворачивать, потому что заряженные частички направляются по силовым линиям, а еще легко будут огибать препятствия. Окрашивание проводят достаточно равномерно, потому что на уже обработанном месте лакокрасочный материал будет отталкивать излишки поступающего материала.

Подробности

Виды распыления

Используют два вида распыления электростатического вида – каскадное и классическое. Кстати, последнее предполагает, что по высоковольтным кабелям на электростатический краскопульт поступает постоянный ток с высоким напряжением. Классическая схема имеет множество существенных недостатков. Прежде всего, будет идти речь про нестабильность напряжения в пистолетном электроде. Более того, окрашивать очень даже непросто, потому что большой кабель будет стеснять действия, а для того, чтобы отключать электропитание требуется всякий раз добираться к трансформатору.

В каскадном методе высокое напряжение формируется не извне, а в самом пистолете. К нему по низковольтному кабелю направляют напряжение лишь в 12 В, а уже внутри устройства будет происходить генерация высокой степени напряжения. Преобразование осуществляется на краскопультном каскаде. Используемый кабель гибкий и тонкий, за счет чего проводить работы с ним крайне удобно.

Каскадный метод дает возможность отключать поступление электричества вне зависимости от генератора, а еще контролировать уровень напряжения, и подбирая подходящий для того или другого типа материала. Само напряжение будет отличаться высокой степенью стабильности, что дает возможность существенно сократить расход лакокрасочного материала. Главным недостатком каскадного распыления будет высокая цена за оборудование. Но затраты быстро способны окупаться за счет экономичности такой технологии.

Электростатическое распыления имеет определенные ограничения, которые диктуются такими обстоятельствами:

    Свойства лакокрасочного материала. Речь идет про жидкую электростатическую покраску. Чтобы краска правильно заряжалась на электроде, требуется сопротивления на уровне не менее, чем 30 кОм. В обратном же случае эффективность окрашивания в электростатическом поле будет радикально сокращена. В роли примера лакокрасочного материала с малым уровнем сопротивления можно приводить составы с большими добавками металлической пудры (к ним относятся эмали вида «металлик»). До последних лет электростатическое окрашивание не применялось при нанесении красок водорастворимого вида, потому что был большой риск короткого замыкания по причине электрической проводимости жидкостей. Последние модели от оборудования для окрашивания электростатического типа дают возможность работать с водорастворимыми лакокрасочными материалами.
  1. Свойства материалов. Изделия, которые не проводят ток, такие как древесины и пластик, окрашивать достаточно трудно. Облегчить процесс получится лишь при особых токопроводящих грунтовок (в случае, если речь идет о пластике) или увлажнения (для дерева).
  2. Формой обрабатываемых деталей. Как было сказано ранее, электростатический способ дает возможность окрашивать разные по форме изделия, но в замкнутом токопроводящей контуре напряжение поля электростатического типа будет равно нулю. По этой причине в глубоких выемках нет электрического полы, из-за чего на подобные участки не будут попадать частицы лакокрасочного материала. Более того, не попадая в различные впадины, краска будет концентрироваться на остальных участках (к примеру, на кромках), и это будет приводить к образованию очень толстого слоя покрытия. Чтобы не было таких проблем (часто их называют контуром Фарадея), окраска труднодоступны мест проводится посредством простого краскопульта – безвоздушным или даже пневматическим.
Читайте также  Повторное лишение прав за пьянку 2018

Рассмотрим устройство для окрашивания. Краскопульт «Stаr 3001»

В роли примера следует разобрать краскораспылитель Стар 3001. В таком аппарате используется каскадный метод образования высоко напряжения. Делают и механические, и даже автоматические методы усовершенствования оборудования. Обе модели способны работать и с безвоздушным распылением, и со смесью воздушного типа. Для водорастворимых лакокрасочных материалов и для красок, сделанных на базе растворителя еще существуют отдельные модификации. Каждая модель, в зависимости от назначения, может сильно отличаться по материалам, в ней применяемым, а еще иметь свои конструктивные особенности.

Свойства лакокрасочного материала

Получается так, что ассортимент оборудования невероятно широкий, и потому перед покупкой требуется определиться с тем, как именно будет применен электростатический пистолет. Аппарат 3001 требуется для работы с лакокрасочными материалами на водной основе. Это будет обозначать защищенность устройства от коротких замыканий, потому что конструкция сделана из особого материала. А вот для работ с растворителями органического типа Стар 3001 не подойдет, и потому требуется найти модификацию, корпус которой инертный по отношению к различным растворителям.

Проблемы с контуром Фарадея в распылителе такой модели решается отключением электрического питания. Если отсутствует питание, лакокрасочный материал распыляется лишь под воздействием давления. Клавиши управления напряжением расположены прямо на корпусе краскопульта, и это весьма удобно. Более того, давление можно даже контролировать собственноручно – достаточно нажимать на курок. Пистолет еще оснащен памятью, за счет чего поддерживается до 3-х вариантов электростатического поля на каждый тип лакокрасочного материала. Немаловажным параметром любого используемого лакокрасочного материала будет электрическая сопротивляемость. Вместе с устройством в комплекте поставляется зонд, который тестирует лакокрасочный материал на сопротивляемость, и тем самым это обеспечивает самый лучший показатель для электростатического поля.

Несмотря на техническое оснащение, то такой пистолет для электростатической покраски отличается удобством обслуживания. Корпус можно легко разобрать, а после этого все механизмы доступны визуальному наблюдению. При поломке заменить можно любые элементы пистолета. Это обстоятельство дает возможность упрощать ремонтные работы, а еще удешевить их. Следует отметить, что устройство к тому же весит всего 0.9 кг, и за счет легковесности, работать с ним будет физически несложно, а за счет эргономичной рукояткой будет удобно. Для промышленного использования разработана такая модификация, как «LАRIUS 2 Раint Sуstеms». В этой системе используют двойную диафрагма, за счет которой лакокрасочный материал нагнетается под небольшим давлением.

Использование технологии в России

Технология покраски электростатического типа характеризуется большим количеством достоинств. Но в российских условиях использование такого вида распыления пока не нашло массового использования. Основной причиной в отсутствии достаточного числа квалифицированных специалистов. Само по себе оборудование достаточно сложно, им нужно иметь пользоваться, и в обратном случае вместо напыления электростатического типа краска будет распыляться стандартным методом, что не даст планируемого эффекта. Еще одной проблемой в российский условиях будет поиск лакокрасочный материалов с требуемым уровнем электрической проводимости.

Если показатель будет отличаться от заданного, его можно использовать, но в любом случае не обойтись без исходной информации. При этом выяснять уровень электрической проводимости часто не получается ни у продавцов, ни у компаний-изготовитель. В результате этого единственным выходом будет покупка лакокрасочных материалов западного производства, которые куда дороже отечественных аналогов. Еще одним важным фактором будет обеспечение качественного заземления. В большинстве случаев такое условие должным образом не выполняется. При отсутствии заземления маляр будет окрашивать не просто поверхность, но самого себя.

Обратите внимание, что требуется сказать про одно популярное заблуждение – большинство маляров считают, что чем больше факел, тем скорее будет обработана поверхность. Но на практике все совсем не так, и увеличение факела лишь делает электростатический аппарат в простой краскопульт.

Окрашивание электростатического типа, естественно, имеет огромные перспективы использования. В продаже есть требуемое оборудование, а технология является прекрасно изученной. Но для большего распространения нанесению лакокрасочного материала таким методом требуется специально обучаться, а после проверять знания на практике.

Электростатическая окраска — устройство и принцип действия

Электростатический распылитель краски впервые был запатентован в период с 1941 по 1944 год американским ученым и исследователем Гаральдом Рансбургом. Прежде чем запатентовать свое изобретение, и уже после патентования первых его версий, Рансбург много экспериментировал в лаборатории, доводя до совершенства придуманный им метод электростатического нанесения краски.

И вот, в 1951 году изобретателем был получен патент US 2697411 на устройство для нанесения краски путем электростатического напыления, которое и стало прототипом современных инструментов. В те же годы Гаральдом была создана фирма Ransburg, которая и по сей день занимается производством и совершенствованием оборудования для электростатической окраски.

Устройство для нанесения краски путем электростатического напыления

Принципиально метод состоит в следующем. Жидкий лакокрасочный материал распыляется, как обычно, краскопультом, но с одним дополнительным условием. При прохождении через краскопульт, краска заряжается, соприкасаясь со специальным электродом возле сопла краскопульта, до высокого отрицательного напряжения, уровень которого достигает 100000 вольт.

После выхода из сопла, отрицательно заряженные частички краски устремляются по направлению силовых линий электростатического поля к заземленному изделию, которое необходимо покрасить. То есть высокое напряжение оказывается приложено между краскопультом и окрашиваемым изделием.

Электростатическая окраска

Распыление краски осуществляется благодаря сжатому воздуху, то есть пневматическим методом, либо безвоздушным распылением, когда краска под давлением устремляется через щель сопла. Это две традиционные разновидности распыления при электростатическом нанесении краски. Бывают еще комбинированные системы.

Далее одноименно заряженные частички краски, вылетев из сопла, взаимно отталкиваются в соответствии с законом электростатики, формируя естественным образом окрасочный факел. Факел частиц устремляется силами электростатического притяжения в сторону заземленной детали, и частицы, двигаясь вдоль линий напряженности электростатического поля равномерно покрывают деталь. Как таковой эффект тумана краски отсутствует, а коэффициент переноса лакокрасочного материала на изделие достигает 98%.

Метод электростатической окраски

Данный метод нанесения позволяет сильно экономить лакокрасочный материал, и вообще значительно ускоряет процесс окрашивания. При окрашивании больших изделий, таких как трубы, обычным способом, их нужно было бы переворачивать в процессе окраски несколько раз, чтобы краска легла бы равномерно и со всех сторон.

Но при электростатическом нанесении это уже лишнее, ибо заряженные частички краски сами движутся по линиям электрического поля, огибают изделие со всех сторон, и достаточно одного прохода краскопультом для получения требуемого качественного результата.

Электростатический распылитель

Электростатические распылители бывают разными, но есть у них и кое-что общее с традиционными краскопультами. В первую очередь — одинаков принцип проводящих краску каналов. Отличие же заключается в наличии у одних и в отсутствии у других электрода для зарядки лакокрасочного материала, а также высоковольтного блока, обеспечивающего системе необходимое рабочее напряжение.

Корпус электростатического краскопульта, в отличие от обычного, выполнен не из стали и не из алюминия, а из комбинированного пластика, содержащего как проводящие, так и изолирующие части, чтобы рабочий был максимально защищен от случайного поражения током.

Высоковольтная система электростатического краскопульта по своему исполнению может быть классической или каскадной. Классическая схема подразумевает подачу высокого напряжения по кабелю от источника (трансформатора высокого напряжения) к пистолету. Это делает инструмент легким и привносит простоту в его использование, поскольку электроника в корпусе отсутствует.

Имеет место обязательная защита от короткого замыкания. Такой распылитель стоит дешевле и проще ремонтируется. Недостаток классической схемы — нестабильное напряжение на электроде, отсутствие выключателя на распылителе.

Каскадная схема предполагает наличие встроенного в инструмент (непосредственно в распылитель) преобразователя напряжения. На пистолет подается 12 вольт постоянного тока через низковольтный кабель, и внутри инструмента уже напряжение повышается до приемлемого для работы уровня.

Достоинства каскадной схемы неоспоримы: стабильное напряжение, равномерность зарядки, возможность регулировки напряжения на инструменте, наличие выключателя под рукой. Недостатки — больший вес и более высокая стоимость.

Окраска поверхности

Электростатические системы окраски подразделяются на автоматические и ручные. И те и другие могут быть, как отмечалось выше, безвоздушными, комбинированными или пневматическими. Кроме того, автоматические бывают еще дисковыми высокооборотными, а ручные — чашечными низкооборотными. Об этом и поговорим далее.

В обычном случае распыление происходит как и в традиционных краскопультах, — безвоздушные, комбинированные и пневматические распылители электростатического типа так и работают на начальной стадии, но дают экономию краски и высокий коэффициент переноса — до 90% — благодаря действию электростатических сил.

Читайте также  Сабельная пила по металлу электрическая

Но у чашечных и дисковых распылителей все происходит несколько иначе: распыление здесь получается благодаря центробежным силам, когда диск или чашка вращаются на распылителе. Вращение развивается путем действия сжатого воздуха на чашку или диск, а нанесение — действием электростатики. Так достигается перенос до 98% лакокрасочного материала.

Ручные низкооборотные распылители чашечного типа имеют скорость вращения чашки всего 600 оборотов в минуту, и хотя дают 98% переноса краски, не нашли особо широкого применения на крупных промышленных производствах, поскольку производительность их низка, максимум 200 миллилитров краски в минуту.

Тем не менее, на малых производствах, особенно при окраске металлических решеток, ручные чашечные электростатические распылители пользуются заслуженной популярностью в силу своей экономичности и эффективности.

Автоматические же дисковые высокооборотные краскораспылители, с поддувом сжатым воздухом по периферии факела для его сужения, имеют скорость вращения диска до 60000 оборотов в минуту, и обладают значительно более высокой производительностью при высокой эффективности переноса (до 90%). Такие электростатические распылители широко применяются в промышленности, например при окраске кузовных деталей автомобилей, бытовой техники, металлоконструкций типа мебели и т. д.

Имеет электростатический метод окраски и свои отличительные нюансы. Во-первых, это работа под высоким напряжением. Безусловно, преимущество в переносе до 98% материала крайне важно, но есть здесь и традиционные ограничения.

Лакокрасочный материал должен обладать определенным минимальным сопротивлением, чтобы он мог достаточно зарядиться, пройдя возле высоковольтного электрода, иначе качество окраски снизится, например наличие металлической пудры в составе эмалей не лучшим образом сказывается на качестве окраски.

Разбавленные водой материалы опасны короткими замыканиями. Между тем, современное оборудование не стоит на месте, совершенствуется, и данные ограничения уже не являются непреодолимыми препятствиями для окраски.

Отдельно стоит сказать а свойствах окрашиваемых поверхностей. Непроводящие материалы, такие как дерево, пластик или резина, окрасить просто так не удастся, нужны дополнительные предварительные работы. Прежде наносят токопроводящий грунт или увлажняют материал, затем наносят краску электростатическим методом.

Окрашивание электростатическим методом

Форма окрашиваемого предмета также очень важна. Поскольку частички краски, заряженные, и движущиеся по линиям поля, устремляются к изделию прежде всего в направлении наиболее заряженных его участков, то впадины или карманы прокрасить не удастся, ведь электрического поля в них почти не будет, сработает эффект клетки Фарадея. Острые же выступы — напротив, окрасятся лучше всего, поскольку напряженность электрического поля вблизи них будет наибольшей.

Тем не менее, есть выход. Карманы и впадины окрасить можно, для этого просто отключают высокое напряжение, и производят окраску как обычным пневматическим или безвоздушным краскопультом. Все эти нюансы важно учитывать.

Установки для окраски электростатическим способом состоят из следующих частей: краскопульт, источник высокого напряжения, шланги различного назначения (для воздуха и для краски), кабель питания, заземляющий кабель, насос, бак.

Установка перед началом работы обязательно надежно заземляется. В качестве источника высокого напряжения может использоваться как электрическая сеть, так и другой источник питания, в частности — мобильный пневмогенератор постоянного напряжения для автономной работы установки в условиях отсутствия обычной сети.

Краскораспылитель

Стоит отметить, что технология электростатической окраски, со времен изобретения Рансбургом его первого электростатического краскораспылителя, непрерывно совершенствуется на протяжении десятилетий. И на сегодняшний день именно электростатическая окраска заслуженно занимает место самой экономичной технологии нанесения лакокрасочных материалов, при которой достигается максимальный перенос краски на изделие.

Количество отходов снижено здесь до минимума, поэтому как при мелкосерийном производстве, так и на крупных промышленных предприятиях, на заводах, электростатическая окраска пользуется сегодня большим успехом.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Электростатическая окраска. Основы метода

Главный принцип электростатической покраски заключается в том, что в процессе распыления жидкий лакокрасочный материал (ЛКМ), соприкасаясь с электродом, которым оборудован каждый электростатический краскораспылитель, получает высоковольтный отрицательный заряд (примерно 60-100 кВ), и после распыления его частицы направленно движутся к заземленному окрашиваемому изделию по силовым линиям электростатического поля, возникающим между краскораспылителем и изделием.

Заметим, что начальное ускорение частичек ЛКМ (в зависимости от разновидности рассматриваемого метода) происходит за счет: воздействия на материал потока сжатого воздуха (пневматическое электростатическое распыление); прохождения материала под высоким давлением через щелевидное сопло (безвоздушное и комбинированное электростатическое распыление);

Последующее формирование окрасочного факела происходит вследствие взаимного отталкивания одноименно заряженных частиц ЛКМ. Кроме этого, силы электростатического поля направляют движение заряженных частиц ЛКМ, препятствуя образованию окрасочного тумана и способствуя повышению коэффициента переноса материала на окрашиваемое изделие, который может достигать 80-98 %.

Помимо экономии ЛКМ, электростатическая покраска во многом облегчает и ускоряет процесс его нанесения.

Например, при окраске таких конструкций, как трубы, при традиционном способе окраски потребовалось бы наносить материал, переворачивая изделие 3-4 раза, чтобы равномерно прокрасить его со всех сторон, в то время, как метод электростатической покраски позволяет окрашивать трубу в 1 проход, поскольку частицы ЛКМ будут двигаться по изогнутым линиям электростатического поля, огибая трубу со всех сторон.

Устройство и виды электростатических краскораспылителей

Если сравнивать электростатические краскораспылители с традиционными, то общими чертами можно считать принцип работы материало — и воздухопроводящих каналов, а главными отличиями — наличие электрода, заряжающего ЛКМ, и высоковольтной системы, обеспечивающей наличие электрического потенциала на этом электроде. В дополнение к описанным выше принципиальным отличиям в конструкции краскораспылителей следует также отметить, что корпус традиционных краскораспылителей, как правило, изготавливается из стали или алюминия, в то время как в случае электростатических краскораспылителей корпус обычно выполняется из комбинации изолирующих и токопроводящих пластиков, для того чтобы максимально защитить маляра от поражения электрическим током.

Различают два типа высоковольтных систем электростатических краскораспылителей: классическую и каскадную. Рассмотрим их подробнее.

В случае классических (внешних) высоковольтных систем высокое напряжение постоянного тока подается непосредственно на краскораспылитель от трансформатора (источника высокого напряжения) при помощи высоковольтного кабеля. К достоинствам краскораспылителей, в которых используется классическая высоковольтная технология, относятся простота конструкции и отсутствие электронных элементов в корпусе краскораспылителя; сравнительно малый вес краскораспылителя; встроенная защита от короткого замыкания; меньшая стоимость краскораспылителя и хорошая ремонтопригодность, а к недостаткам — нестабильность высокого напряжения на электроде; отсутствие независимого выключателя электрического питания на краскораспылителе.

В каскадных (встроенных) высоковольтных системах высокое напряжение постоянного тока генерируется на специальном каскадном трансформаторе, встроенном в краскораспылитель. При этом напряжение 12 V постоянного тока подается на краскораспылитель при помощи низковольтного кабеля, а затем преобразуется на каскаде в высокое напряжение постоянного тока.

К достоинствам краскораспылителей с каскадной высоковольтной технологией относятся:

стабильность высокого напряжения на электроде и связанная с этим равномерность зарядки материала; наличие встроенного в краскораспылитель регулятора высокого напряжения и независимого выключателя электрического питания, а к недостаткам — наличие электронных элементов в корпусе краскораспылителя и связанная с этим его высокая стоимость; сравнительно высокий вес краскораспылителей.

Электростатические краскораспылители можно разделить на ручные и автоматические, которые, в свою очередь, можно классифицировать, как это показано в таблице 1.

Как уже упоминалось выше, первичное распыление ЛКМ в случае пневматических, комбинированных и безвоздушных электростатических краскораспылителей происходит точно также, как и в соответствующих традиционных краскораспылителях, поэтому они находят схожие области применения, а наличие электростатического поля позволяет повысить коэффициент переноса материала до 70-90 %.

Совсем иначе выглядит процесс нанесения ЛКМ с помощью чашечных и дисковых электростатических краскораспылителей: в этом случае заряженный ЛКМ распыляется исключительно под воздействием центробежных сил, которые возникают при вращении с высокой скоростью чашки или диска, расположенных на краскораспылителе и приводимых в движение сжатым воздухом, а затем переносится на изделие исключительно силой электростатического поля, что гарантирует перенос материала до 90-98 %.

Следует отметить, что ручные чашечные низкооборотные краскораспылители (скорость вращения чашки – до 600 об/мин.), несмотря на максимальный для всех способов распыления коэффициент переноса материала, достигающий 95-98 %, не нашли применения в условиях серийного и массового производства в силу низкой

производительности (до 200 мл./мин.), а используются, в основном, для мелкосерийной ручной окраски решетчатых металлоконструкций, поскольку в этом случае трудно найти другой более экономичный способ качественного нанесения ЛКМ.

Характерной особенностью высокооборотных дисковых краскораспылителей является то, что для сужения факела ЛКМ, созданного быстровращающимся диском (скорость вращения диска — до 60000 мин.), используется поддув сжатого воздуха по всей периферии этого факела. Данный тип электростатических краскораспылителей благодаря высокой производительности и экономичности работы (коэффициент переноса материала достигает 90 %) широко используется при конвейерной окраске кузовов автомобилей и их комплектующих, бытовой техники и металлической мебели.

Окрасочные установки для нанесения ЛКМ в электростатическом поле

В состав установки для электростатической окраски, как правило, входят краскораспылитель, источник высокого напряжения, воздушные и материальные шланги, питающий кабель, кабели заземления, оборудование во взрывозащищенном исполнении для подачи ЛКМ на краскораспылитель (диафрагменный или поршневой насос, красконагнетательный бак), причем наличие в системе электрического тока высокого напряжения обязывает строго соблюдать правила техники безопасности и тщательно заземлять основные элементы установки.

В случае работы вне помещения, например, при окраске крупногабаритных металлоконструкций вместо источника высокого напряжения используется мобильный пневматический генератор электрического тока постоянного напряжения, который позволяет работать автономно от сетей электропитания.

Заключение

Технологии электростатической окраски совершенствуются на протяжении более полувека, и на сегодня электростатическая окраска во всех ее вариациях — это самый экономичный из методов распыления, обеспечивающий получение высококачественного лакокрасочного покрытия при максимальном переносе ЛКМ на окрашиваемое изделие и значительном снижении затрат на переработку отходов ЛКМ. В зависимости от типа применяемого покрасочного оборудования данный метод окраски может использоваться как в условиях массового и серийного производства, так и при мелкосерийном и единичном производстве изделий.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: