Электростатическая окраска — устройство и принцип действия

Краскопульт «Star 3001»

В качестве примера разберем краскораспылитель «Star 3001». В данном аппарате применяется каскадный способ образования высокого напряжения. Изготавливаются как механические, так и автоматические модификации оборудования. Обе модели могут работать как с безвоздушным распылением, так и с воздушной смесью.

Для водорастворимых ЛКМ и для красок на базе растворителя также существуют отдельные модификации. Каждая модель, в зависимости от ее предназначения, может значительно отличаться по используемым в ней материалам, а также иметь свои конструктивные особенности.

Таким образом, ассортимент оборудования широк, поэтому перед покупкой нужно определиться с тем, как будет использоваться электростатический пистолет. Аппарат «Star 3001» предназначен для работы с ЛКМ на водной основе. Это означает защищенность устройства от короткого замыкания, поскольку конструкция произведена из специального материала. А вот для работы с органическим растворителем «Star 3001» не подходит, поэтому нужно поискать модификацию, корпус которой инертен по отношению к растворителям.

Проблема с контуром Фарадея в распылителе данной модели решается отключением электропитания. При отсутствии питания ЛКМ распыляется только под воздействием давления. Клавиша управления напряжением располагается прямо на корпусе краскопульта, что очень удобно. Кроме того, давление можно контролировать своими руками — достаточно нажать на курок. Пистолет также оснащен памятью, благодаря чему поддерживается до трех вариантов электростатического поля на каждый вид краски.

Немаловажный параметр любого применяемого лакокрасочного материала — электрическая сопротивляемость. Вместе с аппаратом «Star 3001» поставляется зонд, который тестирует ЛКМ на сопротивляемость, тем самым обеспечивая наилучший показатель для электростатического поля.

Несмотря на техническую оснащенность, такой краскораспылитель отличается простотой обслуживания. Корпус легко разбирается, после чего все механизмы доступны визуальному наблюдению. В случае поломки замене подлежат любые детали пистолета. Это обстоятельство позволяет упростить ремонтные работы, а также удешевить их.

Следует отметить малый вес устройства — всего 900 граммов. Благодаря легковесности, работать с аппаратом физически не тяжело, а за счет эргономичной рукоятки еще и удобно.

Для промышленного применения разработана модификация «LARIUS 2 Paint Systems». В такой системе применяется двойная диафрагма, за счет которой краска нагнетается под малым давлением.

Комбинированное оборудование

Устройства данного типа содержат в себе признаки безвоздушного и пневматического оборудования.

Принцип работы таких аппаратов следующий:

  • Краска подается на сопло под высоким давлением.
  • С боков сопла имеются форсунки, которые подают воздух под низким давлением.

Благодаря такой схеме работы, материал не расходуется на туманообразование, как при пневматической покраске. Это в первую очередь позволяет снизить расход краски. Кроме того, не нарушаются экологические нормы, и отпадает необходимость в использовании мощных вентиляторов при нанесении краски внутри помещений.

Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

Устройство для комбинированного распыления ЛКП

Таким образом, комбинированные аппараты существенно снижают стоимость работ. При этом, инструкция по покраске остается такой же, как и при использовании пневматических машин.

Надо сказать, что распылительные головки бывают нескольких типов:

  • С прямой подачей воздуха в факел;
  • С отраженной подачей воздуха;
  • С прямой и обратной подачей воздуха.

Разные типы головок, позволяют получить разный эффект при нанесении красящего состава. Что касается области применения данного оборудование, то она такая же, как и у вышеописанных аппаратов

Разделение сыпучих смесей на составляющие

На рис 17-34 показана схема установки для электростатического разделения продуктов помола зерна. Из бункера 1 помол поступает на потрясок (лоток) 2, который встряхивается вращающимся эксцентриком 3.Потрясок одновременно служит заряжающим частицы электродом. Заряженные частицы падают между двумя электродами 4, разность потенциалов между которыми составляет десятки киловольт. Под влиянием сил, по закону Кулона, чистый помол отделяется от оболочек зерна (отрубей) и сортируется по ячейкам приемника 5.Трансформатор 6и выпрямитель 7 служат для получения постоянного напряжения на электродах 4.Производительность устройства зависит от ширины лотка 2и составляет около 100 кг

на 1см ширины лотка в сутки. Потребляемая мощность устройства равна около 500вт на 1м ширины лотка.

Рис. 17-34.

Электростатическая установка для разделения составляющих помола муки.

Электростатическая окраска

Технические данные электрофильтров.

Электростатическая окраска заключается в зарядке и распылении жидкости за счет электростатических сил, действующих на каплю, находящуюся на кромке распылителя. Заряженные частицы распыленной жидкости движутся в электрическом поле по направлению к изделию.

Электростатическая окраска находит широкое применение при массовом производстве однородных изделий, например корпуса и кожухи аппаратов различных машин.

Электростатическая окраска производится в специальных металлических помещениях-камерах, хорошо освещаемых и вентилируемых. В такой камере окрашиваемые изделия движутся по конвейеру, а при необходимости получают вращение в зоне электрического поля.

Для электростатической окраски можно применять большинство обычных лакокрасочных материалов на основе масел, глифталевых и других смол, битумов, ас-фальтов. Наиболее целесообразно применение электростатической окраски для наружных поверхностей изделий. Однако необходимо учитывать, что в результате неравномерности электрического поля осаждение лакокрасочного материалу будет хорошо происходить на выпуклых поверхностях и плохо — в местах углублений.

Камера электростатической окраски листового или профильного металла показана на фиг.

Технологическая схема установки электростатической окоаски.
Популярные статьи  Рабочие и электрозащитные характеристики заземляющих устройств

Режим электростатической окраски изменяют регулирована ем напряжения, подаваемого на коронирующий электрод, или изменяя расстояние между электродом и окрашиваемым изделием. Режим окраски можно также менять регулированием скорости привода распыляющего устройства для получения минимального размера капель лакокрасочного материала, что приводит к ускорению движения капель к окрашиваемому изделию в электрическом поле.

Принцип электростатической окраски заключается в следующем. Между коронирующим электродом, к которому подводится отрицательный потенциал источника тока, и окрашиваемым изделием, которое заземляется, создается сильное электрическое поле. В это поле вводится лакокрасочный материал, распыленный до мелких капель, которые под воздействием сил поля переносятся на окрашиваемое изделие.

Электрическая схема выпрямительного и искропредупреждающего устройства установки электростатической окраски.

Режим электростатической окраски изменяют регулированием напряжения, подаваемого на коронирующий электрод, или расстояния между электродом и окрашиваемым изделием.

Схема установки для ручного электроокрашивания.

Установки электростатической окраски УЭРЦ-1 характеризуются вращающимися распылительными головками, по периферии которых заряженная краска сбегает за счет центробежной силы.

При электростатической окраске изделий важное значение имеют следующие факторы: величина электрического заряда и размер капли лакокрасочного материала ( степень распыления), напряженность электрического поля. Величина диэлектрической проницаемости лакокрасочного материала не дает существенного изменения заряда.
 . При автоматизированной электростатической окраске изделий в камерах воздухообмен вытяжной вентиляции определяют по скорости всасывания воздуха в проемах камеры, равной 0 4 — 0 5 м / с

Объем отсасываемого воздуха должен, кроме того, обеспечивать разбавление паров растворителя до концентраций, равных или менее 20 % нижнего предела взрываемости.

При автоматизированной электростатической окраске изделий в камерах воздухообмен вытяжной вентиляции определяют по скорости всасывания воздуха в проемах камеры, равной 0 4 — 0 5 м / с. Объем отсасываемого воздуха должен, кроме того, обеспечивать разбавление паров растворителя до концентраций, равных или менее 20 % нижнего предела взрываемости.

Виды порошковых красок

Электростатическая окраска - устройство и принцип действияВсе выпускаемые виды порошковых красок можно разделить на две большие классификации – термопластические и термореактивные. Все зависит от того, какие вещества, образующие пленку, используются в составе.

Термопластичные порошковые краски

Термопластические краски содержат в своем составе термопластичные образователи пленки. Данный вид красок образует покрытие, не создавая при этом химических реакций, частицы сплавляются и затем эти сплавы охлаждаются. Термопластические краски имеют в своей основе поливинилбутирал, полиамид, поливинилхлорид и полиэтилен.

Назначение поливинилбутираловых красок состоит в защитной, декоративной функциях, они бензостойки, электроизоляционны и амбразивостойки.

Поливинилхлоридные краски устойчивы к влияниям моющих веществ, им не страшны атмосферные явления. Такими красками окрашивают поверхности как внутри, так и снаружи помещения.

Самыми популярными и распространенными являются полиамидные краски. При нанесении на поверхность они смотрятся наиболее красиво и эстетично, они прочны и тверды, они не боятся находиться под влиянием растворяющих веществ и истираний. Их применяют на деталях внутри помещений и для наружных объектов.

Краски, основой которых является полиэтилен, как правило, используют с целью защитить поверхность от различных воздействий. Их физические и механические, антикоррозийные характеристики очень высоки. Они прекрасно изолируют от воздействий электрического напряжения. Но такой вид красок имеет два весомых недостатка – образуемые ими покрытия достаточно часто растрескиваются, а также такие краски недостаточно устойчивы к воздействия атмосферных явлений.

Термореактивные порошковые краски

Электростатическая окраска - устройство и принцип действияТермореактивный образователь пленки является составляющим в термореактивных красках. Формирование таких поверхностей происходит путем плавления частиц между собой и последующих за этим химических процессов. Они не растворимы и не плавки. В состав термореактивных красок входят полиэфирная и эпоксидная смола, полиуретан, акрилаты. Чаще всего такие покрытия используют в машиностроительной отрасли.

Краски на основе эпоксида достаточно прочны, они не боятся воздействий растворителей, но если происходит их перенагревания, то они приобретают желтоватый оттенок. Если на такую поверхность воздействует ультрафиолет, то верхние слои покрытия подлежат разрушению, их консистенция становится подобной мелу.

Краска на основе полиэфира подлежит использованию для наружных работ. Верхний слой такой краски благодаря воздействию открытого, постоянно циркулирующего воздуха, не подлежит разрушению.

Краски, которые имеют в своем составе полиуретан, характеризуются устойчивым блеском. Такие краски обладают защитными свойствами, они абразивоустойчивы и оберегают поверхности от воздействия трения. Поверхности, покрытые полиуретановой краской, защищены также от воздействий атмосферного влияния, растворителей, жидкого топлива, воды и масел минералов. А также такие краски имеют безупречное декоративное нанесение, их покрытие схоже с видом жатого шелка.

Краска на основе акрилата также имеет защитные функции. Она защищает обрабатываемые ей объекты от различных воздействий, в том числе от щелочей и перепадов температур. В течение длительного времени поверхность с таким покрытием будет радовать вас своим внешним видом.

Существующие способы наложения

Способы наложения по типу получения частицами заряда называются электростатическим и трибостатическим.

Трибостатический пистолет

Электростатическим методом заряд сообщается коронирующим электродом под высоким, 20–100 тыс. В, напряжением. Электростатические установки более мощные, производительные. При снижении напряжения электрода увеличивается скорость воздушной струи.

Трибостатический эффект достигается трением частиц друг об друга и материал корпуса пистолета. Корпус пистолета для повышения трения изготавливают из фторопласта.

Трибостатические установки дешевле, производительность работы агрегатов меньше, чем у электростатических. Процент оседания частиц на детали ниже. Не все краски по металлу рассчитаны на зарядку трением, нужно выбирать специальные или использовать адаптирующие добавки. Детали пистолета изнашиваются и требуют замены. Трибостатическим способом удобнее обрабатывать детали сложной формы, пазы, углубления. Электростатический метод в таких условиях не эффективен, оставляет непрокрасы.

Популярные статьи  Диоды Шоттки - устройство, виды, характеристики и использование

По составу смол смеси разделяют на три категории:

  • эпоксидные краски;
  • эпоксидно-полиэфирные составы;
  • полиэфирные краски.

Эпоксидные порошковые покрытия

Эпоксидные краски по металлу прочные, стойкие к химическим веществам, маслу топливу. Грунтовка под них не требуется, сами могут быть грунтовочным слоем перед нанесением жидких порошковых окрасок. Толщина наносимого слоя до 500 мкм.

Эпоксидная краска не проводит электричество, за изоляционные свойства востребована в электротехнической, радиотехнической промышленности при окраске металла, требующей повышенных антикоррозионных свойств. Чёрные металлы, оцинкованная сталь фосфатируется, алюминий и алюминиевые сплавы хроматируются. Формируется ударопрочное покрытие с хорошей адгезией.

Эпоксидно-полиэфирные порошковые краски

Эпоксидно-полиэфирные покрытия более декоративны. На их основе можно получать сложные фактуры под тисненую кожу, эффекты состаренной поверхности, широкую палитру оттенков металлика с разной степенью блеска. Недостатком эпоксидно-полиэфирного покрытия является сниженная стойкость покраски к атмосферным явлениям и слабое противостояние процессам коррозии металла.

Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

Полиэфирные порошковые краски

Полиэфирные порошковые краски – атмосферостойкие, механически прочные, стойкие к истиранию покрытия. Высокая адгезия полиэфирных составов позволяет наносить покрытие на все виды металлов, включая лёгкие сплавы. Хорошо изолируют электричество. Вступая в реакцию со щёлочью, слой покраски разрушается.

Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

Технология

Впервые электростатический распылитель был использован в 1941 году американским изобретателем Г. Рансбургом. Методика подразумевала использование электрических полей, по которым передвигаются заряженные частицы краски. Жидкий лакокрасочный материл вступает во взаимодействие с электродом, расположенным в пистолете, в результате чего краске передается высоковольтный отрицательный заряд (60-100 кВт). Заряженные частицы, выйдя из сопла краскопульта, направляются по линиям электростатического поля к заземленному изделию, на которое наносится ЛКМ.

Окрасочный факел возникает благодаря обоюдному отталкиванию заряженных частиц лакокрасочного материала

Важное отличие данной технологии от других методов состоит в отсутствии необходимости в красочном тумане, так как частицы направляются по заданным линиям. Коэффициент переноса краски может колебаться от 70 до 98 процентов. Показатель переноса зависит от проводимости окрашиваемого материала, формы изделия и других косвенных факторов

Показатель переноса зависит от проводимости окрашиваемого материала, формы изделия и других косвенных факторов.

Электростатический способ позволяет сократить расход ЛКМ, а сам процесс покраски делает проще. При окрашивании металлических труб традиционным способом нужно несколько раз переворачивать изделие. В случае же с электростатическим пистолетом деталь поворачивать нет необходимости, так как заряженные частицы направляются по силовым линиям и легко огибают препятствия. Окрашивание осуществляется очень равномерно, поскольку на уже обработанном месте краска отталкивает излишки поступающего материала.

Применение технологии в России

Технология электростатической покраски характеризуется множеством достоинств. Однако в российских условиях применение электростатического распыления пока не нашло массового применения. Основная причина в отсутствии достаточного количества квалифицированных специалистов. Само по себе оборудование отличается сложным устройством, им надо уметь пользоваться, в противном случае вместо электростатического напыления краска будет распыляться обычным образом, что не даст планируемого эффекта.

Еще одна сложность — поиск ЛКМ с нужным уровнем электропроводности. Если показатель будет отличаться от заданного, его можно поменять, но в любом случае без исходной информации не обойтись. При этом выяснить уровень электропроводности зачастую невозможно ни у продавцов, ни у производителей. В результате единственный выход — покупка ЛКМ западного производства, которые существенно дороже отечественных образцов.

Следующий важный фактор — обеспечение качественного заземления. В большинстве случаев это условие должным образом не выполняется. При отсутствии же заземления маляр будет красить не только поверхность, но и самого себя.

Электростатическая окраска, безусловно, имеет большие перспективы применения. В продаже имеется необходимое оборудование, а технология является хорошо изученной. Однако для большего распространения нанесению краски электростатическим способом нужно специально обучаться, а затем проверять знания на практике.

Подготовка оснащения к работе

Дренажную трубку необходимо поместить в сосуд с грязным красящим материалом, а шланг для всасывания в емкость с чистым ЛКМ. Посредством поворота регулятора оборудование безвоздушной покраски запускается в работу. Когда краска начнет проходить по дренажному шлангу, его нужно окунуть в ведре во избежание появления пузырьков воздуха в системе. Чтобы выжать газы полностью, дренажи следует соединить со шлангом специализированной клипсой, затем поместить трубки в емкость с материалом. Насос должен прокачать жидкость на протяжении полминуты, чтобы полностью вышел воздух.

Не стоит спешить окрашивать поверхности, едва купив оснащение безвоздушного распыления! Перед самым началом основных процессов новичкам необходимо усвоить ряд нюансов, способствующих успешному завершению технологических операций.

  1. На многих распыляющих инструментах предусмотрены снимающиеся фильтры возле насосного приспособления и пистолетной ручки. Нельзя начинать окраску, не удостоверившись, что фильтровальные мешки чистые.
  2. Если краска проходит через сетчатые фильтровальные установки, в ней не будет механических примесей, негативно влияющих на качество окрашивания.
  3. Заполнение красящим материалом осуществляется в один прием, чтобы сократить количество поступающего в рабочую среду воздуха.
  4. Для эффективного забора краски используют шланги высокого давления.

Чтоб удачно прогнать краску через рабочий агрегат, сопло необходимо заблаговременно снять с пистолета над ведром с использованным материалом. Таким образом, можно предотвратить чрезмерное разбрызгивание краски в условиях высокого давления.

Распылитель с компрессором от холодильника

Наверное, наиболее технологичным самодельным краскопультом станет модель, в основе которой будет компрессор от холодильника. Она будет не только долговечной, но и максимально функциональной. Правда, для создания такого устройства потребуется затратить немало сил и времени. Но результат стоит того. Попытаемся разобраться, что нам для этого нужно и рассмотрим процесс сборки устройства подобного типа.

Популярные статьи  Фазометры - назначение, виды, устройство и принцип работы

Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

Инструменты и материалы

Начнем с того, что необходимо иметь под рукой следующие элементы и инструменты:

Кроме того, потребуется иметь чертеж такого устройства. Его можно сделать самостоятельно, произведя расчет всех необходимых параметров. Либо его можно скачать на специализированных форумах, где люди делятся различными самоделками.

Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

Кроме того, перед стартом работ по сборке нужно найти какую-то вещь, которую можно будет применить в качестве ресивера. Можно для этого применить огнетушитель, какую-то невостребованную канистру либо емкость из металла, которую можно плотно и крепко закрыть.

Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

Технология

Впервые электростатический распылитель был использован в 1941 году американским изобретателем Г. Рансбургом. Методика подразумевала использование электрических полей, по которым передвигаются заряженные частицы краски. Жидкий лакокрасочный материл вступает во взаимодействие с электродом, расположенным в пистолете, в результате чего краске передается высоковольтный отрицательный заряд (60-100 кВт). Заряженные частицы, выйдя из сопла краскопульта, направляются по линиям электростатического поля к заземленному изделию, на которое наносится ЛКМ.

Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

Окрасочный факел возникает благодаря обоюдному отталкиванию заряженных частиц лакокрасочного материала

Важное отличие данной технологии от других методов состоит в отсутствии необходимости в красочном тумане, так как частицы направляются по заданным линиям. Коэффициент переноса краски может колебаться от 70 до 98 процентов

Показатель переноса зависит от проводимости окрашиваемого материала, формы изделия и других косвенных факторов.

Электростатический способ позволяет сократить расход ЛКМ, а сам процесс покраски делает проще. При окрашивании металлических труб традиционным способом нужно несколько раз переворачивать изделие. В случае же с электростатическим пистолетом деталь поворачивать нет необходимости, так как заряженные частицы направляются по силовым линиям и легко огибают препятствия. Окрашивание осуществляется очень равномерно, поскольку на уже обработанном месте краска отталкивает излишки поступающего материала.

Электростатическое напыление

Технология порошковой окраски электростатическим напылением.

Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

Рис. 1 – Технология зарядки коронным разрядом

Его популярность обусловлена следующими факторами: высокая эффективность зарядки почти всех порошковых красок, высокая производительность при порошковом окрашивании больших поверхностей, относительно низкая чувствительность к влажности окружающего воздуха, подходит для нанесения различных порошковых покрытий со специальными эффектами (металлики, шагрени, мауары и т.д.).

Наряду с достоинствами электростатическое напыление имеет ряд недостатков, которые обусловлены сильным электрическим полем между пистолетом распылителем и деталью, которое может затруднить нанесение порошкового покрытия в углах и в местах глубоких выемок. Кроме того, неправильный выбор электростатических параметров распылителя и расстояния от распылителя до детали может вызвать обратную ионизацию и ухудшить качество полимерного порошкового покрытия.

Оборудование для порошковой окраски – электростатический пистолет распылитель есть типовом комплексе порошковой окраски Альфа Колор.

Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

Рис. 2 – Эффект клетки Фарадея

Эффект клетки Фарадея – результат воздействия электростатических и аэродинамических сил.

На рисунке показано, что при нанесении порошкового покрытия на участки, в которых действует эффект клетки Фарадея, электрическое поле, создаваемое распылителем, имеет максимальную напряженность по краям выемки. Силовые линии всегда идут к самой близкой заземленной точке и скорее концентрируется по краям выемки и выступающим участками, а не проникают дальше внутрь.

Эффект клетки Фарадея наблюдается в тех случаях, когда наносят порошковую краску на металлоизделия сложной конфигурации, куда внешнее электрическое поле не проникает, поэтому нанесение ровного покрытия на детали затруднено и в некоторых случаях даже невозможно.

Электростатическая окраска - устройство и принцип действия

Рис. 3 – Обратная ионизация

Обратная ионизация вызывается излишним током свободных ионов от зарядных электродов распылителя. Когда свободные ионы попадают на покрытую порошковой краской поверхность детали, они прибавляют свой заряд к заряду, накопившемуся в слое порошка. Но поверхности детали накапливается слишком большой заряд. В некоторых точках величина заряда превышается настолько, что в толще порошка проскакивают микро искры, образующие кратеры на поверхности, что приводит к ухудшению качества покрытия и нарушению его функциональных свойств. Также обратная ионизация способствует образованию апельсиновой корки, снижению эффективности работы распылителей и ограничению толщины получаемых покрытий.

Для уменьшения эффекта клетки Фарадея и обратной ионизации было разработано специальное оборудование, которое уменьшает количество ионов в ионизированном воздухе, когда заряженные частицы порошка притягиваются поверхностью. Свободные отрицательные ионы отводятся в сторону благодаря заземлению самого распылителя, что значительно снижает проявление вышеупомянутых негативных эффектов. Увеличив расстояние между распылителем и поверхностью детали, можно уменьшить ток пистолета распылителя и замедлить процесс обратной ионизации.

Выбор пульверизатора

Чтобы выбрать краскопульт электрический, необходимо учитывать и сопоставлять несколько важных моментов:

  • Качество изготовления и сборки – поверхности хорошо обработаны, нет люфтов дребезга при потряхивании.
  • Материалы-детали насоса и сопло должны быть металлическими. Пластик прослужит недолго.
  • Отдельно — материал крышки сопла. Должны быть использована латунь, а лучше — нержавеющая сталь.
  • Место для бачка с краской.
  • Пределы регулировок.
  • Наличие аккумулятора.

Сравнивая технические параметры, следует учитывать:

  • Ширина факела.
  • Сечение сопла.

Кроме того, необходимо оценить эргономику: как электрический аппарат лежит в руке, удобно ли нажимать на кнопку подачи. Нужно сделать несколько движений, имитирующих рабочие, посмотреть, не запутывается ли при этом провод.

Оцените статью
Добавить комментарии

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