ПОДАЮЩИЙ ЖЕЛОБ С РАСШИРИТЕЛЬНЫМ ТЕЛОМ ДЛЯ ПИТАНИЯ ОСАДИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА МОКРОГО СЕПАРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ПЕРЕРАСПЫЛА
FEEDING CHUTE WITH EXPANSIVE BODY FOR SUPPLYING PRECIPITATING ELECTRODE OF WET SEPARATING DEVICE OF OVERSPRAY

Изобретение относится к сепарирующему узлу для применения в сепарирующем устройстве для перераспыла в установке для нанесения покрытий на предметы, имеющему:
а) пластинчатый осадительный электрод, на котором выполнена по меньшей мере одна осаждающая плоскость для перераспыла,
б) подающее устройство, с помощью которого к осаждающей плоскости осадительного электрода подается осаждающая жидкость и которое включает в себя:
ба) желоб, который выполнен с возможностью заполнения осаждающей жидкостью,
бб) отборное устройство, с помощью которого из желоба отбирается осаждающая жидкость.
Используемые ранее мокрые сепараторы, которые использовались для отделения перераспыла в установках для нанесения покрытий, прежде всего, в окрасочных установках для автомобильных кузовов, во все большей степени по известным, не рассматриваемым здесь подробно причинам заменяются электростатическими сепарирующими устройствами, как они описаны, например, в DE 102008046414 А1 или же в DE 102010007479 В3. Подобные сепарирующие устройства включают в себя множество сепарирующих узлов, главными компонентами которых являются соответственно, по меньшей мере, по одному пластинчатому осадительному электроду. Эти осадительные электроды размещены в сепарирующем устройстве на расстоянии друг от друга, по существу параллельно друг другу. Между соседними осадительными электродами находится по одному высоковольтному электроду. Вследствие приложенного к высоковольтному электроду высокого напряжения между ним и осадительными электродами образуется электрическое поле. При прохождении обогащенного перераспылом кабинного воздуха между осадительными электродами частицы перераспыла сначала ионизируются и затем направляются электрическим полем к осаждающей плоскости осадительных электродов, где они осаждаются.
Здесь возникает проблема, как удалять образующийся из перераспыла осадок, чтобы постоянно поддерживать осаждающие плоскости свободными. Для этого ранее использовались различные механические системы, на которых здесь подробнее останавливаться не следует. Особо оправдавший себя способ удаления осадка перераспыла с осадительных электродов заключается в том, чтобы дать осаждающей жидкости, замкнутой пленкой, течь по осаждающим плоскостям. Частицы перераспыла впитываются в осаждающую жидкость и вместе с осаждающей жидкостью стекают, например, в сборный резервуар. В благоприятных случаях перераспыл можно регенерировать из собранной осаждающей жидкости.
Для достижения желаемого эффекта важно, чтобы поток осаждающей жидкости равномерно и полностью закрывал осаждающие плоскости, то есть чтобы ни одна область осаждающей плоскости не была свободна от осаждающей жидкости. Для этого в уже упомянутой выше публикации DE 102008046414 А1, в которой описывается сепарирующий узел названного в начале типа, применен переливной желоб. Переливной желоб простирается на высоте, которая находится выше верхней кромки осадительного электрода, и подходящим способом запитывается осаждающей жидкостью. Эта осаждающая жидкость отбирается из желоба и затем подходящим способом подается на осаждающие плоскости осадительного электрода.
В DE 102008046414 А1 описываются по существу две возможности, как может происходить отбор осаждающей жидкости из желоба: во-первых, желоб эксплуатируются как переливной желоб, в котором при достаточной подаче осаждающей жидкости желоб просто переливается по своей верхней кромке. В качестве второй возможности описываются валики, которые своими продольными осями размещены параллельно так, что они частично погружаются в находящуюся в сливном желобе осаждающую жидкость. При провороте они, вычерпывая, захватывают осаждающую жидкость, которая на другой стороне снова убирается с них с помощью скребкового устройства и затем подается на осаждающие плоскости осадительных электродов.
Принципиально следует предпочитать "активный" отбор осаждающей жидкости "пассивному" за счет чистого перелива. Но упомянутые выше валики имеют недостаток в том, что их черпающая сила, то есть способность отбирать осаждающую жидкость из желоба при их вращении, зависит от свойств материала осаждающей жидкость, прежде всего от ее вязкости.
Задача предложенного изобретения заключается в том, чтобы создать сепарирующий узел названного в начале типа, в котором осаждающая жидкость может отбираться из желоба с точной, в значительной степени не зависящей от свойств материала вычерпывающей силой.
Согласно изобретению данная задача решена посредством того, что:
в) отборное устройство включает в себя:
ва) по меньшей мере одно расположенное в желобе, изменяемое по форме, гибкое и/или эластичное расширяющееся тело, которое, по меньшей мере, частично ограничивает замкнутую полость,
вб) насосное устройство, с помощью которого в замкнутую полость может нагнетаться передающая давление среда.
Согласно изобретению посредством "накачивания", по меньшей мере, частично ограниченной расширительным телом полости жидкость активно и положительно выдавливается из желоба в перелив, причем выдавленное количество зависит исключительно от изменения объема замкнутой полости, а не от свойств материала осаждающей жидкости. Динамические уплотнения, которые требуются, например, при применении плунжеров, отсутствуют, что соответственно уменьшает необходимость технического обслуживания.
Расширительное тело может быть изменяемым по форме, гибким и/или эластичным шлангом, который расположен в желобе и в готовом к эксплуатации состоянии погружен в находящуюся в желобе осаждающую жидкость, по меньшей мере, частично, предпочтительно полностью.
Однако расширительное тело также может быть эластичной мембраной, которая не ее кромках плотно соединена с внутренней стенкой желоба.
Особо предпочтительный пример выполнения изобретения отличается тем, что замкнутая полость, насосное устройство и пневмогидроаккумулятор, а также соединительные линии образуют замкнутую систему, в которой в том и ином направлении может перемещаться определенный объем передающей давление среды. То есть для постоянной эксплуатации соответствующего изобретению выполненного подобным образом сепарирующего узла требуется лишь небольшое количество передающей давление среды, в крайнем случае через определенное время эксплуатации нужно восполнять небольшие потери.
Конструктивно является благоприятным, если насосное устройство и пневмогидроаккумулятор конструктивно едино объединены в сильфонообразном насосном и аккумулирующем устройстве. Для выдавливания осаждающей жидкости нужно приложить усилие к этому сильфонообразному насосному и аккумулирующему устройству, если данное усилие снимается или реверсируется, то насосное и аккумулирующее устройство всасывает передающую давление среду из замкнутой полости назад.
Разумеется, возможно, чтобы насосное устройство было осуществлено посредством бинаправленного насоса, который находится в канале между замкнутой полостью и пневмогидроаккумулятором.
Передающая давление среда может быть, например, газом, прежде всего воздухом, или водой.
Особо гибко и точно работает сепарирующий узел, в котором внутреннее пространство желоба посредством разделительной перегородки разделено, по меньшей мере, на две пространственные части, причем в каждой пространственной части предусмотрено по одному расширительному телу, с каждым из которых соотнесено собственное насосное устройство. Таким способом в различные пространственные части можно подавать различные количества осаждающей жидкости в единицу времени, благодаря чему на различных областях осаждающей плоскости имеются различные толщины пленки жидкости.
Далее является целесообразным, если для поиска утечек в замкнутую полость вводится сжатый воздух.
Для определения утечек, при которых происходит выход передающей давление среды, в проводящей передающую давление среду линии может быть расположен датчик давления, который при снижении ниже предельного значения давления формирует сигнал ошибки.
Если в качестве передающей давление среды применяется воздух, то для определения утечек, при которых осаждающая жидкость поступает в воздушную систему, в проводящей воздух линии может быть предусмотрена жидкостная ловушка, в которой размещен датчик жидкости, который при появлении жидкости формирует сигнал ошибки и повышает давление воздуха. Затем по поднимающимся в осаждающей жидкости пузырькам воздуха можно определить место утечек.
Далее примеры выполнения изобретения подробнее разъясняются на основании чертежа, на нем показано:
Фигура 1А - первый пример выполнения сепарирующего узла в состоянии покоя с сечением, перпендикулярным его продольному направлению,
Фигура 1Б - сепарирующее устройство согласно фиг. 1А в функциональном состоянии,
Фигура 2А - второй пример выполнения сепарирующего узла в состоянии покоя,
Фигура 2Б - сепарирующий узел согласно фиг. 2А в функциональном состоянии,
Фигура 3А - третий пример выполнения сепарирующего узла в состоянии покоя,
Фигура 4А - четвертый пример выполнения сепарирующего узла в состоянии покоя,
Фигура 4Б - сепарирующий узел согласно фиг. 4А в функциональном состоянии,
Фигура 5 - вертикальное продольное сечение следующего примера выполнения сепарирующего устройства,
Фигура 6 - сепарирующее устройство согласно фиг. 1А и 1Б с устройством подачи воздуха и определения утечек.
Сначала обратимся к фиг. 1А и 1Б. Там показан сепарирующий узел и обозначен общим ссылочным обозначением 1, как он по своим важным в данной связи основным чертам известен из упомянутого в начале DE 102010007479 В3, прежде всего, по приведенной там фигуре 4, и из DE 102008046414 А1. Изображение сепарирующего узла 1 на фиг. 1А и 1Б "похудело" на необходимые функциональные компоненты, то есть не содержит много деталей известных сепарирующих устройств, хотя последние в принципе могли бы быть снабжены данными деталями. Окружение, в котором используется сепарирующий узел 1, а именно сепарирующее устройство, которое в окрасочных установках удаляет неизбежный перераспыл из воздуха установки, подробнее описано в обеих упомянутых публикациях. На них разрешено ссылаться.
В данной связи достаточно знать, что в сепарирующем устройстве рядом друг с другом расположены несколько показанных сепарирующих узлов 1, и между соседними сепарирующими узлами 1 расположено по одному высоковольтному электроду. Подлежащий очистке воздух проводится между сепарирующими узлами 1. Перераспыл в электрическом поле, которое создается между высоковольтными электродами и сепарирующими узлами 1, перемещается на сепарирующие узлы 1, где он оседает.
Сепарирующий узел 1 включает в себя два главных компонента, а именно подающее устройство для осаждающей жидкости, которое обозначено общим ссылочным обозначением 2, и пластинчатый электрод 3, который на противолежащих сторонах имеет по одной осаждающей плоскости для перераспыла. На верхней кромке осадительный электрод 3 имеет примерно полукруглый в сечении переливной желоб 4, который является частью подающего устройства 2. На верхних продольных кромках переливного желоба 4 закреплены две изогнутые в форме плоской S упругие пластины 5, которые в верхней области прижимаются к внешнему контуру переливного желоба 4, по направлению вниз изгибаются в противоположных направлениях и своими нижними кромками более или менее плотно прилегают к осаждающим плоскостям осадительного электрода 3.
По линии 6 внутреннее пространство переливного желоба 4 может быть наполнено осаждающей жидкостью, функция и свойства которой подробнее описаны в упомянутых выше публикациях. Осаждающая жидкость в показанном на фиг. 1А состоянии покоя заполняет переливной желоб 4 до его верхней кромки.
Под зеркалом осаждающей жидкости в переливном желобе 4 находится расширительное тело 7 в форме эластичного шланга, который простирается по всей длине переливного желоба 4 и, тем самым, сепарирующего узла 1. Внутреннее пространство расширительного тела 7 по линии 8 соединено с сильфонообразно выполненным насосным и аккумулирующим устройством 9. Внутреннее пространство расширительного тела 7, линия 8 и внутреннее пространство насосного и аккумулирующего устройства 9 образуют замкнутую систему, в которой передающая давление среда, например воздух, может перемещаться в том и ином направлении.
Описанный сепарирующий узел 1 работает следующим образом.
В показанном на фиг. 1А состоянии покоя, в котором сепарирующий узел подготовлен к эксплуатации, переливной желоб 4 по линии 6 заполнен до края. Расширительное тело 7 принимает свой наименьший объем. При этом передающая давление среда находится в насосном и аккумулирующем устройстве 9. Теперь при включении сепарирующего устройства, для чего на находящиеся между соседними сепарирующими узлами 1 высоковольтные электроды подается высокое напряжение и между соседними сепарирующими узлами 1 проводится воздух, противолежащие осаждающие плоскости пластинчатых осадительных электродов 3 должны быть покрыты по возможности непрерывной пленкой осаждающей жидкости. Это происходит посредством того, что к насосному и аккумулирующему устройству 9 в направлении стрелки 10 на фиг. 1А прикладывается сила, благодаря чему внутреннее пространство уменьшается, и передающая давление среда выдавливается из внутреннего пространства по линии 8 во внутреннее пространство 30 расширительного тела 7. При этом оно расширяется, что показано на фиг. 1Б.
На фиг. 1Б и фиг. 2А, 2Б, 3, 4А, 4Б и 5 для наглядности линия 8 и насосное и аккумулирующее устройство 8 не показаны, хотя они там таким же образом принципиально имеются.
Из-за роста объема расширительного тела 7 осаждающая жидкость вытесняется из переливного желоба 4, вследствие чего она перетекает через верхние кромки переливного желоба 4 и оттуда, в свою очередь, попадает на осаждающие плоскости осадительного электрода 3, как это показано пунктиром на фиг. 1Б. Этот процесс вытеснения осаждающей жидкости из переливного желоба продолжается до тех пор, пока расширительное тело не достигнет своего максимально возможного объема, то есть состояния, в котором насосное и аккумулирующее устройство 9 практически пустое.
Приложенное к насосному и аккумулирующему устройству 9 усилие снимается или реверсируется. Из-за сильфонообразного характера данного устройства оно снова расширяется и через линию 8 всасывает передающую давление среду обратно из внутреннего пространства расширительного тела 7. При этом оно уменьшает свой объем, пока, наконец, снова не достигнет состояния согласно фиг. 1А. По линии 6 в переливной желоб 4 добавляется осаждающая жидкость, благодаря чему может быть начат новый цикл функционирования сепарирующего устройства 1.
Смена нагнетания/всасывания производится пульсирующе через короткие промежутки, благодаря чему осаждающие плоскости смачиваются квазинепрерывно. Из-за этих пульсаций в желобе может создаваться подобие "волны", которая, несмотря на возможно недостаточную юстировку желоба, обеспечивает равномерный выход осаждающей жидкости. Остаточные неравномерности потока осаждающей жидкости выравниваются до достижения осаждающих плоскостей.
На фиг. 2А и 2Б показан второй пример выполнения сепарирующего узла, который по принципу своей работы по существу соответствует описанному на основании фигур 1А и 1Б сепарирующему узлу 1. Части, которые выполняют сравнимые функции, обозначены теми же самыми ссылочными обозначениями с прибавлением 100. Это также действует и в отношении описанных на основании фиг. 3-5 примеров выполнения, в которых ссылочные обозначения соответственно увеличены на 100 по сравнению с описанным непосредственно до этого примером выполнения.
Основное отличие сепарирующего узла 101 на фиг. 2А и 2Б состоит в том, что внутреннее пространство переливного желоба 104 посредством центральной перегородки 111 разделено на две пространственные части 115а, 115b. Каждая из этих пространственных частей 115а, 115b содержит расширительное тело 107а, 107b и каждому расширительному телу 107а, 107b соответствует собственное насосное и аккумулирующее устройство, которое на чертеже не показано. Смысл такой конструкции заключается в том, что на противолежащих продольных кромках переливного желоба 104 осаждающая жидкость может отдаваться в различной степени. Для этого оба расширительных тела 107а, 107b посредством насосных и аккумулирующих устройств "накачиваются" в различной степени, как это показано на фиг. 2Б. В показанном примере выполнения из правой пространственной части 115b переливного желоба 104 вытесняется большее количество осаждающей жидкости, для чего расположенное там расширительное тело 107b расширяется быстрее, чем левое расширительное тело 107а. Результатом является то, что на правой на фиг. 2А и 2Б осаждающей плоскости осадительного электрода 103 возникает более толстая пленка осаждающей жидкости, чем на левой стороне.
Пример выполнения сепарирующего узла 201, который показан на фиг. 3, по своему принципу работы также тесно связан с обоими описанными выше примерами выполнения. Различие следующее.
Переливной желоб 204 выполнен в изготовленном методом непрерывного литья профиле, например, из стали или пластика, который, монолитно соединенный с переливным желобом 204, имеет два, сходящихся по направлению вниз направляющих тела 205, которые заменяют упругие пластины 5 примера выполнения согласно фиг. 1А и 1Б. Кроме того, под переливным желобом 204 предусмотрена проходящая в продольном направлении сепарирующего узла 201 полость 212. В верхней краевой области осадительного электрода 203 на противолежащих сторонах с возможностью вращения установлено несколько роликов 213, которые могут катиться по двум выступающим вниз, соединенным с направляющими телами 205 шинообразным ребрам 214. Конструкция такова, что осадительный электрод 203 можно извлечь из полого профиля в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа на фиг. 3, если это понадобится для целей технического обслуживания или очистки.
Следующее отличие сепарирующего узла 201 от сепарирующего узла 1, 101 фигур 1А, 1Б, 2А и 2Б заключается в том, что переливной желоб 204 в своем сечении сформирован почти в замкнутый круг и только в верхней точке имеет сравнительно небольшой зазор 215. Осаждающая жидкость выступает через этот зазор 215, когда расширительное тело 207 "накачивается". Затем она течет по внешним поверхностям переливного желоба 204 и по внешним поверхностям направляющих тел 205 стекает вниз на осаждающие плоскости осадительного электрода 203.
Сепарирующий узел 301 на фиг. 4А и 4Б имеет особо большое сходство с сепарирующим узлом 1 согласно фиг. 1А и 1Б. Здесь единственное различие заключается в том, что не используется замкнутое само по себе расширительное тело. Вместо этого выполненная в форме полосы, эластичная мембрана 307 не ее кромках плотно закреплена на внутренней образующей переливного желоба 304. Замкнутая полость 330 под мембраной 307 описана на основании фигуры 1А способом с не показанным насосным и аккумулирующим устройством.
В состоянии покоя, который показан на фиг. 4А, мембрана 307 уже натянута так, что она по существу ровная. Переливной желоб 304 до края наполнен осаждающей жидкостью. Если теперь подать давление в замкнутую полость 330 между мембраной 307 и переливным желобом 304, то мембрана 307 выгибается вверх, что видно на фиг. 4Б, и при этом вытесняет осаждающую жидкость через верхние края переливного желоба 304, откуда она по упругим пластинам 305 попадает вниз на осаждающие плоскости осадительного электрода 303.
В описанных выше примерах выполнения исходным пунктом являлось то, что переливные желоба 4, 104, 204, 304 по всей длине сепарирующего узла 1, 101, 201, 301 проходят без дополнительного разделения. Однако это может быть выполнено иначе, чем это показано на фиг. 5. На ней показано продольное сечение сепарирующего узла 401, на котором переливной желоб 404 посредством вертикальных перегородок с 420а по 420d разделен в общей сложности на пять пространственных частей 415а-415е. В каждой из этих пространственных частей 415а-415b находится эластичная мембрана 407а-407е, которая соответствует мембране 307 примера выполнения согласно фиг. 4А и 4Б.
Замкнутые полости 430а-430е под мембранами 407а-407е, которые снизу ограничены переливным желобом 404, соответственно соединены с раздельными насосными и аккумулирующими устройствами, как они показаны на фиг. 1А, но на фиг. 5 опущены для наглядности. Таким способом можно в продольном направлении сепарирующего узла 401 создать области, в которых различные количества осаждающей жидкости в единицу времени вытесняются из переливного желоба 404, благодаря чему толщина пленки осаждающей жидкости, которая создается на противолежащих сторонах осадительного электрода, в продольном направлении сепарирующего узла 1 различна.
Как упоминалось выше, замкнутые полости 30, 130а, 130b, 230 шлангообразные расширительные тела 7, 107а, 107b, 207 или же частично ограниченные мембранами с 307 или же 407а-407е замкнутые полости 330, 430а-430е с линиями к соответствующим насосным и аккумулирующим устройствам и с самими насосными и аккумулирующими устройства представляют собой замкнутую систему, в которой передающая давление среда должна перемещаться в том и ином направлении, то есть она не подвержена постоянному расходу.
Естественно, что вместо комбинированного насосного и аккумулирующего устройства с сильфонообразным строением можно также применять и жесткий аккумулятор, причем передающая давление среда посредством бинаправленного насоса перемещается между замкнутой полостью внутри переливного желоба и аккумулятором в том и ином направлении.
На фиг. 6 показан сепарирующий узел 1 согласно фиг. 1А и 1Б с другой системой питания передающей давление средой и дополнительно с устройством распознавания утечек.
Здесь в качестве передающей давление среды служит воздух, который всасывается из окружающей среды посредством нагнетателя 39 и по линии 38 подается в замкнутую полость 30 эластичного шланга 7. В линии 38 находится сифон 41, в самом низком месте которого находится датчик 42 жидкости, а также датчик 40 давления. Датчик 42 жидкости и датчик 40 давления соединены с электронным блоком 43 управления.
Если из-за утечки осаждающая жидкость из желоба 4 попадет в воздухопроводящую систему, то она собирается в сифоне 41, и датчик 42 жидкости посылает сигнал в блок 43 управления. Он, с одной стороны, вызывает сигнал об ошибке и, кроме того, увеличивает давление, которое с помощью нагнетателя 39 прикладывается к полости 30 желоба 4. Этот воздух в форме пузырьков попадает в осаждающую жидкость и таким образом показывает место утечки.
Если воздухопроводящая система имеет утечку, то датчик 40 давления фиксирует падение амплитуд давления. При достижении минимального давления датчик 40 давления подает соответствующий сигнал в устройство 43 управления, которое, в свою очередь, вызывает появление сигнала об ошибке.