Устройство для нанесения порошкообразных материалов

СООЗ СОВЕТСКИХСОЮЛаПНКСМИЖРЕСПУБЛИК 09) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(7) Институт механики металлополимерных систем АН БССР(56) 1, Авторское свидетельство ССС У 910206, кл, В 05 В 5/08, 1980.2, Патент франции У 2155538, кл. В 44 П 1/00, 973(прототип). 1511 В 05 В 5/08;В 05 С 19/О ещ(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее камеру наддува и емкостьс пористым дном, разделенную перегородкой на рабочий резервуар н порошковый,питатель, о т л и ч а ю щ е е-,с я тем, что, с целью повышения производительности устройства, оноснабжено полой насадкой и пневмоцилиндром, бесштоковая полость которо"го сообщена с полостью камеры надду"ва, причем пневмоцилиндр размещен.в камере наддува, а насадка установлена на штоке пневмоцилиндра и размещена в порошковом питателе,,5 2, Устройство по и, 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что насадка установлена с воэможностью осевого перемещения вдоль штока. Изобретение относится к технике .нанесения покрытий из порошкообраэных полимерных материалов и может быть использовано в машиностроительной, химической, электротехнической н других отраслях промышленности.Полимерные покрытия, нанесенные на металлоизделия из псевдоожиженного слоя порошкообразных материалов в электростатическом поле, характеризуются высокими показателями защитных, антифрикционных, электрофизических и прочих свойств, обусловливающих повышенную эксплуатционную надежность машин и механизмов. 15 Однако качество формируемых покрытий и производительность устройств для их получения зачастую оказываются неудовлетворительными. Одной из причин этого является дестабилизация 20 параметров псевдоожиженного состоя" ния материала, обусловленная недостаточной механизацией и автоматизацией технологического процесса нанесения покрытий, В ряде известных 25 устройств удалось в некоторой степени устранить эти недостатки эа счет поддержания постоянным уровня псевдо ожиженного слоя порошкообразного полимерного материала в процессе получения покрытий.Известно устройство, содержащее камеру наддува, рабочий резервуар с пористым дном и порошковый пита- тель, в котором для поддержания уров.З ня псевдоожиженного слоя материала в резервуаре используется фотоэлектрический датчик, управляющий работой порошкового питателя П 1 . Недостатком данного устройстваявляется существенное колебаниеуровня материала в рабочем резервуа.ре в процессе нанесения покрытий,обусловленное изменением условийработы фотодатчиказапыленностьчувствительного элемента 1, приводяЗ.Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения тех. нологических возможностей,в штоке выполнен сквозной калиброванный канал, сообщающийся с полостью насадки. щее к ухудшению качества получаемыхпокрытий.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройство,содержащее камеру наддува и емкостьс пористым дном, разделенную перегородкой на рабочий резервуар ипорошковый питатель. Камера наддувавыполнена в виде секций, связанныхс индивидуальными источниками сжатого газа и имеющих в плане формурезервуара и питателя 121,Однако в процессе нанесения покры.тий уровень псевдоожиженного материала в рабочем резервуаре периодически восстанавливается путем увеличения питателя, что приводит к увеличению высоты слоя материала в питателе и переливу его через перегородку в резервуаре. После заполнениярабочего резервуара материалом давление газа в указанной секции уменьшается,Таким образом, устройство поддерживает заданный уровень псевдоожиженного материала(как порошкообразного, так и жидкости 1 в рабочемрезервуаре и позволяет получитьпокрытия удовлетворительного качества на изделиях сложной конфигурации.Однако на осуществление процессаподачи материала из порошковогопитателя в рабочий резервуар затрачивается значительное время, в течение которого нанесение покрытийна изделия не представляется возможным без ухудшения качества. Крометого, периодическая подача порцийматериала из порошкового питателя,имеющего отличные от состояния оптимального псевдоожижения параметры,приводит к изменению гидродинамических характеристик псевдоожиженного слоя материала в резервуаре.Для его стабилизации требуется1110492 4пористым дном 2 на камеру 3 наддуваи емкость 4 для порошкообразногоматериала, которая разделена перегородкой 5, высота перегородки регулируется планкой 6, разделена на рабочий резервуар 7 и порошковый пита- и- тель 8. Резервуар снабжен экраном9 и коронирующим электродом 10,связанным с источником 11 высокого йродолжительность межоперационнои подготовки устройства к работе. Все это снижает производительность устройства в процессе нанесения пок рытий.Цель изобретения - повышение про изводительности расширение технолог ческих возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для нанесения 1 О порошкообразных материалов, содержащее камеру наддува и емкость с пористым дном, Разделенную перегородкой на рабочий ререэвуар и порошковый питатель, снабжено полой насадкой и пневмоцилиндром, бесштоковая полость которого сообщена с полостью камеры наддува, причем пневмоцилиндр размещен в камере наддува, а насадка установлена на штоке пневмоцилиндра и размещена в порошковой питателе, причем насадка установлена с возможностью осевого перемещения вдоль штока.Кроме того, в штоке выполнен сквозной калиброванный канал, сообщающийся с полостью насадки.Предлагаемые усовершенствования устройства позволяют осуществлять непрерывную подачу порошкообразного материала в рабочий резервуар по мере его выработки в процессе нанесения покрытий путем вытеснения псевдоожиженного материала из порошкового питателя за счет перемещения насадки, установленной на штокеЗ 5 пневмоцилиндра, бесштоковая полость которого связана с камерой наддува. Подача порошкообразного материала из питателя происходит до восстановления уровня 1 пневмосопротивления 1 псевдоожиженного слоя материала в резервуаре. Таким образом, удается сократить затраты времени на межоперационную подготовку устройства к работе, чем достигается непрерывность 45 технологического процесса нанесения покрытий на изделия, и стабилизировать гидродинамические характеристики псевдоожиженного слоя материала в рабочем резервуаре, что положитель но отражается на производительности устройства и качестве получаемых покрытий,25 На чертеже приведена принципиальная схема устройства для нанесенияпорошкообразных материалов. Устройство состоит из диэлектрического корпуса 1, разделенного напряжения.В камере 3 наддува смонтированпневмоцилиндр 12 с поршнем 13 иштоком 14, в котором выполнен сквозной калиброванный канал 15. Штокчерез пористое дно 2 выведен впорошковый питатель 8, и на нем свозможностью осевого перемещения порезьбе установлена насадка 16 с фиксатором положения(не показан 1. Сопряжение штока 14 с пористым дномзащищено от попадания порошка гофрой 7. Бесштоковая полость 18пневмоцилиндра 12 посредствомпневмодросселя 19 сообщена с камерой3 наддува, а штоковая 20 - черезотверстие 21 сообщена с атмосферой.Подвеска 22 заземлена и предназначена для размещения покрываемогоизделия 23, а опускной механизм24 - для погружения его в псевдоожиженный слой порошкообразногоматериала.Устройство работает следующимобразом.В рабочий резервуар 7 и порошковый питатель 8 засыпается .порошкообразный полимерный материал, Пневмодроссель 19 настраивается на такойрасход сжатого газа, например, воздуха, при котором сила тяжести системы: поршень 13, шток 14 и насадка16 уравновешивается силой давлениявоздуха на поршень. В камеру 3 наддувка подается сжатый воздух, расходкоторого задается в зависимости отколичества и структурно-физическиххарактеристик полимерного материала.Воздух, проходя через пористое дно2 и слой порошкообразного материала,переводит последний в псевдоожиженное состояние,В начальный момент процессапсевдоожижения, вследствие большогопневмосопротивления насыпногослоя материала, в камере 3 наддувасоздается давление сжатого воздуха,существенно превышающее его величину в режиме оптимального псевдоожижения. Это обусловливает повьппенныйрасход воздуха, поступающего черезпневмодроссель 19 в бесштоковуюполость 18 пневмоцилиндра 12. Благодаря значительно меньшему расходувоздуха, выходящего через сквозной 5калиброванный канал 15 штока 4 ватмосферу, в указанной полости создается давление сжатого воздуха,действующегона поршень с силой,превышающей силу тяжести системы: Опоршень 3, шток 14 и насадка 16,что приводит к перемещению их в крайнее верхнее положение.При достижении оптимального режима псевдоожижения за счет снижения 5пневмосопротивления слоя порошкообразного материала, давление сжатоговоздуха в камере. 3 наддува падает.Вследствие этого уменьшается расходвоздуха через пневмодроссель 19 и 20соответственно сила давления его напоршень 13 до значения, при которомуравновешивается сила тяжести укаэанной системы,фиксируется по началу ее перемещения вниз и при необходимости регулируется пневмодросселем 1,Планкой 6 устанавливается высотаперегородки 5 на 3-10 мм выше уровняпсевдоожиженного слоя материала врабочем резервуаре 7 и порошковомпитателе 8. Насадка 16 перемещаетсяпо резьбе на штоке 14 вниз до совмещения(нодъема)поверхности слоя порошкообразного материала в порошковомпитателе с верхним торцом пленки 6и фиксируется. На электрод 10 подается высокое напряжение от источника11.Покрываемое изделие 23 закрепляется на заземленной подвеске 22 и перемещается через рабочий резервуар 7над слоем псевдоожиженного полимерного матецала, Частицы материала,заряженнь 1 ;ак за счет статической45электризации при псевдоожижении,так и в ионном, лоле коронного разряда, возникающего в электростатическомполе между коронирующим электродом10 и заземленным иэделием 23, выно 50сятся из псевдоожиженного слоя и равномерно осаждаются на изделии. Последнее приводит к уменьшению количества и соответственно уровня порошкообраэного материала в резервуаре,вследствие чего снижается пневмосо 55противление псевдоожиженного слоя, аследовательно, и давление сжатоговоздуха в камере 3 наддува и связанной с ней бесштоковой полости 18пневмоцилиндра 2. В результатеэтого нарушается равновесие системы:поршень 13, шток 14 и насадка 16,что и обусловливает перемещение указанных элементов вниз. Погружениенасадки в слой псевдоожиженного материала приводит к вытеснению последнего из порошкового питателя 8 и переливу через верхний торце планки 6в рабочий резервуар 7. Перемещениенасадки поршня и штока прекращаетсяпри восстановлении до исходного значения уровня;пневмосопротивления 1псевдоожиженного слоя в резервуаре,1 а значит, и давления воздуха вкамере наддува и сообщенной с нейбесштоковой полости пневмоцилиндра.Этот процесс происходит непрерывно,чем достигается автоматическое поддержание заданного уровня лорошкообразного полимерного материала врабочем резервуаре 7 без измененияпараметров его псевдоожиженного состояния,Изделие 23 с напыленным слоемматериала транспортируется в печьоплавления покрытия и далее - наследующую технологическую операцию.Толщина получаемого покрытия определяется параметрами электростатического поля и временем нанесенияпорошкообраэного материала на изделие (зависит от скорости перемещения изделия через рабочий резервуар),Помимо данного варианта получения покрытий, предлагаемое устройство позволяет реализовать методнанесения покрытий погружением изделий в псевдоожиженный слой порошкообразного полимерного материала. Припогружении изделия 23 в слой псевдоожиженного материала с помощьюопускного механизма 24 повышаетсяуровень, а следовательно, и пневмосопротивление слоя материала в рабочем резервуаре 7, вследствие чегоувеличивается давление сжатого воздуха в камере 3 наддува и сообщеннойс ней бесштоковой полости 18 пневмоцилиндра, Это приводит к перемещениюпоршня 13, штока 14 и насадки 16вверх и уменьшению уровня псевдоожиженного слоя материала в порошковомпитателе 8, При этам избыток материала из рабочего резервуара 7 переливается через перегородку 5 в пптатель.Уровень материала в резервуаре опре.деляется положением верхнео торца1110492 Составитель Л,ЯнюшинРедактор Н.Воловик Техред С,Легеза Корректор В.Бутяга. Заказ 6228/6 Тираж 671 Подписное ВН 1 ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4(5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4 планки 6 и задается в зависимости от длины покрываемого участка изделия. По окончании процесса нанесения покрытия иэделие извлекается,иэ слоя псевдоожиженного материала, в силу чего снижается уровеньи пневмосопротивление)слоя его в рабочем резервуаре, а значит, и давление сжатого воздуха в камере 3 наддува. и бесштоковой полости 18, Последующий процесс восстановления заданного уровня псевдоожиженного слоя материала в резервуаре аналогичен описанному.Данным методом предпочтительно наносить покрытия на отдельные участки предварительно нагретых изделий,Кроме пневмоцилиндра поршневого типа в конструкции устройства могут быть использованы мембранные, силь,фонные и пневмоцилиндры и т.д. Однако необходимо чтобы их рабочий орган(мембрана, сильфон и т.п. ) обладал достаточной чувствительностью к изменению даьления псевдоожиженного воздуха в камере наддува устройства.Обеспечив непрерывную подачупорошкообразного материала из питателя в рабочий резервуар по мере выра О ботки его в процессе нанесения покры.тий, удается стабилизировать парамет.ры(уровень, плотность и .т,ппсевдоожиженного слоя материала в резервуаре и, таким образом, на 15-203 сок-.15 ратить затраты времени на межоперационную подготовку устройства к работе, Это позволяет в 1,2-1,3 раза повысить производительность процесса нанесения покрытий на крупногабаритрб ные и большого размера партии изделия, а также на длинномерный прокат при высоком их качестве.