Устройство для электростатического нанесения порошкообразного материала на рулонную основу

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) ( В 05 В 5/О ОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТВ аллопол Ю,А.Усович, В.А,Дивгялои А,И,Ляпунов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО МАТЕРИАЛА .НА РУЛОННУЮ ОСНОВУ(57) Изобретение относится к техникеполучения покрытий и композиционныхматериалов в электрическом поле,Цель - расширение технологическихвозможностей, Устройство для электррос,атического нанесения порошкообразного материала на рулонную основу снабжено двумя направляющими, первая из которых размещена вертикально перемещенияточных транс"равлении, аортеров киводом мехая и механизмом бесконечных ле правляющибарабанапортеровприводцы во встречном на барабаны транс ки связаны с пр цемати основы спортеры ных между ине транс цизма перБесконечн выполнены собой и ч портера .д проводных нно ме ени е ленточные тра в виде соединен редующихся по длэлектрических и элементов. 2 з.п электроф-лы, Изобрет относится к технике)тий и композиционных получения покр материалов, мет кообразных пол гибких длинном (фольги, ткани т,л,) в электр использоваться дом совмещения порошмерных материалов ирных изделии - основ о илок нты и неском поле и мож личных отра промышленности(машиностроителкой, химическойтения являетсягических возмож нои,и др,)аслектротехни Целью изо ширение технолтей,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ПНТ СССР ОПИСАНИЕМ ДВТОРСМОМУ СВИ(7) Институт механикимерных систем АН БССР 2) В,И,Ткачев, О,Р,Юрк между восходящими ветвями трансгортеров, а вторая - горизонтально надаппаратом, при этом осадительныйэлектрод выполнен в виде бесконечной электропроводной ленты, огибающей ролики, один из которых установлен в первой, а другой - во второйнаправляющих, причем ролики кинематически связаны с механизмом перемещения рулонной основы. Устройствоснабжено также дополнительными наНа фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фи),2 - принципиальная схема процесса двухсторонцего электроосаждения. заряженных частиц порошкообразного материала на заэемлецную электропровадную рулонную основу,Устройство состоит из аппаратапсевдоожижеция с пористой перегородкой 2, разделенного на секции 3 и 4 с камерами 5 и 6 наддува, механизма 7 перемещения рулонной основы, установленных вер)икально в секциях на1577857 им об Устройство работае азо,м, При двух се ком н части пор пол против5 электр пример. сте ся в механ шей послед приводных барабанах 8-11 двух бесконечных ленточных транспортеров 12, Заземленных цилиндрических щеточньх нейтрализаторов 13 с эластичным элект"5 ропроводным ворсом, ионизаторов 4 и 15, осадительного электрода - бесконечной электропрсводной ленты 15 огибающей приводные ролики 17 и 18, тер.макамеры 19 проходного типа с ИК-излучателями. В пористой перегородке 2 ыполнено щелевое уплотнение упруголастичными прокладками 20 отверстиея перемещения рулонной основы, Меанизм 7 перемещения основы включает Подторможенный отпускной узел 21 и 11 риемный узел 22, опорны ролики 23- 25 и облицованные упруго-эластичным полиуретаном тянущие валки 26, соединенные кинематически (через цепную 20 передачу и фрикционную муфту включения) с регулируемым электроприводом И (электродвигатель постоянного тока с блоком управления). С последним кинематически соединены (цепными пе редачами через вариаторы) барабаны 9 и 10, а также (дополнительно через фрикционную муфту. включения) ролик 18, Приемный узел 22 аналогичным образом связан с тянущимч валками 26. Приводные барабаны и ролики подшипниковыми узлами установлены в направляющих 27-30 и снабжены винтовыми механизмами (не показано), Направляющие 29 размещены между восходящими ветвями транспортеров 12 вертикально, а направляющие 30 - горизонтально над аппаратом 1, а ролики 17 и 18 установлены с возможностью перемещения в направляющих 29 и 30, Направляющие 27 и 28 обеспечивают перемещение барабанов 8-11 бесконечных ленточных транспортеров 12 во встречном на правлении, Бесконечные ленточные транспорте4 ры 12 выполнены в виде адгезионно соединенных между собой, чередующихся по длине диэлектрических 31 (из .полиэтилена) и электропроводных 32(из медной фольги толщиной 100 мкм) упруго "эластичных элементов, которые перфорированы отверстиями ф 2,5 мм,Нейтрализаторы .13 смонтированы на корпусах подшипниковых узлов барабанов 8 и 11 соединены с последними повышающей (1 = 2) передачей (посредством шкивов и пасиков) и сопряжены с наружными поверхностями элементов транспортеров 12,Между восходящими ветвями 33 и34 иобратными 35,и 36 .транспортеров2 размещены коронирующие электроды37 и 38, через высокоомные переменные резисторы К и К 2 подключенныек двухполярным источникам 39 и 40высоковольтного потенциала, Электроды представляют собой натянутыена рамках парачлельные отрезки нихромовой проволоки 0,4 мм с шагом30 мм, смонтированных на корпусахподшипниковых узлов барабанов и на-;ходятся в контакте с элементами восходящих ветвеи 33 и 34 и образуютзазоры (порядка 160 мм) относительно элементов обратных ветвей 35 и36 транспортеров 12, Ионизаторы 14и 15 выполнены в виде пластин, закрепленных на пористой перегородке2 аппарата 1 параллельно. образующимцилиндрических щеточных нейтрализаторов 13, и подключены через переменные резисторы КЗ и К 4 к одноименным с коронирующими электродами 37и 38 транспортеров 12 полюсам источников 39 и 40, Радиус кривизны рабочих кромок ионизаторов 14 и 15, обращенных. к нейтрализаторам 13, составляет 0,2 мм, а зазор между нимипорядка 120 мм,С наружной поверхностью ленты 16сопряжена кинематически связанная(посредством шкивов и пасика) с роликом 18 заземленная цилиндрическаящетка 41 с эластичным электропроводным ворсом, Щетка 4 снабжена пылезащитным кожухом 42, Ь верхней частисекций 3 и 4 аппарата расположенакамера 43 бортового отссса, Кожух42 и камера 43 соединены с системойрекуперации порошкообразного материала.(не показано).Кроме того, в устройстве преду -смотрено автономное управление подачей псевдоожижающего газа в камеры 5и 6 наддува посредством пневмораспределителей 44 и 45,стороннем электростатичесии разноименно заряженных шкообразного материала на жные стороны рулонной диой основы последняя, на- . лянная.ткань, заправляетзм 7 перемещения в следую вательности: огибают во 5 15 круг опорного ролика 23; пропускают между упруго-эластичными прокладками 20 щелевого отверстия; между восходящими ветвями 33 и 34 бесконечных ленточньх транспортеров 2 и ИК- излучателями термокамеры 9; между тянущими валками 26 и заводят под прижимную планку приемного узла 22, Винтовыми механизмами перемещения приводных, барабанов 8-1 в направляющих 27 и 28 задают необходимые расстояния между восходящими ветвями 33 и 34 транспортеров 12, а значит и между коронирующими электродами 37 и 38 и основой, Характер изменения расстояния в направлении перемещения основы определяется решаемой задачей: постоянное расстояние устанавливается при полидисперсном составе, а градиентно уменьшающееся или увеличивающееся - при необходимости обеспечить изменение дисперсности частиц по толщине электроосажденного слоя материала (эффективно в случае пористой основы). Бесконечную электро- проводную ленту 16 разъединяют с зем лей и выводят из зазора между восходящими ветвями, для чего винтовыми механизмами приводные ролики 7 и 18 перемещаются в направляющих 29 и 30 соответственно вверх и нормально от плоскости движения основы, Включают систему рекуперации и в секции 3 и 4 аппаратапсевдоожижения засыпают порошкообразный полимерный или олигомерный материал, В камеры 5 и 6 наддува через пневмораспределители 44 и 45 подают сжатый газ, например воздух, расход которого назначают с учетом количества и структурно-физических свойств (плотность, дисперсность и т.д,) материала, Одновременно включают электропривод М, токовая нагрузка на котором задается блоком управления в соответствии с требуемой скоростью перемещения основы, При разъединенных фрикционных муфтах включения приводной ролик 18 и тянущие валки 26 остаются неподвижными, В движение приходят только приводные барабаны 8-11 с бесконечными ленточными транспортерами 12 и нейтрализаторы 13. Совместным воздействием восходящих через пористую перегородку 2 и слой .материала потоков воздуха и вращаю щихся барабанов 8-11 н нейтрализаторов 13 материал в секциях 3 и 4 переводится в псевдоожиженное состояние,77857 бВключают источники 39 и 40 высоковольтного потенциала и на коронирующие электроды 37 и 38, а также на5ионизаторы 14 н 15 через переменныерезисторы Н 1, В 2, КЗ и К 4 подаютразнополярные (+, -) потенциалы -обеспечивающие соответственно в зазорах между электродами 37 и 38 иосновой, а также между ионизаторами14 и 15 и нейтралиэаторами 13 необходимые напряженности электрическогополя (в пределах 1,0-3,0 кВ/см), Подают напряженке на ИК-излучателитермокамеры и включают фрикционнуюмуфту тянущих валков 26,Диэлектрическая рулонная основасматывается с отпускного узла 21,последовательно проходит через аппа 20 ратпсевдоожижения, термокамеру9 и наматывается на приемный узел22, 1 ри этом на поверхностях основыв электрическом поле между раэнополярными коронирующими электродами25 37 и 38 индуцируются заряды противоположных знаковАналогично заряжаются диэлектрические элементы 31восходящих ветвей 33 и 34 и обратныхветвей 35 и 36 транспортеров 12,30 Контактирующие с электродами 37 и 38электропроводные элементы 32 восходяших ветвей 33 и 34 находятся пододноименными. а смонтированные с зазором - под противоположными (индуцираванными) с ними потенциалами,35Заряженные биполярные (преимущественно положительно или отрицательно) засчет статической электризации припсевдоожижении и униполярно в элект 4 О рическом поле между нейтрализаторами13 и ионизаторами 14 и 15. частицыпорошкообразного материала осаждаются на противоположно им заряженныхнаружных поверхностях диэлектричес45 ких 3 и электропроводных 32 элементов восходящих ветвей 33 и 34 движущихся транспортеров 12 и выносятсявверх в зону (пере)осаждения, Причемиз псевдоожиженного слоя секции 3 на50 отрицательно заряженных (неконтактирующих с электродами) электропроводных элементах 32 восходящей ветви 33осаждаются положительно, а в секции4 на положительно заряженных электпроводных элементах 32 восходящейветви 34 - отрицательно заряженныечастицы. Последующее (в процессе движения ленточных транспортеров) вхождение этих элементов в контакт скоронирующими электродами 37 и 38приводит к мгновенному изменению ихзарядов на противоположные. Вследствие этого оказываются одноименно сэлементами заряженными находящиесяна их поверхностях частицы материа.ла, которые отталкиваются и переосаждаются на рулонную основу, Порошкообраэный материал осаждается на,поверхности основы и непосредствен:но из псевдоожиженного слоя в элект,рических полях между электродами и;основой. Одновременно ка диэлектрические элементы 31 восходящей 33 и обратной 35 ветвей ленточного транспортера секции 3, наружные поверхкости которых постоянно заряжены положительно, осаждаются отрицательно, ана отрицательно заряженные наружныеповерхности диэлектрических элементов восходящей 34 и обратной 36 ветвей транспортера секции 4 - положительно заряженные частицы, которыенепрерывно выносятся транспортерамииз эан (пере-)осаждения, В аналогичном. режиме выноса частиц, заряженныхпротивоположно участвующим в процессе (пере-)осаждения, т,е, в режиме,также способствующим насыщению указанных зон частицами нужных зарядов,работают и вошедшие в коктакт с коронирующими электродами 37 и 38электропроводные элементы 32, Далеенаружные поверхности элементов очищаются от вынесенных частиц эластичным электропроводным ворсом заземленных цилиндрических нейтрализаторов 13, вращающихся однанаправленнос приводными барабанами транспортеров 12, При этом в значительной меренейтрализуются заряды снимаемых частиц, которые затем проходят последующую обработку в электрических поляхмежду щетками и ионизаторами 14 и 15,а также претерпеваот статическуюэлектризацию. (Пере-)заряженные преимущественно положительна (в секции3) или отрицательно (в секции 4) частицы вовлекаются в процесс пере-)осаждения, Этот цикл непрерывно по.вторяется, чем достигается высокаяинтенсивность и стабильность процесса злектроосаждения,При изменении скорости перемещениярулонной основы благодаря наличиюсвязи приводных барабанов 9 и 10 стянущими валками 26 через регулируе",мый электропривод И автоматически изменяется и скорость движения бесконечных ленточных транспортеров,т.е. пропорционально увеличиваетсяили уменьшается частота следования5диэлектрических 31 и электропроводных 32 элементов через эоны (пере-)- заряжения и осаждения, а значит иколичество транспортируемых в зонупереосаждения частиц материала нужного заряда, Это способствует поддержанию стабильности процесса приизменении производительности, Кокадрукция устройства позволяеттакже за"давать (вариаторами) различные передаточные отношения механических передач - приводные барабаны - электропривад М и за счет этого реализовать необходимые скорости каждого20 из транспортеров частоты следования диэлектрических к электропроводных элементов) и их соотношения соскоростью основы, что обеспечиваетэФФективное тонкое регулирование25 иктексивкости электроосаждения порошкаобразного материала на противоположные поверхности основы, равно как и толщины осажденных егослоев при неизменных прочих пара 30 метрах процесса, По мере расходапорошкообразнаго материала производится его периодическая подача всекции 3 и 4 аппарата,Содержащий частицы парашкообраэкого материала псевдоажижающкй воздух ка выходе из аппарата улавливается камерой 43 бортового отсоса, Осажденный порошкообразный материал припоследующем перемещении через термо 40 камеру 19 расплавляется ИК-излучателями и пропитывает рулонную основу. Получаемый препрег для производства слоистых пластиков наматываютка барабан приемного узла 22. При45 двухстороннем электроосажденки одноименно заряженных частиц порошкообразного материала на противоположныестороны рулонной электропроводнойосновы, например, углеродной ленты,50 отличия в работе устройства состоятв следующем, Основу зазеюяют. Накоронирующие электроды 37 и 38, атакже ионизаторы 14 и 15 подают высоковольтные потенциалы одноименной,5 предпочтительно отрицательной полярностиОбе поверхности основы вэлектрическом поле между однополярными электродами заряжаются положительно, Наружные поверхности диэлект 1577857рических элементов 31 обоих ленточных транспортеров 12 заряжаются отрицательно; контактирующие с электродами электропроводные элементы 32 - отрицательно, а расположенчые с зазором - положительно, Таким образом, на поверхностях электропроводных элементов 32 в зонах (пере-)- заряжения осаждаются и выносятся вверх в эоны (пере-)осаждения отрицательно заряженные частицы материала, При последующем вхождении этих элементов в контакт с электродами частицы переосаждаются на положительно заряженную рулонную основу, а на их освобожденные поверхности осаждаются и транспортируются в зоны (пере-)заряжения частицы с положительными зарядами, В аналогичном режиме работают и диэлектрические элементы транспортеров 12, чем достигается насыщение зон (пере-)осаждения частицами отрицательного заряда,Таким образом, обеспечивается стабильность процесса при высокой его интенсивности и расширяются технологические возможности устройства,Формула изобретения1. Устройство для электростатического нанесения порощкообразного материала на рулонную основу. содержашее аппарат псевдоожижения порошкообразного материала с установленными на приводных барабанах вертикально двумя бесконечными ленточными транспортерами, коронирующие электроды, размещенные в каждом транспортере в зазоре между восходящей и обратнойветвями и соединенные с источникомвысоковольтного потенциала, расположенный между восходящими ветвямитранспортеров осадительный электрод,заземленные приводные цилиндрическиещеточные нейтрализаторы зарядов обратных ветвей и механизм перемещения рулонной основы между восходяпрг"ми ветвями, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения технологических возможностей, устройствоснабжено двумя направляющими, перваяиз которых размещена между восходящими ветвями транспортеров вертикально, а вторая - горизонтально над аппаратом, при этом осадительный электрод выполнен в виде бесконечной20 электропроводной ленты, огибающейролики, один из которых установлен впервой, а другой - во второй направляющих, причем ролики кинематическисвязаны с механизмом перемещения ру 5 лонной основы,2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е .е с я тем, что оно снабжено дополнительными направляющимии механизмом перемещения барабанов30 бесконечных ленточных транспортеровво встречном направлении, а приводные барабаны транспортеров кинематически связаны с приводом механизмаперемещения основы,3, Устроиство по и1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что бесконечные ленточные транспортеры выпОлненыв виде соединенных между собой и чередующихся по длине транспортера ди 40 электрических и электропроводныхэлементов, 15778571577857 оставитель Г,Догадин .ехред 1. Сердокова . Корректор С, Черн Редактор Ю.Середа7 Т одписно ниям и ая наб ьский комбинат "Патент", г, Ужгор изводственно-и Гагарина, 1 аказ НИИП ж 564 изобре 5, Раушсударственного комитета по 113035, Москва, Б-З крытиям при ГКНТ СССРд. 4/5