Для нанесения лакокрасочных материалов в электростатическом поле применяют как чисто электростатическое распыление, так и его сочетание с центробежным, пневматическим и безвоздушным распылением.
Электростатические распылители. К электростатическим распылителям относят лотковые и щелевые распылители.
Щелевой электро-распылитель состоит из корпуса, коронирующей кромки, стойки и механизма поворота.
Распылитель закрепляется на стойке под определенным оптимальным углом. Краска непрерывно подается из бака 1 посредством насоса через дозатор в распылитель и чере узкую щель распыляется с коронирующей кромки под действием сил электростатического поля, возникающего при высоком напряжении на распылителе и перемещении перед ним заземленных изделий. Заряженные частицы краски по силовым линиям поля направляются на окрашиваемые изделия и равномерно распределяются в виде полосы.
Ширина окрашиваемой полосы зависит от угла наклона распылителя. Избыток лакокрасочного материала стекает от нижнего концевого наконечника обратно в бак. Таким образом, при работе распылителя осуществляется непрерывная циркуляция материала. Угол наклона распылителя в вертикальной плоскости составляет от 30 до 60°, а угол наклона коронирующей кромки по отношению к окрашиваемой поверхности выдерживается около 14°. Углы наклона устанавливают механизмом поворота со шкалой, указательной стрелкой и фиксатором.
Производительность щелевого распылителя зависит от длины коронирующей кромки, угла наклона распылителя, дозы лакокрасочного материала, подаваемого в распылитель в единицу времени, вязкости лакокрасочного материала, межэлектродного расстояния и может изменяться в широких пределах, доходя до 2 г/мин на 1 см длины кромки.
Менее широко используют лотковые электростатические распылители. Схема работы лоткового электростатического распылителя показана на рис. 59. Циркуляцию лакокрасочного материала через лоток регулируют таким образом, чтобы лоток был постоянно заполнен материалом, смачивающим коронирующую кромку.
Электростатические распылители целесообразно использовать для окраски плоских изделий. К их достоинствам относится высокая экономичность работы, так как распыление лакокрасочного материала происходит только в момент нахождения изделия перед распылителями, благодаря чему непроизводительные потери материала сводятся к минимуму. Однако при применении электростатических распылителей требуется тщательная отработка технологического режима их работы и его соблюдение. Для получения равномерного покрытия распылители должны быть установлены строго параллельно поверхности окрашиваемого изделия.
Электромеханические распылители. Их используют для окрашивания в электро-поле; они состоят из привода и распыляющей головки. По типу привода такие распылители делят на распылители с пневмоприводом, гидроприводом и электроприводом. Пневмопривод не обеспечивает постоянного числа оборотов распылителя, имеет небольшой пусковой момент. Если система сжатого воздуха не обеспечена надежными масло-водо-отделителями и фильтрами, то возможны пробои высокого напряжения на землю по пневмошлангу. Преимуществом пневмопривода является то, что не нужно изолировать двигатель (пневмотурбину) от распыляющей головки, что упрощает передачу крутящего момента.
Работа с гидроприводом требует наличия установки для подачи масла под давлением, при этом не исключена возможность попадания масла на поверхность окрашиваемых изделий. Для вращения распыляющей головки в основном применяют электрический привод с частотой вращения 1200—1400 об/мин.
К преимуществам электропривода относят значительный пусковой момент, постоянное число оборотов и возможность дистанционного управления пуском. Применяя электропривод на постоянном токе, можно обеспечить также и дистанционное регулирование числа оборотов, но он сложнее в обслуживании и пожароопасен. Электропривод на переменном токе проще в обслуживании, но для изменения числа оборотов распыляющей головки требуется установка редуктора или вариатора. Привод с трехфазными двигателями переменного тока, как наиболее простой, нашел самое широкое распространение.
Рабочим органом распылителя является распыляющая головка: чаша, грибок или диск, представляющие собой тела вращения, имеющие хвостовик с посадочным местом для закрепления на шпинделе распылителя и круговую коронирующую кромку. В электро-окрасочных установках используют чаши и грибки различной формы.
Грибки изготовляют из стали, алюминия и других цветных металлов и пластмасс; внутреннюю поверхность грибка тщательно обрабатывают и полируют. Лакокрасочный материал подают на вогнутую сторону грибка с помощью трубки из цветного металла с диаметром отверстия 4 мм, укрепленной на корпусе распылителя, который соединен полиэтиленовой трубкой с дозирующим устройством. Грибковый распылитель применяют для окрашивания больших изделий. Форма отпечатка, образуемого грибком, имеет форму кольца.
Чаши изготовляют из стали, алюминия, латуни, а также из пластмасс; внутреннюю поверхность чаш полируют. Лакокрасочный материал подается на внутреннюю поверхность чаши по центральному отверстию в шпинделе или с помощью трубки, укрепленной на корпусе распылителя (боковая подача, рис. 61, б). Боковая подача исключает возможность проникновения лакокрасочного материала через сальники внутрь изоляционной стойки к электродвигателю и устраняет необходимость тщательного уплотнения и затяжки сальников.
Наиболее удобная форма внутренней поверхности чащи — параболическая небольшой длины, что предотвращает отложения тяжелых частиц пигмента на поверхности чаши.
Размеры факела зависят от диаметра чаши или грибка, расстояния между изделием и коронирующей насадкой, от частоты вращения, напряжения, массы лакокрасочного материала, подаваемого в единицу времени на единицу длины коронирующей кромки, электрофизических свойств лакокрасочного материала.
В стационарных чашечных и грибковых электромеханических распылителях могут быть два взаимоположения шпинделя с коронирующей насадкой относительно электродвигателя. В первом случае ось шпинделя перпендикулярна оси привода и может быть повернута в плоскости, перпендикулярной оси привода на 360°. Такие распылители характеризуются обычно вертикальным или наклонным положением изоляционной стойки, закрепленной на индивидуальном основании с возможностью изменения ее положения.
Для распылителей второго типа характерно соосное расположение шпинделя и оси электропривода. Распылители большей частью работают при горизонтальном положении изоляционной стойки и закреплены на кронштейнах.
На рис. 62 показан электромеханический распылитель с электроприводом ЭР-1М. Электромеханический распылитель с электроприводом ЭР-1М по конструктивно-монтажному исполнению является переносным с дистанционным управлением непрерывного действия.
Основной составной частью распылителя является головка с электродвигателем. Распыляющая чаша 5 или грибок закреплены на шпинделе к головке. Вращение шпинделя и головки передается от электродвигателя через вертикальный изоляционный вал и коническую передачу. Головка с приводом закреплена на подставке 4 со стойками 3 зажимом 2, который позволяет осуществлять наклон головки с электроприводом, перемещать ее по высоте и вращать вокруг своей оси на 360°. Лакокрасочный материал от дозатора подается по шлангу в штуцер задней крышки распылителя, затем по полому валу поступает на внутреннюю поверхность параболической чаши. При работе электродвигателя с грибком лакокрасочный материал подается по специальному трубопроводу, укрепленному на наружной поверхности головки.
Электромеханический распылитель ЭР-1М укомплектован тремя параболическими чашами диаметром 50, 100 и 150 мм, а также грибком диаметром 60 мм.
Ко второму типу распылителей относится электромеханический распылитель с соосным электроприводом (рис. 63). Корпус распылителя состоит из переходного металлического фланца, конуса 2 из стеклоткани и втулки 3 с держателем 5 из капрона. В передней части корпуса находится приводной валик 4У вращающийся в подшипниковых опорах 6, помещенных в стальную буксу. Электродвигатель 8 закреплен к фланцу. Крутящий момент от электродвигателя к приводному валику передается гибким валиком 7 из стандартной полиэтиленовой трубки.
К особенностям распылителя относятся небольшая масса (4,5 кг), наличие гибкого приводного вала с натяжным устройством, в результате чего исключается возможность вибрации распиливающей головки, малая потребная мощность (30 Вт). На распылителе может быть установлена грибковая распыляющая головка или чашечная с боковой подачей краски.
Особое место в группе электромеханических распылителей занимают дисковые распылители. Для их использования нужен конвейер специальной конструкции в виде петли или круга, в центре которого устанавливается распылитель.
Дисковые распылители могут использоваться при окрашивании изделий с углублениями и изделий более сложной конфигурации, в отличие от чашечных и грибковых распылителей. Отпечаток факела дискового распылителя представляет собой узкую полосу на поверхности изделий, завешенных на конвейер, который огибает распылитель. Диски могут быть изготовлены диаметром до 500 мм, что повышает их производительность.
Пневмоэлектростатические распылители. Такие распылители в зависимости от формы факела могут быть разделены на три группы:
1. Распылители, которые формируют факел, направленный по оси головки; при этом направление движения частиц лакокрасочного материала совпадает с направлением силовых линий электрического поля.
2. Распылители, которые формируют факел в виде неподвижного облака аэрозоля, движущегося к поверхности изделия только под действием сил электрического поля.
3. Распылители, формирующие факел в плоскости, перпендикулярной оси головки, частицы лакокрасочного материала движутся с поверхности изделия под действием равнодействующей силы.
Пневмоэлектростатические распылители имеют ряд преимуществ перед электростатическими и электромеханическими:
возможность применения лакокрасочных материалов с более широким диапазоном их электрических свойств;
более высокая производительность.
Недостатком пневмоэлектростатических распылителей является относительная конструктивная сложность распылительных головок и возможность засорения сопл во время работы.
Автоматический пневмоэлектростатический распылитель КЭП-2, относящийся к 1-й группе, показан на рис. 64. Распылитель работает следующим образом. Сжатый воздух поступает в корпус распылителя через штуцер 8, проходит по каналам корпуса и воздуховодам, ионизируется и подается в воздушную головку /. Одновременно в корпусе распылителя сжатый воздух проходит в камеру поршня, связанного в запорной иглой, и, воздействуя на него, перемещает запорную иглу, открывая выход заряженному лакокрасочному материалу. Особенностью распылителя является возможность циркуляции лакокрасочного материала через неработающий распылитель. При выключенной подаче воздуха и закрытом отверстии сопла лакокрасочный материал поступает в корпус через штуцер 7, и, не проходя в распылительную головку, сливается через штуцер 9. Ход запорной иглы регулируется втулкой 4. Объем воздуха, подаваемого в головку, форма факела и дисперсность распыла регулируются ручками 5 и 6.
На рисунке изображен пневмоэлектростатический распылитель ПЭР-1, относящийся ко 2-й группе пневмоэлектростатических распылителей. Основной частью распылителя является головка 4 с шестью коленообразными распыляющими соплами
5, вмонтированными в ее обод и имеющими коронирующие электроды 6. Головка через шпиндель, проходящий внутри электроизоляционной штанги, связана с электроприводом. Головка с изоляционной штангой и электродвигателем закреплена на стойке, контактный шинопровод высокого напряжения — к винту 1. Сжатый воздух к головке распылителя подводится через штуцер 9, а лакокрасочный материал — через краскоподающую трубку.
Сопла с коронирующими электродами могут быть повернуты на любой угол в зависимости от скорости движения распыленных частиц лакокрасочного материала и конфигурации окрашиваемых изделий.
На рис. 66 изображен вихревой пневмоэлектростатический распылитель РВПЭ, относящийся к 3-й группе пневмоэлектростатических распылителей. Распылитель с помощью клеммного соединения 1 закреплен на стойке. К головке 5 распылителя через изолятор 8 подведены трубки для подачи лакокрасочного материала 7, растворителя 2 и сжатого воздуха 3 и высоковольтный кабель 9. Сжатый воздух подается в корпус сопла 6 через тангенциальное отверстие, приобретает там вращательное (вихревое) движение и, проходя через цилиндрический канал сопла, находящегося под высоким напряжением, смешивается с лакокрасочным материалом, подводимым к внутренней поверхности сопла через радиальные отверстия. Заряженные частицы лакокрасочного материала осаждаются на поверхности изделия, образуя на расстоянии 300 мм отпечаток в виде круга диаметром 500—700 мм. Для промывки канала сопла соосно его отверстию установлена дополнительная насадка 4 с калиброванным отверстием, связанным с трубкой для подачи растворителя. При периодическом поступлении в распылитель сжатого воздуха и растворителя внутренняя поверхность сопла очищается от засохших остатков лакокрасочного материала.
