EP1222966B1 - Sprühverfahren und Sprühvorrichtung für Beschichtungsflüssigkeit - Google Patents

Sprühverfahren und Sprühvorrichtung für Beschichtungsflüssigkeit Download PDF

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EP1222966B1
EP1222966B1 EP02000317A EP02000317A EP1222966B1 EP 1222966 B1 EP1222966 B1 EP 1222966B1 EP 02000317 A EP02000317 A EP 02000317A EP 02000317 A EP02000317 A EP 02000317A EP 1222966 B1 EP1222966 B1 EP 1222966B1
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EP
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coating liquid
cooled
cooling
cooling medium
spray coating
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EP1222966A2 (de
EP1222966A3 (de
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Ronald Steiger
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Carlisle Fluid Technologies Germany GmbH
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ITW Oberflaechentechnik GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/50—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter
    • B05B15/55—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/001—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means incorporating means for heating or cooling, e.g. the material to be sprayed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0426—Means for supplying shaping gas

Definitions

  • the invention relates to a spray coating method and a coating liquid spray coating apparatus according to the preambles of claim 1 and claim 4.
  • a spray coating apparatus of this type having a bell-shaped rotary atomizer body is known from US 5,156,237 EP 0 283 917 A2 ( US 5,133,499 ) known. It contains a turbine housing, which is surrounded by a cover of air-permeable material, thereby avoiding heat loss and consequent condensation.
  • Rotationszerstäuber founded in the form of a rotating bell for atomizing and spraying coating liquid on an object to be coated are from the US 4,275,838 . US 4 505 430 . DE 30 00 002 A1 and DE 35 09 874 A1 known. From this it is also known to connect the rotary atomizers and / or the spray coating liquid to a high voltage electrical potential, which may be a negative or positive high voltage potential. The high voltage is usually in the range between 4,000 V and 140,000 V.
  • a high-voltage spray device with a non-rotating spray nozzle is out of the US 3,731,145 known.
  • a nebulizer apparatus which has a rotary atomizer body arranged in a hot gas stream for atomising liquid into the hot gas stream. Cooling air is directed to the rear side of the rotary atomizing body and flows forward over the outer circumferential surface thereof, from which the liquid to be atomized emerges, so that the cooling air flow is between the outer periphery of the rotary atomizing body and the hot gas flow.
  • the cooling air flow is intended to prevent the aggressive hot gas stream from forming corrosion or crystallization on the rotary atomizer body.
  • Coating liquid may harden when exposed to air (oxygen). Volatile components in the coating liquid, in particular solvents in solvent-based paints and water in water-soluble paints, evaporate the faster the warmer their environment. Liquid particles flying off the spray jet of the coating liquid deposit on surfaces of the spray device and cure there. But also on the front side overflowed by coating liquid or, in another embodiment, on the rear side of the rotating atomizer pad or atomizer disk overflowed by coating liquid, hardening layers or films of coating liquid are formed.
  • the object to be achieved the formation of a hardening layer or a hardening film of coating liquid on surfaces of the spray device to avoid in a simple manner, at least to reduce the drying rate of coating liquid on such surfaces.
  • the cooling medium or the gas is cooled by a cooling device, which is preferably attached to the spray device or in this is integrated.
  • a cooling device which is preferably attached to the spray device or in this is integrated.
  • so-called cooling gas cartridges are suitable for this purpose.
  • the cooling device identifies a compressed gas outlet for blowing cooled compressed gas onto a surface of the part to be cooled, which is free of coating liquid and can not be reached for coating liquid.
  • the spray system may be wholly or partially at a positive or negative electrical potential, e.g. 4000 V to 140 000 V.
  • the voltage potential can be fixed or changeable.
  • the spray device of the invention may have one or more of the following compressed air supplies: shaping air which is applied to the spray jet, for example surrounding it in a bell shape and flowing with it to form it; Bearing air (baring air), on which the Rotationszerstäuber stresses and / or a turbine driving him is stored; Turbine air for driving the turbine; Brake air (brake air) for braking the turbine and the rotary atomizer body.
  • Each of these types of compressed air may be cooled by a cooling device and also used in the spray device as a cooling medium to cool the spray device or parts thereof.
  • the coating liquid may be a solvent-containing or water-dilutable liquid, in particular color, for. B. colored paint, or clearcoat.
  • the rotary atomizer body usually has a bell shape (eg, known as aerobically) or a disc shape (eg, known as turbodisc) and can be used at up to 60,000 rpm. rotate.
  • a bell shape eg, known as aerobically
  • a disc shape eg, known as turbodisc
  • the spraying apparatus 2 according to the invention shown in the drawings comprises a rotating atomising bell 4 drivable by a gas turbine (not shown) for atomising coating liquid.
  • a cooling device 6 comprises a cooling device 10 fixed to the rear end 8 of the spray device 2, which is e.g. a so-called cooling cartridge contains, for cooling compressed gas, z.
  • the pressurized gas cooled by the refrigerator 10 passes through a conduit 14 which extends in a device housing 16 and through an annular cap 18 at the front end of the device.
  • the compressed gas is metered or controlled by the metering or control device 11 from the compressed gas source 12 through the refrigerator 10, where it is cooled, then passed through the refrigerant gas line 14 and then blown through the line outlet 20 to the outer peripheral surface 22 of the atomizer 4.
  • the cold of the cooled compressed gas penetrates through the atomizer 4 and thereby also cools the front side 24, over which coating liquid is driven radially outward by the centrifugal force of the rotating atomizer 4 and is thrown off obliquely forwards in the form of a liquid spray jet 26.
  • the refrigerant gas conduit 12 may have a plurality of conduit outlets 20 distributed around the outer circumference of the atomizer bell 4.
  • the conduit outlet or outlets 20 may be in the form of round or square openings or slot dies.
  • the coating liquid is supplied to the atomizer 4 through a central liquid supply line, as known in the art.
  • the device housing 16 may correspond to a dashed line 16-2 of FIG Fig. 1 extend around the cooling device 10 around and thus integrate the cooling device 10 in the spray device 2.

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  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sprühbeschichtungsverfahren und eine Sprühbeschichtungsvorrichtung für Beschichtungsflüssigkeit gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1 und von Anspruch 4.
  • Eine Sprühbeschichtungsvorrichtung dieser Art mit einem glockenförmigen Rotationszerstäuberkörper ist aus der EP 0 283 917 A2 ( US 5 133 499 ) bekannt. Sie enthält ein Turbinengehäuse, welches von einer Abdeckung aus luftdurchlässigem Material umgeben ist, um dadurch einen Wärmeverlust und dadurch bedingte Kondenswasserbildung zu vermeiden.
  • Rotationszerstäuberkörper in Form einer rotierenden Glocke zum Zerstäuben und Sprühen von Beschichtungsflüssigkeit auf ein zu beschichtendes Objekt sind aus den US 4 275 838 , US 4 505 430 , DE 30 00 002 A1 und DE 35 09 874 A1 bekannt. Daraus ist es auch bekannt, die Rotationszerstäuber und/oder die Sprühbeschichtungsflüssigkeit an ein elektrisches Hochspannungspotential, was ein negatives oder positives Hochspannungspotential sein kann, anzuschließen. Die Hochspannung liegt üblicherweise im Bereich zwischen 4 000 V und 140 000 V. Eine Hochspannungs-Sprühvorrichtung mit einer nicht rotierenden Sprühdüse ist aus der US 3 731 145 bekannt.
  • Aus der FR 2 626 199 A1 ist eine Zerstäubervorrichtung bekannt, welche einen in einem Heißgasstrom angeordneten Rotationszerstäuberkörper zum Zerstäuben von Flüssigkeit in den heißen Gasstrom aufweist. Kühlluft wird auf die Rückseite des Rotationszerstäuberkörpers geleitet und strömt über dessen Außenumfangsfläche, aus welcher die zu zerstäubende Flüssigkeit austritt, nach vorne, sodass sich der Kühlluftstrom zwischen dem Außenumfang des Rotationszerstäuberkörpers und dem Heißgasstrom befindet. Durch den Kühlluftstrom soll verhindert werden, dass der aggressive Heißgasstrom an dem Rotationszerstäuberkörper Korrosion oder Kristallisation bildet.
  • Beschichtungsflüssigkeit kann aushärten, wenn sie mit Luft (Sauerstoff) in Berührung kommt. Flüchtige Bestandteile in der Beschichtungsflüssigkeit, insbesondere Lösemittel in lösemittelhaltigen Lacken und Wasser in wasserlöslichen Lacken, verdunsten um so schneller, je wärmer ihre Umgebung ist. Aus dem Sprühstrahl der Beschichtungsflüssigkeit wegfliegende Flüssigkeitspartikel lagern sich auf Oberflächen der Sprühvorrichtung ab und härten dort aus. Aber auch auf der von Beschichtungsflüssigkeit überströmten Frontseite oder, bei anderer Ausführungsform, auf der von Beschichtungsflüssigkeit überströmten Rückseite der rotierenden Zerstäuberglocke oder Zerstäuberscheibe entstehen aushärtende Schichten oder Filme von Beschichtungsflüssigkeit.
  • Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Bildung einer aushärtenden Schicht oder eines aushärtenden Films von Beschichtungsflüssigkeit auf Oberflächen der Sprühvorrichtung auf einfache Weise zu vermeiden, zumindest die Austrocknungsgeschwindigkeit von Beschichtungsflüssigkeit auf solchen Oberflächen zu reduzieren.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 bzw. Anspruch 4 gelöst.
  • Das Kühlmedium bzw. das Gas wird durch eine Kühleinrichtung gekühlt, welche vorzugsweise an der Sprühvorrichtung befestigt ist oder in diese integriert ist. Hierzu eignen sich insbesondere sogenannte Kühlgaspatronen.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Kühleinrichtung einen Druckgasauslaß zum Blasen von gekühltem Druckgas auf eine Oberfläche des zu kühlenden Teiles ausweist, welche frei von Beschichtungsflüssigkeit und für Beschichtungsflüssigkeit nicht erreichbar ist.
  • Das Sprühsystem kann ganz oder teilweise auf einem positiven oder negativen elektrischen Spannungspotential liegen, z.B. 4000 V bis 140 000 V. Das Spannungspotential kann fest oder veränderbar sein. Ebenso wie beim Stand der Technik kann die Sprühvorrichtung der Erfindung eine oder mehrere der folgenden Druckluftzuführungen haben: Formungsluft (shaping air), welche auf den Sprühstrahl aufgebracht wird, beispielsweise ihn glockenförmig umgibt und mit ihm mitströmt um ihn zu formen; Lagerluft (baring air), auf welcher der Rotationszerstäuberkörper und/oder eine ihn antreibende Turbine gelagert ist; Turbinenluft (turbine air) zum Antreiben der Turbine; Bremsluft (brake air) zum Bremsen der Turbine und des Rotationszerstäuberkörpers. Jede diese Druckluftarten kann durch eine Kühleinrichtung gekühlt werden und in der Sprühvorrichtung ebenfalls als Kühlmedium verwendet werden, um die Sprühvorrichtung oder Teile von ihr zu kühlen.
  • Die Beschichtungsflüssigkeit kann eine lösemittelhaltige oder wasserverdünnbare Flüssigkeit sein, insbesondere Farbe, z. B. farbiger Lack, oder Klarlack.
  • Der Rotationszerstäuberkörper hat üblicherweise eine Glockenform (z. B. als aerobell bekannt) oder eine Scheibenform (z. B. als turbodisc bekannt) und kann mit bis 60000 U/min. rotieren.
  • Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel beschrieben.
  • Die Zeichnungen zeigen in
    • Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, einer Sprühvorrichtung nach der Erfindung,
    • Fig. 2 eine Frontansicht von links der Sprühvorrichtung von Fig. 1.
  • Die in den Zeichnungen dargestellte Sprühvorrichtung 2 nach der Erfindung enthält eine von einer Gasturbine (nicht gezeigt) antreibbare rotierende Zerstäuberglocke 4 zum Zerstäuben von Beschichtungsflüssigkeit.
  • Eine Kühleinrichtung 6 enthält ein am hinteren Ende 8 der Sprühvorrichtung 2 befestigtes Kühlgerät 10, welches z.B. eine sogenannte Kühlpatrone enthält, zum Kühlen von Druckgas, z. B. Druckluft, einer Druckgasquelle 12. Das von dem Kühlgerät 10 gekühlte Druckgas strömt durch eine Leitung 14, die sich in einem Vorrichtungsgehäuse 16 und durch eine Ringkappe 18 am vorderen Vorrichtungsende erstreckt. Das Druckgas wird durch eine Dosier- oder Steuereinrichtung 11 dosiert oder gesteuert von der Druckgasquelle 12 durch das Kühlgerät 10, wo es gekühlt wird, dann durch die Kühlgasleitung 14 geleitet und dann durch den Leitungsauslaß 20 auf die Außenumfangsfläche 22 der Zerstäuberglocke 4 geblasen. Die Kälte des gekühlten Druckgases dringt durch die Zerstäuberglocke 4 hindurch und kühlt dadurch auch deren Frontseite 24, über welche Beschichtungsflüssigkeit durch die Zentrifugalkraft der rotierenden Zerstäuberglocke 4 radial nach außen getrieben und in Form eines Flüssigkeitssprühstrahles 26 schräg nach vorne abgeschleudert wird.
  • Die Kühlgasleitung 12 kann mehrere, um den Außenumfang der Zerstäuberglocke 4 herum verteilt angeordnete Leitungsauslässe 20 haben. Der Leitungsauslaß oder die Leitungsauslässe 20 können die Form von runden oder eckigen Öffnungen oder von Schlitzdüsen haben.
  • Die Beschichtungsflüssigkeit wird der Zerstäuberglocke 4 durch eine zentrale Flüssigkeitszufuhrleitung zugeführt, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Das Vorrichtungsgehäuse 16 kann sich entsprechend einer gestrichelten Linie 16-2 von Fig. 1 um das Kühlgerät 10 herum erstrecken und damit das Kühlgerät 10 in die Sprühvorrichtung 2 integrieren.

Claims (4)

  1. Sprühbeschichtungsverfahren für Beschichtungsflüssigkeit, bei welchem von einer Sprühvorrichtung durch einen Flüssigkeitszerstäuber in Form einer nicht rotierenden Düse oder in Form eines rotierenden Rotationszerstäuberkörpers Beschichtungsflüssigkeit auf ein zu beschichtendes Objekt gesprüht wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens ein Teil (4) der Sprühvorrichtung (2), bei welchem die Gefahr besteht, dass sich auf ihm Beschichtungsflüssigkeit ablagert und aushärtet, durch ein strömungsfähiges gekühltes Kühlmedium in form von Druckgas, vorzugsweise Druckluft, gekühlt wird, welches während des Sprühbeschichtungsbetriebes auf eine Oberfläche (22) des zu kühlenden Teiles (4) geblasen wird, welche von der Beschichtungsflüssigkeit nicht überströmt wird, um durch Kühlung dieses Teiles (4) die Haftfähigkeit und/oder Austrocknungsgeschwindigkeit und die Schichtbildung von Beschichtungsflüssigkeit auf diesem Teil (4) zu reduzieren oder zu vermeiden, und dass das Kühlmedium mittels eines Kühlgerätes (10) gekühlt wird, das sich an oder in der Sprühvorrichtung befindet.
  2. Sprühbeschichtungsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der zu kühlende Teil (4) eine weitere Oberfläche (24) aufweist, die in der Außenluft liegt und von der Beschichtungsflüssigkeit überströmt wird, und dass die Kälte des Kühlmediums von der einen Oberfläche (22) durch den zu kühlenden Teil (4) hindurch auf die weitere Oberfläche (24) geleitet wird.
  3. Sprühbeschichtungsvorrichtung für Beschichtungsflüssigkeit, enthaltend einen Flüssigkeitszerstäuber in Form einer nicht rotierenden Düse oder in Form eines rotierenden Rotationszerstäuberkörpers (4) zum Sprühen der Beschichtungsflüssigkeit auf ein zu beschichtendes Objekt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Kühleinrichtung (6) zum Kühlen eines Teiles (4) der Sprühbeschichtungsvorrichtung (2) mittels eines strömungsfähigen gekühlten Kühlmediums in Form von Druckgas, vorzugsweise Druckluft, während des Sprühbeschichtungsbetriebes vorgesehen ist, bei welchem Teil (4) die Gefahr besteht, dass sich auf ihm Beschichtungsflüssigkeit ablagert und aushärtet, wobei durch das Kühlen dieses Teiles (4) die Haftfähigkeit und/oder die Austrocknungsgeschwindigkeit von Beschichtungsflüssigkeit und die Schichtbildung von Beschichtungsflüssigkeit auf diesem Teil (4) reduziert oder verhindert wird, dass die Kühleinrichtung (6) einen Druckgasauslass (20) zum Blasen von gekühltem Kühlmedium auf eine Oberfläche (22) des zu kühlenden Teiles (4) aufweist, welche von der Beschichtungsflüssigkeit nicht überströmt wird, und dass ein Kühlgerät (10) zum Kühlen des Kühlmediums an der Sprühbeschichtungsvorrichtung (2) vorgesehen oder in sie integriert ist.
  4. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der zu kühlende Teil (4) eine weitere Oberfläche (24) aufweist, die in der Außenluft liegt und von der Beschichtungsflüssigkeit überströmt wird, und dass der zu kühlende Teil (4) derart ausgebildet ist, dass die Kälte des Kühlmediums von der einen Oberfläche (22) durch den zu kühlenden Teil (4) hindurch zu der weiteren Oberfläche (24) dringt.
EP02000317A 2001-01-13 2002-01-04 Sprühverfahren und Sprühvorrichtung für Beschichtungsflüssigkeit Expired - Lifetime EP1222966B1 (de)

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