La limita contactului dintre două solide apare atât interacțiunea lor mecanică macroscopică, cât și interacțiunea moleculară microscopică a suprafețelor lor. Zona în care se produce frecare (există o interacțiune directă între materialele dielectrice în procesul de încărcare tribostatică) este destul de eterogenă datorită tipului și stării suprafeței.
Acești doi factori duc la faptul că în microstraturile separate ale acestei regiuni există diferențe între forța de acțiune asupra unei particule individuale de vopsea pulbere. Ca urmare, gradul de încărcare a particulelor individuale de cerneală poate fi diferit unul de celălalt, ceea ce determină apariția unor jeturi individuale în flare de vopsea pulbere. Când se apropie unul de celălalt, particulele de vopsea pulbere sunt afectate de forțele de atracție și de repulsie.
Procesul de încărcare a fluxului de vopsea pulbere într-un pulverizator tribostatic se bazează pe frecarea particulelor de cerneală cu suprafața de încărcare din atomizor și una cu cealaltă. Triboelectrizarea vopselei cu pulbere are loc în așa-numita "zonă de frecare". Această zonă este destul de eterogenă datorită faptului că vopselele de pulbere diferite au o dispersie diferită. În această zonă, particulele de vopsea pulbere se ciocnesc unul cu celălalt și se freacă de suprafețele de încărcare ale tribopistolului. Ca rezultat, particulele de vopsea pulbere dobândesc o încărcătură de o polaritate și se formează o încărcătură de polaritate opusă pe suprafața de încărcare a pulverizatorului.
Suprafața totală condiționată în care vopseaua pulbere interacționează cu suprafața de încărcare este deosebit de importantă pentru procesul de frecare, deoarece gradul de încărcare depinde de:
- diametrul canalului și dispersia vopselei cu pulbere;
- parametrii fizici ai amestecului de pulberi, mișcarea acestuia (de exemplu, viteza amestecului la intrarea în tubul de încărcare este importantă);
- care trece particulele de vopsea pulbere de-a lungul axei canalului.
Încărcarea amestecului pulbere depinde și de materialul din care este fabricat pistolul de pulverizare. Având în vedere acești factori, se poate spune că încărcăturile particulelor individuale de vopsea pulbere pot diferi, dar toate acestea se încadrează în anumite limite. Studiul funcțiilor tehnologice ale unui astfel de proces fizic precum frecare este una din sarcinile principale ale sistemului tribostatic. Parametrii de intrare care ne permit să descriem gradul de încărcare a vopselei pulverulente într-un sistem de încărcare tribostatică sunt:
-mișcarea particulelor de vopsea pulbere în canalul cilindrului dielectric staționar;
- contactul multiplu al particulelor de vopsea pulbere (pentru simplitate, presupuneți că fiecare particulă are forma unei mingi) cu o anumită masă (m) cu suprafața interioară a cilindrului;
- distanța dintre pulverizator și produs;
- condițiile climatice ale mediului (umiditatea aerului, precum și temperatura amestecului de aer-pulbere).
În același timp, parametrii inițiali care descriu gradul de încărcare a vopselei pulverulente în aspect exploziv sunt:
- gradul de electrificare a fluxului de particule de vopsea pulbere la punctul de plecare de la pulverizarea tribostatică;
- mișcarea particulelor încărcate în camera de pulverizare, care poate conduce la formarea unui amestec exploziv;
- parametrii ventilației de evacuare;
-intensitatea pulverizării vopselei pulverulente pe produsul care urmează să fie vopsit (productivitatea procesului).
Acesta este un sistem de diverși parametri și factori care este destul de complex pentru o soluție exactă, mai ales dacă căutăm o stare critică a sistemului de încărcare tribostatică. Proprietățile funcționale ale sistemului de încărcare tribo, precum și posibilele amenințări depind de:
- tipul de materiale care interacționează unul cu celălalt în timpul trecerii vopselei pulverulente prin tubul de încărcare (aici permitivitatea lor dielectrică joacă un rol deosebit);
- tipul de duze și deflectoare de pulverizare;
- distanța dintre pistolul de pulverizare și piesa de vopsit;
- câmpul de stres E în zona de pulverizare.
În timpul frecarii, dielectricile sunt schimbate de electroni, rezultând transferul de sarcină electrică. Electrificare de stat (în cazul unui sistem de două corpuri, între care există frecare) nu depinde de ce fel de material este în mișcare și care este într-o stare de calm. Mărimea potențialului care caracterizează starea de electrificare pe suprafața particulelor de vopsea pulbere depinde de tipul de material. De asemenea, această valoare depinde de poziția materialelor din așa-numitele serii triboelectrice. Dacă particula vopsea pulbere este realizată dintr-un material care are o constantă dielectrică mai mare decât constanta dielectrică a materialului de construcție al tubului de încărcare, apoi suprafața exterioară a particulelor de vopsea pulbere acumulează sarcină pozitivă. În același timp, o încărcătură electrostatică negativă se acumulează pe suprafața interioară a pulverizatorului tribostatic.
Gradul de electrificare crește semnificativ atunci când se utilizează polimeri polari (în comparație cu polimerii nepolari). Acest efect se bazează pe structura moleculară și microgeometria suprafeței particulelor de polimer. (În acest articol, nu vom menționa vopsele pulverulente din alte materiale care sunt rareori utilizate în tehnologia de acoperire).
Proprietățile unei molecule individuale de polimer, ca constituent principal al unei particule de vopsea pulbere, depind de structura sa și sunt după cum urmează:
A. Caracteristicile caracteristice ale structurii unei molecule de polimer nepolar:
- are legături nepolar;
- este simetric;
- între atomii diferiți ai căruia este compus molecula, există o legătură covalentă;
- particula este neutră din punct de vedere electric (are același număr de încărcări pozitive și negative);
- Centrul de greutate al sarcinilor pozitive și negative este același.
B. Caracteristicile caracteristice ale structurii moleculei polimer polar:
- centrul de greutate al încărcăturii pozitive nu coincide cu centrul de greutate al încărcăturii negative;
- o particulă este neutră din punct de vedere electric dacă constă în același număr de sarcini pozitive și negative, dar aceste încărcături sunt plasate asimetric;
- un polimer constând din particule polare are o constantă dielectrică mare;
- Gradul de polaritate crește dacă atomii din moleculă sunt capabili să atragă electroni.
Polimerii sunt componenta principală pentru producerea vopselelor pulverulente termoset. Prin urmare, o astfel de varietate de caracteristici ale materialelor pulverulente face dificilă determinarea cu precizie a posibilei amenințări electrostatice în vopselele.
In Tribo arme napylitelyah-electrificare sursă este frecarea reciprocă dintre particulele de vopsea sub formă de pulbere și o suprafață de încărcare în interiorul pistolului de pulverizare. Eficacitatea acestei metode depinde de umiditatea aerului. În cazul umidității aerului sub 50%, fluxul de particule de vopsea pulbere este suficient de electrificat pentru a asigura o pulverizare satisfăcătoare. Regiunea de presiune redusă care apare în ejector prin alimentarea aerului de injecție printr-o mică deschizătură permite amestecului de pulbere pseudo-fierbinte să fie aspirat dintr-un recipient special. Amestecul obținut după părăsirea ejectorului este alimentat cu ajutorul unui furtun spre pistolul de pulverizare. Alimentarea vopselei cu pulbere este adesea reglată de un alt flux de aer, care este introdus suplimentar în ejector. Particulele de vopsea pulbere care se deplasează în interiorul tubului de încărcare primesc o încărcătură electrică. În locul de plecare al pulverizatorului tribostatic vopsea pulbere, particulele încărcate se miște spre articol împământat în conformitate cu traiectorii care sunt aproximative pentru liniile de câmp E. Gradul de încărcare al fluxului de amestec de pulberi depinde de:
- tip de vopsea pulbere;
- lungimea tubului de încărcare;
- diametrul tubului de încărcare;
- tipul de material din care este fabricat tubul de încărcare;
- forme ale duzei de pulverizare;
- de umiditate a aerului (%).
Mișcarea amestecului de aer-pulbere din interiorul canalului de încărcare de o anumită formă și cu anumite proprietăți electrostatice este asociată cu multiple schimbări în traiectoria fiecărei particule particulare a pulberii. Acesta este rezultatul loviturilor constante dintre particulele de vopsea pulbere. Chiar și o scurtă interacțiune între două dielectrice diferite conduce la apariția suprafețelor lor la fel de mari, dar cu încărcătură electrostatică diferită în polaritate. Polaritatea diferită a sarcinilor duce la apariția unei diferențe de potențial între o particulă individuală a vopselei pulverulente și materialul tubului de încărcare. Umiditatea ridicată (%) de aer reduce gradul de electrificare a vopselei cu pulbere.
Starea și gradul de electrificare a fluxului de particule de vopsea pulbere în zona de lucru a camerei de pulverizare depinde de:
- viteza particulelor de vopsea pulbere din interiorul tubului de încărcare;
- masa medie a unei singure particule de vopsea pulbere;
- stabilitatea parametrilor de mediu (temperatură și umiditate);
- diametrul canalului tubului de încărcare și forma sa geometrică (fante, canale spirale etc.);
- materialul și forma furtunului.
Apariția pe suprafața materialelor între care are loc fricțiunea din cilindrul de încărcare, încărcarea electrostatică are, de asemenea, un efect asupra particulelor încărcate ale vopselei pulverulente în camera de pulverizare. Un efect de creștere a gradului de electrizare de-a lungul întregii lungimi a canalului de încărcare este, de asemenea, important. Acest lucru este valabil mai ales pentru canalele spirale. Investigată insuficient este fenomenul de încărcare a vopselei pulverulente în timpul plecării de la duzele de pulverizare, care sunt atât de îndrăgite de plasarea designerilor pistoalelor de pulverizare. După cum știți, în funcție de tipul de duză, puteți obține o formă toricică conică, plat sau spirală.
O torță constând din particule încărcate de vopsea pulbere și aer, la plecarea dintr-un spray tribostatic cu pistoale, poate fi luată ca o minge încărcată cu volum. În conformitate cu legile Cybernetics, eficiența de încărcare tribostatic a sistemului depinde de interacțiunea dintre particulele din pulbere de vopsea napylitelya-gun și factorii externi negativi (de exemplu, gravitația, ventilație, poluarea aerului, cabinele și altele asemenea)
Un flux de particule încărcate de vopsea pulbere care se deplasează în zona de pulverizare de lucru de la pistolul de pulverizare la articolul care urmează să fie vopsit este un purtător în aer de electrostatic.
Pentru a evalua amenințările, s-au efectuat măsurători și teste, ceea ce a permis identificarea posibilității apariției unor situații periculoase.
Factorul care conduce la apariția unei încărcături electrice este un amestec de pulbere și aer.
Elemente care sunt electrificate în sistemul de încărcare tribo:
1. Partea simulată a tubului de încărcare este un tub dielectric, o parte separată a unui pistol tribostatic de pulverizare. Pe suprafața interioară a acestui tub am măsurat potențialul Vp.
2. Produsul metalic care urmează să fie vopsit. Pe suprafața unui articol izolat sa măsurat tensiunea câmpului E.
Rezultatele au arătat că gradul de electrificare a unui produs nefasonat și a elementelor nemetalice în timpul pulverizării nu reprezintă o amenințare la adresa siguranței la explozie a procesului. În cazul pulverizării tribostatice, nu se creează un câmp electric puternic între pulverizator și produsul vopsit, deși potențialul pe obiectul nemetalic este destul de ridicat. Puterea surselor de energie convențională nu este suficientă pentru apariția unei scântei. Se știe că potențialele U (2.2 kV) care pot fi proiectate la nivel local pot conduce la descărcare, dar scânteile nu apar la limita materialelor dielectrice.
Tribozaryadka în condiții de producție.
Timpul de măsurare a potențialului Vp este de 10 minute după începerea pulverizării vopselei cu pulbere. Presiunea aerului comprimat, care a fost livrat împreună cu vopseaua pulbere, prin tubul de încărcare al unui pistol tribostatic p = 0,4 Mpa. Măsurătorile au fost efectuate direct pe suprafața produselor nemetalice, în locuri cu pericol sporit.
Obiectul care conduce la apariția unei încărcături electrice este un amestec de pulbere și aer.
A. Instalare automată pentru pulverizarea vopselei pulbere cu un singur tribopistol.
B. Instalare manuală pentru pulverizarea vopselei pulbere cu un singur tribopistol ..
Pe baza măsurătorilor efectuate, se poate afirma că se acumulează o sarcină electrică pe suprafața elementelor nemetalice investigate în timpul funcționării. Valorile măsurate ale potențialului asupra elementelor tri-praf nu au depășit 8 kV, ceea ce reprezintă o valoare critică în modelarea unei explozii într-o atmosferă cu praf.
O excepție în rândul produselor nemetalice este partea intermediară a furtunului pentru transportul fluxului de vopsea, ceea ce reprezintă o amenințare reală în procesul de utilizare. Prin urmare, este necesar să se oprească utilizarea materialelor care nu dau un efect puternic de electrificare în seria triboelectrică cu vopsele pulverulente. Unii producători de arme folosesc arcuri de metal încorporate în furtun. Este posibil să spunem cu certitudine că designerii site-urilor de pictură foarte des nu acordă atenție acestei amenințări potențiale. Posibilitatea apariției unei scurgeri de scântei în procesul de tribosyrdka în laborator. Obiectul care conduce la apariția unei încărcături electrice este un amestec de pulbere și aer. Vopseaua cu pulbere este furnizată cu aer comprimat cu o presiune maximă de 0,6 MPa (condiții industriale).
Elemente care sunt încărcate în sistemul triboelectric:
1. tub de încărcare - un tub nemetalic, o parte separată a unui pistol de pulverizare tribostatic. Electrodul este apropiat de suprafața tubului - sursa de încărcare de scânteie.
2. Obiectul metalic de vopsit. Un electrod este abordat pe suprafața unui obiect metalic izolat - sursa unei încărcări de scânteie.
Camera în care conducta de încărcare și a obiectului de metal care urmează să fie vopsit, a fost umplut cu aerosol, care constă din particule de vopsea pulbere. energia de aprindere a acestui amestec a fost de 5 mJ. O serie de experimente pentru a evalua posibilitatea de aprindere a fost efectuat folosind patru tipuri dielektrikov care au fost folosite în tubul de încărcare, și cele două tipuri de vopsea pulbere. Testul a fost repetat de trei ori pentru fiecare pereche de materiale electrice neconductoare. În timpul experimentului, controlează și reglează clima. un caz de amestec de gaz de încercare la foc a fost înregistrat în procesul de cercetare. Un incendiu a avut loc în momentul evaluării posibilității de explozie din cauza a declanșa o taxă. Rezultatele prezentate indică faptul că numele este concept relativ tribocharging. Valorile potențiale depind în principal de alegerea materialelor nemetalice și o metodă pentru producerea de încărcare. Acest lucru se datorează schimbării constante de utilizare a acoperiri sub formă de pulbere, precum și utilizarea ocazională a produselor electric nemetalice și amenințărilor existente. Luând în considerare faptul că într-o pulbere de vopsea foc pulverizare în interiorul cabinei formate prin aerosoli ar putea duce la consecințe dezastruoase pentru valoarea de siguranță este acceptată 8 kV și capacității umane - 200 baze pF.Na capacității investigațiilor de laborator de aprindere a amestecului de gaze explozive cu limita de 5 de aprindere mJ, rezultă că starea de electrificare a produselor nemetalice sistem tribocharging poate crea un risc de explozie în cazul în care potențialul depășește în mod semnificativ 8kV.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: