برنامه پوشش پودری فارادی قفس

بیایید شروع کنیم به آنچه در فضای بین تفنگ پاشش و قطعه در طول الکترواستاتیک رخ می دهد پوشش پودر روش درخواست در شکل 1، ولتاژ پتانسیل بالای اعمال شده به نوک الکترود شارژ تفنگ، یک میدان الکتریکی (که با خطوط قرمز نشان داده شده است) بین تفنگ و قطعه زمین شده ایجاد می کند. این باعث ایجاد ترشحات کرونا می شود. مقدار زیادی از یون های آزاد تولید شده توسط تخلیه تاج، فضای بین تفنگ و قطعه را پر می کند. برخی از یون ها توسط ذرات پودر جذب می شوند و در نتیجه ذرات باردار می شوند. با این حال، یون‌های متعدد آزاد می‌مانند و در امتداد خطوط میدان الکتریکی به سمت قسمت فلزی زمین‌شده حرکت می‌کنند و با ذرات پودری که توسط جریان هوا به حرکت در می‌آیند، مخلوط می‌شوند.

همانطور که قبلا گفته شد، ابری از ذرات پودر باردار و یون های آزاد ایجاد شده در فضای بین تفنگ پاشش و قطعه دارای پتانسیل تجمعی به نام بار فضایی است. بسیار شبیه یک ابر رعد و برق که یک میدان الکتریکی بین خود و زمین ایجاد می‌کند (که در نهایت منجر به ایجاد رعد و برق می‌شود)، ابری از ذرات پودر باردار و یون‌های آزاد یک میدان الکتریکی بین خود و یک قطعه زمین‌دار ایجاد می‌کند. بنابراین، در یک سیستم معمولی شارژ تاج، میدان الکتریکی در مجاورت سطح قطعه از میدان هایی تشکیل شده است که توسط الکترود شارژ تفنگ و بار فضایی ایجاد می شود. ترکیب این دو میدان، رسوب پودر را بر روی بستر زمینی تسهیل می‌کند و در نتیجه راندمان انتقال بالایی دارد. اثرات مثبت میدان‌های الکتریکی قوی ایجاد شده توسط سیستم‌های معمولی شارژ تاج زمانی که قطعاتی با سطوح بزرگ و مسطح با سرعت‌های نوار نقاله بالا پوشش داده می‌شوند، آشکارتر می‌شوند. متأسفانه، میدان‌های الکتریکی قوی‌تر سیستم‌های شارژ تاج می‌تواند اثرات منفی در برخی کاربردها داشته باشد. به عنوان مثال، هنگام پوشش دادن قطعات با فرورفتگی‌ها و کانال‌های عمیق، با اثر قفس فارادی مواجه می‌شوید (شکل 2 را ببینید). وقتی قطعه‌ای دارای یک فرورفتگی یا کانال در سطح خود باشد، میدان الکتریکی مسیری را که کمترین مقاومت را نسبت به زمین دارد دنبال می‌کند. یعنی لبه های چنین فرورفتگی). بنابراین، با تمرکز بیشتر میدان الکتریکی (از هر دو طرف تفنگ و بار فضایی) روی لبه‌های یک کانال، رسوب پودر در این نواحی بسیار افزایش می‌یابد و لایه پوشش پودری به سرعت ایجاد می‌شود.

متأسفانه دو اثر منفی با این روند همراه خواهد بود. اولاً، ذرات کمتری فرصت ورود به داخل شکاف را دارند زیرا ذرات پودر به شدت توسط میدان الکتریکی به سمت لبه‌های قفس فارادی "هل" می‌شوند. دوم، یون های آزاد تولید شده توسط تخلیه تاج، خطوط میدان را به سمت لبه ها دنبال می کنند، به سرعت پوشش موجود را با شارژ اضافی اشباع می کنند، و منجر به توسعه بسیار سریع یونیزاسیون برگشتی می شوند. نیروها و روی بستر رسوب می کنند، باید یک میدان الکتریکی به اندازه کافی قوی وجود داشته باشد تا به فرآیند کمک کند. در شکل 2 مشخص است که نه میدان ایجاد شده توسط الکترود تفنگ و نه میدان بار فضایی بین تفنگ و قطعه به داخل قفس فارادی نفوذ نمی کند. بنابراین، تنها منبع کمک در پوشش داخلی نواحی فرورفته، میدان ایجاد شده توسط بار فضایی ذرات پودری است که توسط جریان هوا در داخل فرورفتگی ایجاد می‌شود (شکل 3 را ببینید). توسعه روی لبه‌های آن، یون‌های مثبتی تولید می‌کند که بار ذرات پودری را کاهش می‌دهد که سعی می‌کنند از بین لبه‌های قفس فارادی عبور کنند تا درون کانال رسوب کنند. هنگامی که این اتفاق افتاد، حتی اگر به پاشیدن پودر در کانال ادامه دهیم، بار فضایی تجمعی ذرات پودری که توسط جریان هوا در داخل کانال وارد می شود برای ایجاد نیروی الکتریکی کافی قوی برای غلبه بر تلاطم هوا و رسوب پودر کافی نخواهد بود.

بنابراین، پیکربندی میدان الکتریکی و تمرکز آن در لبه‌های نواحی قفس فارادی تنها مشکلی نیست که هنگام پوشش مناطق فرورفته وجود دارد. اگر اینطور بود، فقط لازم بود یک شکاف برای مدت زمان کافی اسپری شود. ما انتظار داریم زمانی که لبه ها با یک لایه ضخیم پودر پوشانده می شوند، سایر ذرات نتوانند در آنجا رسوب کنند و تنها محل منطقی برای رفتن پودر، داخل شکاف است. متأسفانه این اتفاق نمی افتد، تا حدی به دلیل یونیزاسیون برگشتی. نمونه‌های زیادی از نواحی قفس فارادی وجود دارد که بدون توجه به مدت زمان پاشش پودر، نمی‌توان آن‌ها را پوشش داد. در برخی موارد، این امر به دلیل هندسه شکاف و مشکلات ناشی از تلاطم هوا اتفاق می‌افتد، اما اغلب اوقات به دلیل یونیزاسیون پشتی است.