Faraday Cage In Powder Coating -sovellus

Aloitetaan katsomaan, mitä tapahtuu ruiskutuspistoolin ja osan välisessä tilassa sähköstaattisen sähkön aikana jauhemaalaus hakemusmenettely. Kuvassa 1 pistoolin latauselektrodin kärkeen kohdistettu korkeapotentiaalinen jännite luo sähkökentän (näkyy punaisilla viivoilla) pistoolin ja maadoitetun osan väliin. Tämä saa aikaan koronapurkauksen kehittymisen. Suuri määrä koronapurkauksen synnyttämiä vapaita ioneja täyttää aseen ja osan välisen tilan. Jauhehiukkaset vangitsevat osan ioneista, mikä johtaa hiukkasten varautumiseen. Useat ionit jäävät kuitenkin vapaiksi ja kulkevat sähkökenttälinjoja pitkin maadoitettuun metalliosaan sekoittuen ilmavirran kuljettamien jauhehiukkasten kanssa.

Kuten aiemmin todettiin, ruiskutuspistoolin ja osan väliseen tilaan syntyneellä varautuneiden jauhehiukkasten ja vapaiden ionien pilvellä on jonkin verran kumulatiivista potentiaalia, jota kutsutaan tilavaraukseksi. Aivan kuten ukkospilvi, joka luo sähkökentän itsensä ja maan välille (joka lopulta johtaa salaman kehittymiseen), varautuneiden jauhehiukkasten ja vapaiden ionien pilvi luo sähkökentän itsensä ja maadoitetun osan välille. Siksi tavanomaisessa koronalatausjärjestelmässä sähkökenttä osan pinnan välittömässä läheisyydessä koostuu aseen latauselektrodin ja tilavarauksen luomista kentistä. Näiden kahden kentän yhdistelmä helpottaa jauheen laskeutumista maadoitetulle alustalle, mikä johtaa korkeaan siirtotehokkuuteen. Perinteisten koronalatausjärjestelmien luomien voimakkaiden sähkökenttien positiiviset vaikutukset näkyvät selkeimmin pinnoitettaessa osia, joissa on suuret, tasaiset pinnat suurilla kuljetinnopeuksilla. Valitettavasti koronalatausjärjestelmien vahvemmilla sähkökentillä voi olla kielteisiä vaikutuksia joissakin sovelluksissa. Esimerkiksi pinnoitettaessa osia, joissa on syviä syvennyksiä ja kanavia, kohdataan Faradayn häkkiefekti (katso kuva 2). Kun osan pinnalla on syvennys tai kanava, sähkökenttä seuraa alhaisimman resistanssin polkua maahan ( eli tällaisen syvennyksen reunat). Siksi, kun suurin osa sähkökentästä (sekä aseesta että tilavarauksesta) keskittyy kanavan reunoihin, jauhekerrostuminen tehostuu huomattavasti näillä alueilla ja jauhepinnoitekerros muodostuu erittäin nopeasti.

Valitettavasti tähän prosessiin liittyy kaksi negatiivista vaikutusta. Ensinnäkin, harvemmilla hiukkasilla on mahdollisuus päästä syvennyksen sisään, koska sähkökenttä "työntää" jauhehiukkasia voimakkaasti Faradayn häkin reunoja kohti. Toiseksi, koronapurkauksen synnyttämät vapaat ionit seuraavat kenttälinjoja kohti reunoja, kyllästävät nopeasti olemassa olevan pinnoitteen lisävarauksella ja johtavat erittäin nopeaan takaisinionisaation kehittymiseen. Aiemmin on todettu, että jauhehiukkasten on voitettava aerodynaaminen ja painovoima. voimien ja kerrostumisen alustalle, on oltava riittävän voimakas sähkökenttä auttamaan prosessia. Kuvasta 2 on selvää, että aseen elektrodin luoma kenttä eikä aseen ja osan välinen tilavarauskenttä tunkeudu Faradayn häkin sisään. Siksi ainoa apulähde syvennettyjen alueiden sisäpuolen päällystämiseen on kenttä, joka syntyy ilmavirran kuljettaman jauhehiukkasten tilavarauksesta syvennyksen sisällä (katso kuva 3). Jos kanava tai syvennys on kapea, takaisinionisaatio tapahtuu nopeasti sen reunoilla kehittyvät ionit muodostavat positiivisia ioneja, jotka vähentävät niiden jauhehiukkasten varausta, jotka yrittävät kulkea Faradayn häkin reunojen välistä laskeutuakseen kanavaan. Kun näin tapahtuu, vaikka jatkamme jauheen ruiskuttamista kanavaan, kumulatiivinen tilavaraus jauhehiukkaset, joita ilmavirta kuljettaa kanavan sisään, eivät riitä luomaan riittävän vahvaa sähkövoimaa ilman turbulenssin voittamiseksi ja jauheen laskemiseksi.

Siksi sähkökentän konfiguraatio ja sen keskittyminen Faradayn häkkialueiden reunoihin ei ole ainoa ongelma upotettujen alueiden pinnoittamisessa. Jos olisi, olisi vain tarpeen ruiskuttaa syvennystä riittävän pitkään. Odotamme, että kun reunat on päällystetty paksulla jauhekerroksella, muut hiukkaset eivät pystyisi kerääntymään sinne, ja ainoa looginen paikka jauheelle on syvennyksen sisäpuoli. Valitettavasti näin ei tapahdu osittain vastaionisaation vuoksi. On monia esimerkkejä Faradayn häkkialueista, joita ei voida pinnoittaa riippumatta siitä, kuinka kauan jauhetta ruiskutetaan. Joissakin tapauksissa tämä johtuu syvennyksen geometriasta ja ilman turbulenssion liittyvistä ongelmista, mutta usein se johtuu takaisinionisaatiosta.