Faradėjaus narvelio padengimas milteliniu būdu

Pradėkime žiūrėti, kas vyksta erdvėje tarp purškimo pistoleto ir dalies elektrostatinio krūvio metu Miltelinis dažymas paraiškų teikimo tvarka. 1 paveiksle aukšto potencialo įtampa, taikoma pistoleto įkrovimo elektrodo viršūnei, sukuria elektrinį lauką (rodomą raudonomis linijomis) tarp pistoleto ir įžemintos dalies. Tai skatina koronarinės iškrovos vystymąsi. Didelis kiekis laisvųjų jonų, susidarančių dėl vainikinės iškrovos, užpildo erdvę tarp pistoleto ir detalės. Kai kuriuos jonus sugauna miltelių dalelės, todėl dalelės yra įkraunamos. Tačiau keli jonai lieka laisvi ir elektrinio lauko linijomis keliauja į įžemintą metalinę dalį, susimaišydami su oro srauto varomomis miltelių dalelėmis.

Kaip minėta anksčiau, erdvėje tarp purškimo pistoleto ir dalies susidaręs įkrautų miltelių dalelių ir laisvųjų jonų debesis turi tam tikrą kumuliacinį potencialą, vadinamą erdvės krūviu. Panašiai kaip griaustinio debesis, sukuriantis elektrinį lauką tarp savęs ir žemės (o tai galiausiai sukelia žaibo vystymąsi), įkrautų miltelių dalelių ir laisvųjų jonų debesis sukuria elektrinį lauką tarp savęs ir įžemintos dalies. Todėl įprastoje koronos įkrovimo sistemoje elektrinis laukas, esantis arti dalies paviršiaus, susideda iš laukų, kuriuos sukuria pistoleto įkrovimo elektrodas ir erdvės krūvis. Šių dviejų laukų derinys palengvina miltelių nusodinimą ant įžeminto pagrindo, o tai lemia aukštą perdavimo efektyvumą. Teigiamas stiprių elektrinių laukų, sukurtų naudojant įprastines vainikinio įkrovimo sistemas, poveikis yra ryškiausias, kai dideliais konvejerio greičiais dengiamos dalys su dideliais plokščiais paviršiais. Deja, stipresni elektriniai koronos įkrovimo sistemų laukai kai kuriose srityse gali turėti neigiamą poveikį. Pavyzdžiui, dengiant dalis su giliais įdubimais ir kanalais, atsiranda Faradėjaus narvelio efektas (žr. 2 pav.). Kai detalės paviršiuje yra įduba arba kanalas, elektrinis laukas seks mažiausio atsparumo keliu į žemę ( ty tokios įdubos kraštai). Todėl, kai didžioji dalis elektrinio lauko (ir iš pistoleto, ir iš erdvės krūvio) susikoncentruoja į kanalo kraštus, šiose vietose labai sustiprės miltelių nusodinimas, o miltelinės dangos sluoksnis susidarys labai greitai.

Deja, šį procesą lydės du neigiami padariniai. Pirma, mažiau dalelių turi galimybę patekti į įdubą, nes miltelių dalelės stipriai „stumiamos“ elektrinio lauko link Faradėjaus narvelio kraštų. Antra, laisvieji jonai, atsirandantys dėl vainikinės iškrovos, seks lauko linijas link kraštų, greitai prisotins esamą dangą papildomu krūviu ir labai sparčiai vystysis atgalinė jonizacija. Anksčiau buvo nustatyta, kad miltelių dalelės turi įveikti aerodinamines ir gravitacijos savybes. jėgų ir nusėda ant pagrindo, turi būti pakankamai stiprus elektrinis laukas, kuris padėtų procesui. 2 paveiksle aiškiai matyti, kad nei pistoleto elektrodo sukurtas laukas, nei erdvės krūvio laukas tarp pistoleto ir jo dalies neprasiskverbia į Faradėjaus narvelį. Todėl vienintelis pagalbos šaltinis padengiant įdubimų vidų yra laukas, sukuriamas miltelių dalelių erdvinio krūvio, kurį oro srautas atneša į įdubą (žr. 3 pav.). besivystantis ant jo kraštų generuos teigiamus jonus, kurie sumažins miltelių dalelių, bandančių prasiskverbti tarp Faradėjaus narvelio kraštų, krūvį, kad patektų į kanalą. Kai taip atsitiks, net jei ir toliau purškiame miltelius kanale, kaupiamasis erdvės krūvis miltelių dalelių, oro srautu patekusių į kanalą, nepakaks sukurti pakankamai stiprios elektros jėgos, kad būtų galima įveikti oro turbulenciją ir nusodinti miltelius.

Todėl elektrinio lauko konfigūracija ir jo koncentracija Faradėjaus narvų zonų pakraščiuose nėra vienintelė problema dengiant įgilintas vietas. Jei taip būtų, reikėtų tik pakankamai ilgai purkšti įdubą. Tikėtume, kad, kai kraštai bus padengti storu miltelių sluoksniu, kitos dalelės negalės ten nusėsti, o vienintelė logiška vieta milteliams eiti yra įdubos vidus. Deja, tai neįvyksta iš dalies dėl nugaros jonizacijos. Yra daug pavyzdžių, kai Faradėjaus narvelių sritys negali būti padengtos, nepaisant to, kiek laiko purškiami milteliai. Kai kuriais atvejais taip nutinka dėl įdubos geometrijos ir problemų dėl oro turbulencijos, tačiau dažnai taip nutinka dėl nugaros jonizacijos.