Faraday Cage Sa Powder Coating application

Simulan nating tingnan kung ano ang nangyayari sa espasyo sa pagitan ng spraying gun at bahagi sa panahon ng electrostatic powder coating pamamaraan ng aplikasyon. Sa Figure 1, ang mataas na potensyal na boltahe na inilapat sa dulo ng charging electrode ng baril ay lumilikha ng electric field (ipinapakita ng mga pulang linya) sa pagitan ng baril at grounded na bahagi. Nagdudulot ito ng pag-unlad ng corona discharge. Ang isang malaking halaga ng mga libreng ion na nabuo ng corona discharge ay pumupuno sa espasyo sa pagitan ng baril at ng bahagi. Ang ilan sa mga ions ay nakukuha ng mga particle ng pulbos, na nagreresulta sa mga particle na sinisingil. Gayunpaman, ang maraming mga ion ay nananatiling libre at naglalakbay kasama ang mga linya ng electric field patungo sa grounded na bahagi ng metal, na humahalo sa mga particle ng pulbos na itinutulak ng air stream.

Gaya ng nasabi kanina, ang ulap ng mga naka-charge na particle ng pulbos at mga libreng ion na nilikha sa espasyo sa pagitan ng spraying gun at bahagi ay may ilang pinagsama-samang potensyal na tinatawag na space charge. Katulad ng isang ulap ng pagkulog na lumilikha ng isang electric field sa pagitan ng sarili nito at ng lupa (na sa huli ay humahantong sa pagbuo ng kidlat), isang ulap ng mga naka-charge na particle ng pulbos at mga libreng ion ay lumilikha ng isang electric field sa pagitan ng sarili nito at isang grounded na bahagi. Samakatuwid, sa isang conventional corona-charging system, ang electric field na malapit sa ibabaw ng bahagi ay binubuo ng mga field na nilikha ng charging electrode ng baril at ang space charge. Pinapadali ng kumbinasyon ng dalawang field na ito ang powder deposition sa grounded substrate, na nagreresulta sa mataas na kahusayan sa paglilipat. Ang mga positibong epekto ng malalakas na electric field na nilikha ng mga conventional corona-charging system ay pinaka-binibigkas kapag pinahiran ang mga bahagi na may malalaki at patag na ibabaw sa mataas na bilis ng conveyor. Sa kasamaang-palad, maaaring magkaroon ng negatibong epekto sa ilang application ang mas malalakas na electric field ng mga corona-charging system. Halimbawa, kapag pinahiran ang mga bahagi na may malalim na recesses at mga channel, ang isa ay nakatagpo ng Faraday cage effect (tingnan ang Figure 2). Kapag ang isang bahagi ay may recess o channel sa ibabaw nito, susundan ng electric field ang landas ng pinakamababang resistivity sa lupa ( ie ang mga gilid ng naturang recess). Samakatuwid, sa karamihan ng electric field (mula sa parehong baril at space charge) ay tumutuon sa mga gilid ng isang channel, ang powder deposition ay lubos na mapapahusay sa mga lugar na ito at ang powder coating layer ay mabilis na bubuo.

Sa kasamaang palad, dalawang negatibong epekto ang sasamahan ng prosesong ito. Una, mas kaunting mga particle ang may pagkakataong makapasok sa recess dahil ang mga powder particle ay malakas na "itinutulak" ng electric field patungo sa mga gilid ng Faraday cage. Pangalawa, ang mga libreng ion na nabuo ng paglabas ng corona ay susunod sa mga linya ng field patungo sa mga gilid, mabilis na mababad ang umiiral na patong na may dagdag na singil, at hahantong sa napakabilis na pag-unlad ng back ionization. Ito ay naitatag nang mas maaga na para sa mga particle ng pulbos upang mapagtagumpayan ang aerodynamic at gravity pwersa at idineposito sa substrate, kailangang mayroong sapat na malakas na electric field upang tumulong sa proseso. Sa Figure 2, malinaw na ang field na nilikha ng electrode ng baril, o ang field ng space charge sa pagitan ng baril at bahagi ay hindi tumagos sa loob ng Faraday cage. Samakatuwid, ang tanging pinagmumulan ng tulong sa pag-coat sa loob ng mga recessed na lugar ay ang field na nilikha ng space charge ng mga powder particle na inihatid ng air stream sa loob ng recess (tingnan ang Figure 3). Kung makitid ang channel o recess, mabilis ang back ionization. ang pagbuo sa mga gilid nito ay bubuo ng mga positibong ion na magbabawas sa singil ng mga particle ng pulbos na sinusubukang dumaan sa pagitan ng mga gilid ng hawla ng Faraday upang ideposito ang kanilang mga sarili sa loob ng channel. Kapag nangyari ito, kahit na ipagpatuloy natin ang pag-spray ng pulbos sa channel, ang pinagsama-samang singil sa espasyo ng Ang mga particle ng pulbos na inihatid sa loob ng channel sa pamamagitan ng stream ng hangin ay hindi magiging sapat upang lumikha ng sapat na malakas na puwersa ng kuryente upang madaig ang turbulence ng hangin at magdeposito ng pulbos.

Samakatuwid, ang pagsasaayos ng electric field at ang konsentrasyon nito sa mga gilid ng mga lugar ng hawla ng Faraday ay hindi lamang ang problema kapag pinahiran ang mga recessed na lugar. Kung ito ay kinakailangan lamang na mag-spray ng isang recess para sa isang sapat na haba ng oras. Inaasahan namin na kapag ang mga gilid ay pinahiran ng isang makapal na layer ng pulbos, ang ibang mga particle ay hindi makakapagdeposito doon, na ang tanging lohikal na lugar para sa pulbos ay pumunta sa loob ng recess. Sa kasamaang palad, hindi ito nangyayari dahil, sa isang bahagi, upang i-back ang ionization. Mayroong maraming mga halimbawa ng mga lugar ng hawla ng Faraday na hindi maaaring pahiran kahit gaano katagal ang pag-spray ng pulbos. Sa ilang mga kaso, nangyayari ito dahil sa geometry ng recess at mga problema sa air turbulence, ngunit kadalasan ay dahil ito sa back ionization.