Электроаэрозольная обработка

Аэрозолями называют системы, состоящие из твердых или жидких частиц, взвешенных в газообразной среде. Размер аэрозольных частиц примерно от 1 нм до долей миллиметра.

При переводе веществ и материалов в аэрозольное состояние площадь их поверхности в расчете на единицу массы значительно увеличивается. Поэтому аэрозоли обладают повышенной физико-химической активностью.

В сельском хозяйстве аэрозоли используют для борьбы с вредителями и болезнями культурных растений (обработка ядохимикатами растений и семян); дезинфекции и дезинсекции помещений; профилактики и лечения животных и птиц; окраски изделий в ремонтном производстве.

Во многих случаях эффективность аэрозольной обработки можно существенно повысить, если использовать униполярные электроаэрозоли, т. е. аэрозоли, частицы которых имеют избыточный электрический заряд одного знака.

Для электроаэрозольной обработки используют аэрозольный генератор, состоящий из распылителя с зарядным устройством и источника высокого напряжения. В генераторах электроаэрозоля применяют в основном два способа зарядки аэрозольных частиц: ионную и зарядку на электроде в электростатическом поле.

В генераторах с ионной зарядкой струя аэрозоля, созданная обычным распылителем, проходит далее через зарядное устройство с униполярным коронным разрядом.

В генераторах с зарядкой частиц на электроде в электростатическом поле процессы образования аэрозоля и его зарядки совмещены во времени и в пространстве. Например, в центробежном распылителе электроаэрозоля (рис. 7.7) проводящая жидкость непрерывно вытекает тонкой струей из иглы 2 шприца 3 и поступает в центр вращающегося заземленного конуса 6. Жидкость, растекаясь по его поверхности в виде тонкой пленки 5, движется под действием центробежных сил к периферии конуса 6, срывается с его кромки и при этом распадается на мелкие капли 4. Вместе с конусом 6 вращается высоковольтный конический электрод 1, индуцирующий на поверхности пленки электрические заряды, которые уносятся образующимися капельками. Противоположные по знаку заряды уходят через конус 6 в землю.

Рис. 7.7. Схема центробежного распылителя электроаэрозоля с индукционной зарядкой: 1- высоковольтный конический электрод; 2 - игла; 3 - шприц; 4-распыляемый аэрозоль; 5- пленка жидкости; 6 - вращающийся заземленный конус.

Обычный аэрозоль осаждается на обрабатываемый объект под действием силы тяжести, инерционных сил, броуновского движения и других явлений. Электроаэрозоль осаждается, кроме того, еще и под действием электрических сил, которые могут быть более значительными, чем названные силы неэлектрического происхождения.

Рассмотрим электрические силы, вызывающие осаждение униполярного электроаэрозоля. Если между генератором электроаэрозоля и обрабатываемым объектом приложено напряжение, то на заряженные аэрозольные частицы действует сила F_к со стороны внешнего электрического поля. В результате этого частицы движутся по траекториям, близким к силовым линиям электрического поля, и попадают на обрабатываемый объект. Кроме того, между частицами униполярного аэрозоля действуют силы взаимного отталкивания, которые вызывают так называемое электростатическое рассеяние, под действием которого облако заряженного аэрозоля непрерывно увеличивается в размерах, причем во всех направлениях одинаково. Вдобавок, на частицы, находящиеся вблизи или на поверхности обрабатываемого объекта, влияет притягивающая сила зеркального отображения F_з.

Действие электрических сил увеличивает количество материала, осевшего на объект, повышает равномерность его осаждения, способствует лучшему удержанию осевших частиц на поверхности объекта. Все это дает возможность достигнуть того же технологического эффекта при существенно меньшем расходе материала, чем при использовании незаряженного аэрозоля.

Например, при обработке растений электроаэрозолем густота покрытия поверхности листьев возрастает по сравнению с незаряженным аэрозолем на верхней стороне листьев в 1,2...3 раза, на нижней стороне - в 5...20 раз. При этом расход химиката может быть снижен в 1,2...3 раза. При нанесении на заряженные семена противоположно заряженных частиц препарата-протравителя в виде порошка или распыленного раствора можно уменьшить, по данным ЧИМЭСХ, норму расхода препарата в 2...3 раза без снижения эффективности протравливания.

Электроокраска - один из широко применяемых на практике видов электроаэрозольной обработки. Ее сущность заключается в распылении краски, зарядке ее частиц и осаждении их на изделие в электрическом поле. Поле создается за счет того, что между распылителем краски и заземленным изделием приложено постоянное высокое напряжение (60...120 кВ). При электроокраске потери лакокрасочного материала не превышают 5...10 %, в то время как при пневматическом распылении они составляют около 50 %. Кроме того, вследствие прижатия заряженного слоя краски к изделию электрическими силами покрытие получается ровным и плотным.

Для электроокраски в условиях ремонтного производства наиболее целесообразно использовать передвижные установки с ручными электрораспылителями: УЭРЦ, УГЭР, УРЭГ и др. Их потребляемая мощность не более 250 Вт.