Коронный заряд при нанесении порошковой полимерной краски

Системы коронного заряда являются наиболее широко используемыми видами оборудования для электростатического распыления и нанесения  порошковой краски . Коронное оборудование использует вольтаж для придания заряда порошковым частицам.

Порошковая краска закачивается из загрузочной воронки через рукав в наконечник распыляющего пистолета при помощи системы подачи. Заряжающий электрод в наконечнике пистолета соединён с высоковольтным генератором. Генератор может располагаться внизу контрольной панели и соединяться с электродом высоковольтным кабелем или располагаться внизу корпуса пистолета. Высоковольтные усилители внутри корпуса пистолета соединяются с контрольной панелью низковольтным кабелем.

Когда пистолет с коронным зарядом запускается, создаётся резко неоднородное электрическое поле между наконечником пистолета и находящимся рядом заземлённым объектом. Между острым наконечником электрода пистолета и поверхностью заземлённого предмета образуются силовые линии векторного поля.

Свободные электроны или ионы всегда присутствуют в воздухе. Если эти свободные ионы проникают через сильное электрическое поле в наконечнике пистолета, они начинают двигаться вдоль силовых линий поля и ускоряются силой векторного поля. Во время ускорения движения электронов вдоль линий векторного поля они сталкиваются с молекулами воздуха.

Когда комбинация прикладного напряжения и геометрии электродов создаёт электрическое поле, превышающее расщепляющую силу воздуха, образуется коронный разряд. Влияние свободных ионов на молекулу воздуха достаточно сильное для её расщепления с образованием двух вторичных отрицательных ионов и одного положительного иона. Вторичные электроны ускоряются в электрическом поле и повторяют процесс расщепления молекул воздуха с образованием большего количества свободных ионов. Образовавшиеся в результате отрицательные ионы ускоряют своё движение вдоль силовых линий векторного поля к предмету, а оставшиеся положительные ионы ускоряются вдоль силовых линий поля в обратном направлении к электроду пистолета. Пространство между распыляющим  окрасочным пистолетом и заземлённым предметом наполняется миллионами свободных электроном и положительных ионов.

Заземлённые, тонкопроводящие предметы предоставляют приёмный электрод для образования электростатического поля между пистолетом и предметом. При прохождении порошковых частиц через корону они заряжаются, обычно отрицательными ионами, и следуют с электрическим полем и воздушными потоками к заземлённой рабочей поверхности. Как только воздух проносит частицы на расстоянии нескольких сантиметров от предмета, кулоновское притяжение притягивает частицы к поверхности предмета и заставляет их прилипнуть к ней до тех пор, пока не вмешается другая сила или пока они не отвердеют под воздействием тепла или лучистой энергии.

Способность заряжаться в основном зависит от силы поля, размера и формы порошковых частиц и времени, которое частицы проводят в зоне заряда. Электрическая

сила выталкивает частицы к заземлённому предмету. Сопротивление воздуха, аэродинамическая сила и сила притяжения могут увлечь частицы в сторону от предмета. Воздушный поток приносит частицу к предмету, однако если частица не заряжена или если силы поля недостаточно, частица будет отнесена в сторону от предмета этими другими силами.

Полярность заряжающего электрода может быть либо положительной, либо отрицательной. Отрицательный заряд обычно предпочтительнее, так как ионы могут образовываться в больших количествах с наименьшей степенью искрения.

К факторам, влияющим на коронный заряд, относится расстояние между пистолетом и объектом, скорость порошковой краски, конфигурация электрода и сопла, а также присутствие хорошо заземлённого предмета для его выступления в роли электрода-приёмника.

Между электродом пистолета и заземлённым предметом развиваются линии электростатического поля и соединяются с предметом под прямым углом. Данные линии векторного поля в основном концентрируются в острых углах, что иногда вызывает большую степень осаждения порошка на краях поверхности предмета. В пространстве между пистолетом и предметом присутствует большое количество свободных ионов. Порошковые частицы покидают пистолет, захватывают некоторые ионы в этой зоне и заряжаются. Многие ионы остаются свободными. Заряженный порошок и остающиеся свободные ионы перемещаются вдоль линий поля к заземлённому предмету. Данная комбинация заряженных порошковых частиц и свободных ионов имеет кумулятивный потенциал, который часто называют «пространственный заряд».

В системе коронного заряда электрическое поле около поверхности предмета состоит из полей, созданных разрядным электродом пистолета и пространственным зарядом. Два данных поля комбинируются для создания эффективного осаждения порошковой краски  на заземлённый предмет.