Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
2~~S~5U
"Dispositif de projection électrostatique d'un produit
de revêtement en poudre ~ tête d'ionisation tournante"
Linvention concerne un dispositif de projection
lectrostatique d'un produit de revtement en poudre tel
que par exemple une peinture thermofusible et concerne
plus
particulirement un perfectionnement des moyens de charge
lectrostatique de la poudre, permettant d'obtenir un
large
impact sur l'objet et une excellente homognit du dp8t
sur toute la largeur dudit impact.
L'invention permet galement d'amliorer le rendement
'" de dpt, comparativement ce qui est obtenu avec les
dispositifs classiques.
On connat des dispositifs de projection
lectrostatique tte d'ionisation tournante. Par exemple,
le brevet amricain N 4 1.14 564 dcrit un tel dispositif
dans lequel la poudre est jecte axialement au centre
d'in
1~ ~.ment globalement en forme de bol entra~n en rotation
et
port une haute tensioiB. Le champ lectrique d'ionisation
s'tablit entre ladite tte d'ionisation et l'objet
recouvrir qui est au potentiel de la trre. Il en rsulte
un courant d'3on~ important entre 1e dispositiF de
2~ pulvrisation et l'objet recouvrir, qui peut tre ~
l'origine d'une mauvaise qualit du dp8t et/ou rendre
difficile le dp8t de poudre sur des pices isolantes
en
surface. L'invention permet d'amliorer la charge
lectrostatique de la poudre tout en diminuant le courant
~5 deions reu par l'objet.
Dans pet esprit, 1invention concerne un dispositif d
projection lectrostatique d'un produit de revtement
en
poudra pour recouvrir des objets, comportant un canal
d"alimentation dlurt mlange air-poudre dbouchant
3~ axialement au fond d'une tte d'ionisation comprenant
un
lment globalement en dorme de bol et comportant au moins
une partis tournante, caractris en ce qu'il comporte
en
CA 02098050 2004-06-02
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outre une contre-êlectrode, agencée axialement en retrait
par rapport à ladite tâte d'ionisation et en ce que cette
dernière comporte un déflecteur agencé coaxialement â
l'avant de l'orifice dudit canal, espacé dudit élément en
forme de bol et s'étendant jusqu'à la périphérie de celui-
ci de façon à définir avec lui une sortie d'éjection
annulaire pour le mélange air-poudre, le bord de ce
déflecteur constituant ou portant une électrode de charge.
La partie tournante précitée peut âtre l'élément
globalement en forme de bol ou le déflecteur. I1 est
prêfêrable que la partie tournante soit celle qui constitue
plus particulièrement l'électrode, c'est-à-dire ici le
déflecteur., Cependant, de façon simple et efficace, c'est
l'ensemble de la tâte d'ionisation (c'est-à-dire l'élément
en forme de bol et le déflecteur) qui est monté tournant
autour d'un axe longitudinal confondu avec celui dudit
canal d'alimentation débouchant au fond de la tâte
d'ionisation. Dans ce cas, ledit déflecteur est fixé audit
élément e~n forme de bol par des moyens d'entretoisement.
De préférence, l'élément en forme de bol est généralement en matériau
isolant. Le déflecteur peut être en matériau conducteur et dans ce cas il
présente une arrête vive à sa périphérie externe de sorte qu'un champ
électrique ionisé puisse s'établir entre cette arrête et la contre-électrode.
Les
lignes des champs "enveloppent" la sortie d'éjection annulaire du mélange air-
poudre de sorte que les particules de poudre soient plus efficacement chargées
par des ions émis par l'électrode.
Selon une variante, le déflecteur peut aussi être en
matériau isolant. Dans ce cas, des éléments conducteurs
sont noyés à l'intérieur du déflecteur et émergent sous
forme de pointes à la périphérie de ce dernier. I1 suffit
de prévoir un nombre suffisant de pointes régulièrement
disposées à la périphêrie du déflecteur de façon que le
champ électrique d'ionisation puisse s'établir entre ces
différentes pointes portées â une haute tension et la
contre-électrode, le fonctionnement étant le même qu'avec
~.~l~:~fl~,~
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une électrode constituée par l'ensemble du déflecteur en
matériau conducteur.
L'invention sera mieux comprise ~at d'autres avantages
da celle-ci apparaftront plus clairement à la lumiêre de la
description qui va suivre, donnée uniquement à titre
d'exemple, et faite en référence aux .dessins annexés dans
lesquels:
- la figure 1 est une vue partiellement en coupe
longitudinale d'un dispositif de projection électrostatique
d'un produit de revêtement en poudre conforme à
l'invention; et
- la figure 2 est une vue partielle illustrawt une
variante du déflecteur de la tête d'ionisation du
dispositif de la figure 1.
I5 Le dispositif de projection électrostatique représenté
sur la figure 1 se compose principalement d'un corps 11,
globalement cylindrique, pourvu d'un évidement axial 12
abritant un canal d'alimentation 13 d'un mêlange air-poudre
et une turbïne I4 à entraînement pneumatique agencée autour
de ce canal. L'arbre de sortie I5, en forme de manchon, de
cette turbine fait saillie au-delà d'une face frontale du
corps 12 et porte une tête d'ionisation 16 qui sera dêcrite
en détails plus loin. Du c8tê opposé, le corps li est
prolongé par un élément arriêx~e l8 également en matériau
isolant, conformé pour s'engager dans l'évidement 12 sur
une certaine distance axiale jusqu'à l'arriêre de la
turbine. Cet élément porte un embout de raccordement 20,
pour le mëlange air-poudre, un connecteur de haute tension
22 destïné â être relië, par un câble électrique 22a, à une
source de haute tension, un embout de raccordement d'air
comprimê 24, notamment pour l'alimentati~n de la turbine et
un connecteur de masse 28, destiné à être relié à la terre
par un câble ëlectrique 28a. Le canal d'alimentation 13 est
matérialisé par un canduit l3_a, rigide, solidaire de
l'élément arrière 18 et communiquant avec l'embout 20. Ce
conduit s'étend axialement dans un manchon 29 formant le
support de la turbine 14. Ce manchon est vissé axialement
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dans l'élément 18 et s'étend dans l'évidement 12 du corps
11. Le conduit 13a_ fait saillie du corps 11 au-delâ de sa
face frontale précitée, laquelle est coiffée par un
capuchon 30 vissé sur un filetage externe dudit corps. Le
rotor 32 de la turbine portant les pales 33 est monté
tournant sur le manchon 29 par deux roulements â billes 34
espacés axialement. La haute tension est appliquée à la
tête d'ïanisation via un élément de contact 35, une
résistance 36 (82 Mf1) limitant le courant et les éléments
constitutifs de la turbine 14, en matériau conducteur. La
liaison électrique entre la résistance 36 et la turbine est
assurée par un ressort métallique 37 comprimé entre une
extrémité de la résistance et une piêce de contact
annulaire 38 intercalée entre 1°êlément 18 et la turbine
14. Entre la face frontale du corps 11 et le capuch~n 30
sont définies des chambres annulaires alimentées en air.
comprimé. Une chambre annulaire 40 est située au voisinage
immédiat de 1°arbre 15 et l'air s'échappe par le jeu
annulaire défini entre 1e capuchon 30 et 1°arbre 15
assurant le nettoyage permanent de celui-ci. Une autre
chambre annulaire 42 alimente des canaux d°éjection d°air
d'entraînement 43 dont les orifices sont agencés
coaxialement et â 1°arriére de ia tête d°ionisation 16,
vers la pêrïphérie de celle-ci pour créer un courant d'air
d'entrainement du mélange air-poudre en direction de
l'objet â recouvrir.
En outre, une contre-électrode 45 cylindrique,
annulaire, est logée dans une cavité annulaire définie
entre le corps il et le capuchon 30. Elle est agencée
axialement en retrait par rapport â la tâte d'ionisation.
Cette contre-éleçtrode, à structure poreuse, est placée en
recouvrement d°une gorge 46 pratiquée dans le corps 11 et
alimentée en air comprimé. L'air s'échappe radialement par
des trous 47 du capuchon 30, réguliérement disposés
circonfêrentiellement. Ainsi, les ions collectés par la
contre=électrode passent par les trous 47 mais l'air qui
s'en échappe empêche la poudre de s°accumuler sur cette
20~~0~0
contre-électrode. Cette derniére est xveliëe à la terre par
des éléments conducteurs tels que, dans l'exemple
représenté, un ressort métallique 48, une bille métallique
49, un autre ressort métallique 50, une résistance 51
5 (500 Miâ), le connecteur 28 et le câble: électrique 28~. Des
perçages sont pratiqués dans le corps 11 pour
l'alimentation des chambres 40 et 42 sa de la gorge 46.
La tête d'ionisation comporte un élément globalement
en forme de bol 56, ici en matériau isolant et un
déflecteur 58, ici métallique. L'ëlêment 56 comporte un
moyeu tubulaire 57 vissé dans l'arbre 15 de la turbine. Le
conduit 13a est engagé dans l'évidement axial du moyeu 57,
sans contact avec lui, et débouche au fond de l'élément 56
en forme de bol. Le déflecteur 58 est disposé coaxialement
à l'avant de l'orifice du canal 13 en étant espacé de
l'élément 56 par des moyens d'entretoisement 60. Le
déflecteur s'étend radialement jusqu°à la périphërïe de
l'élément en forme de bol 56 de façon à définir avec lui
une sortie d'éjection annulaire 62 pour le mélange air-
poudre. Le bord du déflecteur 58 constitue une électrode de
charge.
Dans l'exemple de la figure 1, le bord du déflecteur
58 présente une aréte vive 58a_ à sa périphérie externe. De
plus, le dêflecteur étant solidaire de l'élément en forme
de bol 56, c'est l'ensemble de la téta d'ionisation qui est
entrafnëe en rotation par la turbine. Ce sont les moyens
d'entretoisement 60 et notamment les vis 64, métalliques,
qui permettent de connecter le déflecteur 58 à la haute
tension. plus précisément, les vis 64 traversent l'élément
56 en forme de bol et sont vissées dans une couronne
métallique 66 en contact électrique avec l'extrémité de
l'arbre 15 de la turbine.
Dans la variante de la figure 2, le déflecteur 68 est
en matériau isolant dans lequel on a noyé, au moulage, des
éléments conducteurs 70, 72 électriquement connectés aux
vis 64 des moyens d'entretoisement. Les éléments
conducteurs 70 agencés radialement émergent sous forma de
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pointes à la pêriphérie du déflecteur. Avantageusement,
chaque pointe émerge à l'intérieur d'un petit cratére 74
creusé dans le bord périphérique du déflecteur. Ainsi
défini, le dêflecteur 68 peut remplacer le dëflecteur 58 de
la figure 1.
En fonctionnement, le mélange air-poudre circulant
dans le canal axial ~3 vient frapper 1e déflecteur tournant
et s°engage dans l'espace défini entre l'êlément 56 en
forme de bol et la paroi interne du déflecteur, jusqu'à la
i0 sortie annulaire 62. A leur sortie, les particules de
poudre sont chargées par bombardement d"ions émis par Ie
dëflecteur formant électrode.
En effet, les ions émis par l'électrode de charge
peuvent suivre deux trajets. Une partie des ions se dirige
vers la contre-électrode et l'autre partie vers l'objet à
recouvrir. La présence de la contre-électrode permet
d'obtenir une bonne charge de la poudre tout en Limitant Ie
courant vers l'objet.
A titre deexemple, on estime que Ie courant d°ions qui
2~ s'ëtablit entre l'électrode et 1a contre-électrode est égal
â environ quatre fois la charge portée par Ia poudre et
quatre fois Ié courant d'ions qui s'établit entre le
déflecteur et l'objet à recouvrir. On estime que la
rotation de la tête d'ionisation permet de mïeux
homogénéiser le mélange air-poudre à la sortie 62 et de
favoriser ainsi une meilleure charge des particules de
poudre.
