Brevet FR2065626A1 — publié le 19710730

la presente invention se rapporte à un dispositif d'epanda- ge, en particulier sous forme d'un pistolet, servant à étendre elec trostatiquerent de la matière pulverulante au moyen d'un flux gazeux sur des surfaces de pièces à revêtir, ce dispositif comportant une tuyère entourée d'un manchon de réglage et une électrode à haute tension disposée dans l'emprise de la tuyère. Dans ce genre de distributeur, au lieu d'utiliser des matières colorantes ou des laques liquides, des matières sous forme de poudre extrêmement fine sont projetées sur les surfaces à recouvrir et soumises à un traitement thermique de l'ordre de 1500 à 2000. Il se produit de cette manière une pellicule solide et élastique de laque qui est plus épaisse que celle obtenue par peinture au pistolet ordinaire. On arrive ainsi, dans une seule opérations à obtenir des couches d'environ OI riil d'épaisseur. La poudre est generalement composee de particules en matière plastique qui, au moment du traitement thermique, se liquifie pour constituer le revêtement continu de laque.Plus la coucile de poudre sur une surface à recouvrir est épaisse, moins l'adhérence electrostatique des particules de poudre vers ltexterieur est importante. En operant avec des quantités suffisantes il est possible, dans des conditions déterminées, de répartir des couches uniformes de poudre et l'excédent de poudre non fixé peut alors être récupéré jusqu'à environ 985t par aspiration et un dispositif de recueillement. Le transport de la poudre vers l'orifice de distribution est généralement réalisé au moyen d'un flux sous forme d'un courant d'air ou de gaz. Lorsque ce flux est diri d'une manière condensée sur la surface préalablement recouverte de poudre, les particules éloignées de celles qui n'adhèrent que faiblement sont aisement éliminées par souffi~- ge. Dans certaines conditions il est possible de réduire la vitesse de frappe de l'air, surtout lorsque dans le cas de très haute tension la -tuyère du pistolet est appliquee à une distance importante de la surface à traiter. ÎJais cette distance dépend de la forte de la surface à revêtir.On a aussi essayé de diriger le gaz véhiculeur avec la poudre en suspens sur une butée disposée en travers de la direction principale de l'effluve pour le laisser ensuite se dispercer latéralement. Dans ce cas, lorsqu'il s'agit d'une vitesse importante du flux, la moudre est également à tel oint déviée qu'elle ne peut plus être ramenée vers le centre par les torces électrostatiques. On obtient de cette façon un recouvrement déiectueux avec au milieu une zone quasi nue, la densité augmentant à la périphérie jusqu'à une certaine limite pour diminuer après dépassement de celle-ci. Dans les pistolets de peinture et distribution de poudres il existe différents moyens de régler dans la tuyère la modification du cône épandeur ou du jet. Mais il a été constaté que dans le flux d'entraînement gazeux les particules de poudre se comportent autrement que des gouttes de liquides. I plus la vitesse de frappe du courant d'air lorsqu'il s'agit d'épandre un liquide, n'a pas une influence aussi importante pour la formation d'une pellicule de laque que dans le cas d'utilisation de matière poudreuse. xn plus, dans ce dernier cas, surtout lorsqu'il s'agit de revêtir des angles vifs, on ne peut pas comletement renoncer à lteffet régulateur du moyen véhiculeur. La présente invention vise un dispositif du geinre mentionné qui est susceptible de s'adapter facilement aux conditions variées d'utilisation et pouvant etre réglé de- manière à assurer un jet régulier tout en évitant le plus possible l'effet perturbateur du gaz véhiculeur. Suivant l'invention la tuyère accuse,à proximité de son extrémité antérieure fermée, uniquement des ouvertures radiales pour le passage des gaz en combinaison avec un manchon à évasement conique vers son extrémité antérieure et qui est rlable devant les ouvertures de passa- ge des gaz. Ici, le gaz véhiculeur chargé ds poudre, en sortant de l'embouchure de la tuyère, bute d'atóord contre la surface conique. fluant au gaz en se dirigeant vers l'extrémité libre du mancnon, il se détend de plus en plus en raison de la fente annulaire s'élargissant progressive- ment entre tuyère et manchon, tout en se dispersant en épousant la forme au cône. Les particules poudreuses sont alors au moins partiellement projetées vers le centre et dirigées vers le champ des lignes de force. Dans ces conditions l'effet (le soufflage du moyen entraîneur se trouve diminué et la formation d'une zone inerte est évitée.Plus que l'on avance le manchon, plus la concentration augmente et plus qu'on le déplace vers l'arrière, plus le clamp de eiclage s'accroîtra tout en parvenant à di minuer la vitesse de sortie du jet et celle de sa frappe sous le déploie soient d'un angle croissant. à cet effet, il conviendrait de pouvoir reculer le mancnon avec son extrémité anterieure dans la zone de sortie de l'air. reloues particules poudreuses peuvent etre expulsées librement à partir de ltex- tréa!ité du manchon pour ne revenir sur la pièces à traiter qu'après avoir parcouru une trajectoire étendue courbe pendant qu'une partie de poudre frappe contre la surface conique pour etre projetée vers le centre.Il est en outre indiqué de prévoir à l'arrière de la surface conique une aire parallèle IPaxe susce-tible d'être au moins partiellement avancée au-dessus de l'orifice d'échappement du flux. De cette manière on parvient à conserver une concentration relativement forte du jet qui convient en particulier lorsqu'il s'agit d'épandre à distance plus élevée ou en cas d'angles à revêtir. Un épaulement du tube de la tuyère peut etre dirigé vers cette plaque qui obture vers l'arrière l'espace annulaire entre la tuyère et le manchon. L'inclinaison de la surface conique par rapport à l'axe de la tuyère oscillera autour de 200 à 400, soit 300 de préférence. La surface annulaire entre tuyère et manchon devrait avantageusement, à l'ex- trémité antérieure de la surface conique, atteindre le triple de celle de ltextrémité postérieure. Dans une forme particulière de l'invention il est prévu des ouvertures pour les gaz suivant deux plans radiaux se succédant de près l'un derrière l'autre. Ces ouvertures, réparties uniformément sur les pourtours, peuvent alterner pour l'un et l'autre desdeut plans radiaux en question en vue d'une meilleure répartition. Ces ouvertures peuvent affecter n'importe quelle forme appropriée, en particulier se présenter sous l'aspect de fentes en segments. Lorsqu'il existe deux rangées d'ou- ouvertures, il importe de veiller à ce que le courant des gaz au moins d'une de ces séries d'ouvertures frappe directement la surface conique. Il n'est pas indispensable que la tuyère et le manchon aient une section circulaire: ils peuvent affecter toute autre forme appropriée, pourvu que le jet sortant radialement ou transversalement par rapport à la direction principale frappe totalement ou partiellement l'une des surfaces biaises. En cas d'une tuyère à jet plat, le flux peut par eiem- ple sortir de deux fentes transversales opposées et frapper deux surfaces biaises planes ou légèrement incurvées. Surtout on cas d'une tuyère et dsun manchon à section circulaire, leur montage peut avoir lieu à l'intérieur ou à l'extérieur de l'eTtrémité libre d'un support dans ou sur lequel ils seront vissés. Cet ensemble, c'est-à-dire: le support, la tuyère et le manchon sera avantageusement en matière isolante, en particulier en matière plastique, avec un conducteur disposé dans le tube de la tuyère servant d'électrode. Ce conducteur est placé dans l'axe du tube de la tuyère et émerge de préféronce quelque peu de la pointe conique de celui-ci. On obtient ainsi une électrisation avantageuse des particules poudreuses et un champ-de lignes de forces dont la densité maxima est concentrée dans l'axe du jet permettant ainsi d'obtenir une homogénité du revetement dans le champ d'é- pandage. Dans le support de la tête de la tuyère il peut aussi être prévu un mince conducteur d'alimentation relié à l'électrode et de pré férence aussi à un capable de résistance de haute tension au moyen d'un contacteur à fermeture et coupure. Il est alors possible d'extraire à volonté le tube et le support de la tuyère en vue d'un nettoyage sans nécessiter des manipulations compliquées pour défaire et remonter les contacts. Pour permettre la mise en charge dans la tuyère même, il convient de prévoir l'alimentation en partie libre dans la conduite du gaz véhiculeur du support de la tuyère. Au cas où dans le canon du pistolet les conduites d'alimentation de courant à haute tension et degazentraîneursont placées l'une à côté de l'autre ou l'une au-dessus de l'autres il est indiqué de prévoir le rac oerd à ce gaz sur le support de la tête de tuyère d'une manière etcen- trée par rapport à l'axe du canon afin que la conduite d'alimentation du gaz soit rectiligne depuis le canon du pistolet jusqu'au tube de la tuyère.Il est aussi possible de prévoir un tuyau flexible pour les gaz dans la prolongation arrière du canon du pistolet de façon que les gaz puis sent, depuis leur introduction jusque vers 1textremite de la tuyère, par- courir pratiquement une trajectoire rectiligne sans que des dépôts de particules poudreusespuissent en obstruer le passage. Le dessin annexeé repreente, à titre d'exemple non limitatif, deux formes d'esecution de l'invention: Fig. la fait voir la partie antérieure d'un pistolet d'épandage, Fig. lb se rapporte à la crosse de celui-ci en coupe longitudinale, Fig. 2 a trait à une variante de la disposition illustrée à la Fig. la mon trant le manchon de la tuyère dans sa position antérieure limite, Fig. 3 correspond à cette même variante, mais montrant le manchon dans la position limite postérieure, Fig. 4 met en vue développée la disposition des ouvertures de sortie pour les gaz à section circulaire, Fig. 5 indique sous forme développée les ouvertures à fentes en forme de segments. Sur les dessins la. crosse est désignée par 1 (Fig.lb) et le ca- non du pistolet par 2 (Fig. laj. La tête de la tuyère est indiquée par 3. Un câble à résistance de haute tension 4 traversant la crosee est posé d'une manière rectiligne à travers le canon du pistolet et connecté de ma- nière connue. 6 désigne un tuyau pour l'air véhiculant des particules ptu- dreuses et 7 une autre conduite pour de l'air comprimé aboutissant àunê valve 8 commandée par la gâchette 9.En agissant sur celle-ci, l'air com- primé peut s'échapper de Xa conduite 7, par suite de la dépression qui on' résulte ou en raison de la vitesse d'écoulement se produisant dans la conduite, un commutateur se trouvant à un endroit fixe est enclenché qui met le câble 4 sous haute tension. s l'extrémité antérieure du canon de remplissage 10 est disposé un support de tete de tuyère 11 portant, vissé sur celui-ci, un tube de tuyère 12 et un manchon 13. L'alésage centré 14 du tube de tuyère se termine à l'avant par un cône 15. A proximité de ce clone sont prévues deux rangées de percements circulaires 16, 17 dans le sens radial. ainsi qu'il ressort de la Fig. 4, ces percements sont disposés périphériquement en quinconce. Il est aussi possible de prévoir dans les mêmes conditions des fentes en forme de segments16' 17' à l'instar de la Fig. 5 Dans l'axe du tube de la tuyère est placé un mince fil d'é- lectrode 18 dont I'extremité 19 dépasse de quelques millimètres le sommet du cône 15. A la partie arrière du tube de tuyere est prévu une bague de contact fixe 20 qui peut aussi être constituée par une spire du fil d'électrode 18.Contre cette bague de contact s'appuie d'une manière flexible l'extrémité gauche d'un fil alimentaire 21, également mince, qui passe au milieu à travers un percement central 32 de la tete de tuyère et qui, dans un évidement 23, forme une spire flexible 24. L'extremité arrière 25 de ce fil est également reliée à un élément souple en spire 26 qui, par l'intermédiaire de la conduite de connexion 27, aboutit au câble de résistance à haute tension L'alésage central 22 du support 11 de la tête de tuyère est relié par un percement 28 à un évidement d'about excentrique 29 se raccordant à un tube d'amenée 30 disposé en-dessous du câble 4 et à l'extré- mité arriere duquel est fixé le tuyau souple 6. Le manchon 13 de la tuyère est vissé sur l'extrémité avant du support de tête de tuyère 11 de façon à pouvoir être déplacé de sa position médiane dessinée d'environ 5 à ó millimètres vers l'avant et l'arrière. I & accuse un évasement ConqUa 32 d'un angle d'ouverture d'environ 300 par rapport à laxe de la tuyère auquel il se raccorde vers l'arrière à une surface cylindrique 33 servant de guide à un épaulement 34 du tube de tuyère et qui obture vers l'arrière l'espace annulaire 35 compris entre le tube de tuyère et le hlanC lOn. A l'extrémité antérieure de l'évasement conique 32, la section de celui-ci est environ ctnq fois plus grande que celle de la partie cylindrique. Suivant les Fig. 2 et 3, la partie avant du support de tête de tuyère 11' est refoulée vers l'arrière de maniere à obtenir un passage rectiligne 22' pour que le gaz véhiculeur ne soit pas dévié par un alésage biais 28 ou autre. Suivant la Fig. 2 le manchon 13 occupe une position avancée et, en se reportant à la Fig. 3 une position finale de retrait. Dans la position médiane montrée à la Fig. 1 les deux servies d'ouvertures 16 et 17 se trouvent situées directement à l'opposé de la surface conique 32. h cet endroit l'air véhiculeur sera dévié de façon à se disperser par rapport à cette surface suivant la conicité correspondante et les particules d'air périphériques seront encore davantage révulsés. Par suite de l'accroissement de la section, la vitesse de l'air sera constanunent diminuée de plus en plus. En frappant l'objet à traiter, cette vitesse que les particules poudreuses extérieures, maintenues seulement en vertu d'une faible adhérence, ne les chassera pas de la couche de couverture. Parmi les particules de poudre entraînées par l'air véhiculeur celles qui n'ont pas déjà éte dirigées vers l'avant seront également projetées contre la surface conique 32, mais déviées à moindre distance de l'extérieur que l'air et en partie même refléohies vers l'axe de la tuyère. Les particules poudreuses, par la suite, aboutissent dans les lignes de forces du champ electrostatique partant de la pointe 19 de l'électrode et seront de cette manière dirigées sur l'objet à traiter Leur concentration sur une surface de traitement de moyenne importance est supérieure à l'air véhiculeur se répandant vers l'extérieur. Plus on visse le manchon de la tuyère vers sa position finale montrée à la Fig. 3, plus l'air véhiculeur pourra s'étendre et plus les particules poudreuses seront projetées.vers l'extérieur. Suivant la Fig. 3,il n'y a que l'air stéchappant des ouvertures arrières 17 qui, avec ses particules de poudre en suspens, frappe la surface conique 32. L'air sortant des ouvertures 16 n'est qulentraîné quelque peu vers l'avant. Là encore la poudre est cnassée vers l'extérieur et doit être rattrapée par le champ électromagnétique et ramenée vers la surface à traiter. Ce réglage est surtout à recommander dans le cas ou, pour un écartement relativement faible des électrodes, des surfaces planes ou légèrement incurve vées sont à traiter. Si l'écartement de l'électrode est plus important et que des angles aigus soient à recouvrir, ii est a conseiller d'adopter la position montrée à la Fig. 2 suivant laquelle les ouvertures arrières 17 sont orientées directement vers la surface cylindrique 33. De l'espace annulaire cylindrique 35 l'air véhiculeur est dirigé de façon relativement puissante vers l'avant avec, comme effet, un meilleur entratnement des particules poudreuses vers l'extrémité de la tuyère se opndensant suivant un jet conique plus aigu. L'air de l'évasement conique est égale- ment détendu. Grave à la possibilité étendue du réglage le jet peut être adapté à n'importe quelle condition de travail. Les ouvertures de sortie n'ont pas besoin d'être prévues de la manière citée. Ni le tube de tuyère n'est obligatoirement cylindrique,ni la manchon. La surface 32 peut affecter la forme d'un cane elliptique et peut être constitué par des plans biais avec une seule ou deux ouvertures de sortie seulement pour constituer un jet plat plus ou moins étendu auquel on peut au besoin adapter des électrodes de forme spéciale. Il est surtout important que les particules poudreuses et l'air ou le gaz qui les entratnent soient dirigés manière différente pour que la vitesse de frappe sur la surface à traiter puisse être abaissée le plus possible sans influencer la concentration des particules poudreuses. Le tube de tuyère peut aussi avoir une section rectangulaire ainsi que le manchon, les surfaces biaises étant planes. Il peut aussi être prévu dans deux des faces conjuguées des ouvertures de passage opposées pour les gaz ainsi que des surfaces de frappe inclinées dans le sens inverse de la direction du flux. En outres un séparateur de flux sous forme dd'une lame peut être placé dans le tube de la tuyère entre les deux ouvertures de passage des gaz. REVENDICATIONS 1) Dispositif, en particulier sous forme d'un pistolet, destiné à l'é pandage électrostatique des particules poudreuses au moyen d'un gaz véhiculeur sur des surfaces à traiter comportant un tube de tuyère combiné avec un manchon l'entourant au moins partiellement à une dis tance radiale et une électrode à haute tension dans l'emprise de la tuyère, caractérisé en ce que le tube de tuyère, à proximité d'une extrémité antérieure obturée, n'accuse exclusivement que des ouvertu res radiales pour le passage des gaz tandis que le manchon accuse vers son extrémité antérieure un évasement conique réglable par dé placement le long des ouvertures de passage des gaz. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le man chon de la tuyère peut, avec son extrémité antérieure, être refoulé au moins jusqu'au droit des ouvertures de passage de l'air ou gaz véhiculeur. 3) Dispositif, suivant les revendications 1 ou 22 caractérisé en ce que vers l'arrière de l'évasement conique du manchon se raccorde une sur face cylindrique parallèle à l'axè pouvant au moins partiellement etre déplacée au-desaus des ouvertures de sortie de l'air ou des gaz vé- hiculeurs. 4) Dispositifs suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la sur face intérieure cylindrique, parallèle à l'axe, sert de guide à un épaulement du tube de tuyère qui obture vers l'arrière l'espace nu- laire libre entre le tube de tuyère et le manchon. 5) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'évase- ment conique du manchon présente une inclinaison par rapport à l'axe entre 200 et 40 , soit 300 de préférence. 6) Dispositif suivant lesrevendicationelt 3 ou 5, caractérisé en-ce que la surface de ltespace annulaire entre le tube de tuyère et le manchon au droit de l'extrémité avant l'évasement est au moins le triple de celle de l'extrémité arrière. 7) Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes , caractérisé en ce que les ouvertures de passage des gaz sont prévues près l'une derrière l'autre dans deux plans radiaux. 8) pispositif-suivani; la revendication 7g caractérisé en ce que'les ou vertures de passage, de préférence réparties périphériquement, de l'une rangée sont právnns; Iternées par rapport à l'autre. 9) Dispositif suivant les revendications 1, 7-ou 8, caractérisé en ce que les ouvertures de sortie pour les gaz affectent la forme de fentes en segments. 10) Dispositif suivant l'ensemble des revendications 1 à 9, caractéri sé or ce que le tube de tuyère et le manchon sont montés à l'inté rieur et à l'exterieur sur l'extrémité libre d'un support de tuyère par vissage. 11) Dispositif suivant leS revendicationS 1 ou 10 caractérisé en ce que le support de la tête de tuyère, le tube de tuyère et le manchon sont en un matériau isolant, en particulier en matière plaqtique et qu'un fil placé dans le tube de tuyère fait fonction d'électrode. 12) Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'élec trode est placée dans l'axe du tube de tuyère en émergeant de préfé rence quelque peu de sa pointe conique. 13) Dispositif suivant les revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que dans le tube de tuyère est également placé un conducteur mince relié à l'électrode et de préférence aussi à un câble de résistance à haute tension au moyen d'un contacteur à coupure. 14) Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le con ducteur d'alimentation est au moins librement placé dans la conduite pour le gaz véhiculeur du support de tuyère. 15) Pistolet suivant les revendications 1 ou 11 avec conduites pour le courant à haute tension et le gaz véhiculeur, disposées dans le canon, caractérisé en ce que le raccord prévu sur le support de tuyère pour le tube de tuyère est entré de l'axe du canon vers la conduite du gaz véhiculeur de façon que cette dernière soit en alignement droit depuis le canon jusqu'au tube de tuyère. 15) Dispositif suivant les revendications 1 ou 15, caractérisé en ce qu'un tuyau souple pour l'amenée du gaz véhiculeur est raccordé à la prolonga tion arrière du canon. 17) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, ca- racteriséen ce que le tube de tuyère et le manchon sont de section ob longue et qu'au moins sur l'une des faces plates du tube de tuyère est prévu une ouverture transversale par rapport à l'axe pour le pas sage des az située à l'opposé de la surface de frappe biaise du manchon. 16) Dispositif suivant la revendication 17, caractérisé en ce que le tube de tuyère et le manchon sont de section rectangulaire, les surfaces biaises étant planes. 19) Dispositif suivant les revendications 17 et 18, caractérisé par deux ouvertures de passage opposées pour les gaz prévues dans les faces plates conjuguées et des surfaces de frappe inclinées en sens opposé de la direction du flux. 20) Dispositif suivant la revendication 19, caractérisé par un sépara teur de flux sous forme de lame placé dans le tube de tuyère entre les deux ouverture de passage des gaz.