Brevet FR2138041A1 — publié le 19721229

la présente invention est relative à un redresseurmultiplicateur de tension permettant d'obtenir une très haute tension non dangereuse, c'est-à-dire avec une intensité pratiquement nulle. Un tel redresseur-multiplicateur est utilisable dans diverses applications industrielles faisant appel à un champ électrostatique intense, telles que la distribution d'ozone, le recouvrement de fibres par déposition électrostatique, les essais de câbles pour détecter les défauts ou le manque d'étanchéité dans les canalisations, et avec les accessoires adéquats la projection de poudres, soit d'époxy, soit de polyvinyl, ainsi que l'application de peintures par électrostatique. Un redresseur-multiplicateur suivant l'invention peut être associé C un système statique ou à un système rotatif. I1 est caractérisé en ce qu'il est constitué par une superposition de plaques en plexiglas entre lesquelles sont centrées et collées des plaques de cuivre pourvues d'une borne servant de sortie au condensateur et sur laquelle est posé et soudé un fil multibrin isolé et dénudé partiellement, le bloc formé par l'assemblage des plaques présentant à sa partie supérieure un cablage comportant des résistances, un fusible à fusion rapide et des diodes au silicium. Suivant l'invention, le bloc de plaques superposées comporte quatre éléments reliés directement entre eux. Encore suivant I'invention, les résistances, le fusible et les diodes sont séparées par des plaques de plexiglas disposées verticalement. Suivant l'invention également, le bloc redresseurmultiplicateur de tension formant générateur de tension pour la déposition par recouvrement électrostatique de poudres, peintures ou autres produits, est caractérisé en ce qu'il comporte des accessoires nécessaires pour la déposition tels que bac à fibres synthétiques ou canon électrostatique, et un dispositif de verrouillage avec mise à la terre. Pour mieux faire comprendre l'invention, celle-ci est décrite maintenant avec plus de détails sur la base des dessins annexés, à titre d'exemples uniquement, où l'on voit en Figures 1 et 2 une vue schématique, respectivement en élévation et en plan, d'un bloc redresseur-multiplicateur de tension suivant l'invention ;; Figures 3 et 4 respectivement un schéma d'ensemble et un schéma de principe d'une application du bloc redreeseurmultiplicateur associé à un système statique Figure 5 un schéma d'une application du bloc redres seur-mu'tiplicateur associé à un système rotatif Figure 6 une vue en perspective d'un bloc redresseurmultiplicateur suivant l'invention servant de générateur de tension avec bac à fibres Figure 7 une vue schématique en plan d'un dispositif de verrouillage avec mise à la terre pour le générateur de tension de figure 6 Figure 8 et 9 respectivement une vue schématique avec coupe partielle d'un canon électrostatique et une vue en perspective de l'électrode du canon. Pour réaliser le bloc redresseur-multiplicateur conformément à l'invention (figures 1 et 2), on utilise - quinze plaques de plexiglas transparent de 200 x 200 mm sur 3 mm d'épaisseur et cinq plaques identiques mais de 6 mm d'épaisseur - seize plaques de cuivre de 150 x 150 mm sur 0,015mm d'épaisseur avec borne dépassant de 45 mm - trente-cinq résistances de 4.7 Mohms-1watt parti culièrement prévues pour la haute tension (sinon, des agglomérées) - vingt diodes au siliciwi 3Y 176, dont la résistance directe est de 250 Kohms - un fusible en verre F2 de 0,1A ou moins, à fusion rapide ; - un porte-fusible pour châssis ;; - du fil multibrin isolé au plastique, modèle radio, pour faible intensité - de la gaine en plastique transparent de 7,5 mm de diamètre - externe ; - de la colle - du papier adhésif - dix-sept plaques de plexiglas de 190 x 15 mm sur 3 mm d'-épaisseur -- trois plaques de plexiglas de 200 x 260 mm sur 3 mm d'épaisseur. On forme d'abord C1 On part d'une plaque de plexiglas 1 de 6mm, sur celleci est collée et centrée une plaque de cuivre 2, puis on soude un fil :nultibrin 3 sur la borne 2' de la plaque de cuivre; le fil servant de sortie du condensateur. ensuite, on pose une plaque de plexiglas 4 de 3mm recouverte de la même manière que la plaque 1, puis une seconde, une troisième, une quatrième et finalement une cinquième plaque de plexiglas de 3mm mais non recouverte. Sur C1 on forme ensuite C2 De la même manière que ci-dessus mais avec six plaques 4 de plexiglas de 3mm d'e'paisseur. Sur C2 on forme alors C3 : De la même manière également, avec les quatre plaques 4 de 3mm restantes. Sur C 3 on forme finalement C4 De la même manière aussi, avec les quatre plaques 1 de plexiglas de 6 mm restantes. Les divers éléments C1, C2, C3, C4 sont séparés entre eux par une plaque intercalaire 5 de plexiglas de 200 x 260mm et de 3mm d'épaisseur. On utilise la gaine en plastique pour les fils de sortie. Les raccords entre les plaques de cuivre sont désignés par li, B, C, D, E et et Sur la partie supérieure du bloc ainsi formé, cn réalise le cablaÓe comportant les trente-cinq résistances 6 de 4,7 Ohms, le fusible F2 et les vingt diodes 7 en ayant soin de bien les séparer par les plaques 8 de plexiglas de 190 x 15mm placées et collées verticalement sur C4. Le fusible 2 est déposé dans un porte-fusible collé sur le plexiglas. La borne de sortie S et le câble TRT sont réunis par un fil spécIal type pour bougie de voiture. Le bloc redresseur-multiplicateur 3, à part le fusible et éventuellement les résistances et les diodes en vue d'un rem placement, est alors noyé dans du polyester liquide avec charge de quartz pour rendre ledit bloc diélectrique, bloc duquel sortent trois fils souples gainés. Dans l'application représentée en figures 3 et 4, la source d'énergie électrique est le secteur 220V - 50 ou 60 Hz. Un transformateur spécial THT élève cette tension de 220V à 15.000V efficaces. Le circuit multiplicateur de tension permet d'obtenir une très haute tension non dangereuse, de l'ordre de 120.000V continus positifs par rapport à la masse (terre). Cette très haute tension peut être utilisée par exemple pour réaliser un recouvrement de fibres par déposition électrostatique. Des essais réalisés avec un auto-transformateur suivi d'un transformateur THT pour brûleur à mazout de 2 x 7,5 KV 30 ma. ont donné les réaultats suivants Entrée : 50 Hz.alt. Sortie : + THT en charge avec prise de terre 110 Volts 55 KV. 130 Volts 65 KV. 145 Volts 72,5 KV. 175 Volts 87t5 KV. 190 Volts 95 KV. 200 Volts 100 KV. 220 Volts 110 KV. 240 Volts 120 KV. Dans l'application représentée en figure 5, la source d'énergie électrique est une batterie de voiture de 12V - 36 Ah. Cette batterie d'accumulateur alimente un petit moteur M, sur l'arbre duquel se trouve une came c permettant quatre ruptures des vis platinées par tour. Une bobine d'allumage Bo 12V est chargée par le bloc redresseur-multiplicateur entre les bornes A et C. En réglant progressivement la vitesse du moteur de 500 à 1500 tours/minute, on obtient la THT désirée pour le travail considéré. Dans les schémas des figures 4 et 5, les parties à droite des bornes A et C sont identiques. Il est également possible d'utiliser une alimentation secteur 12V continus stabilisés pour remplacer la batterie et la recharger, lorsque la prise de courant est disponible. in figure 6, on a représenté un bloc redresseur-multiplicateur de tension R conforme à l'invention et formant générateur de tension. Le bloc R a été placé dans un châssis 10 sur lequel sont montés deux voltmètres 11, 12 respectivement à basse et haute tension, un rhéotor de tension 13, des lampes de contact verte et rouge 14, 15, un bouton de contact 16 et un interrupteur 17. Ce générateur de tension possède un dispositif de raccordement pour l'alimentation par exemple vers le bac à fibres 18 à très faible perte diélectrique, par exemple en plexiglas, dont le fond intérieur est rendu conducteur. Ledit bac 18 est pourvu d'un couvercle 18' en plastique perforé formant grille ou treillis à mailles. Ce dispositif de raccordement est pourvu d'un verrouillage du connecteur H.T. avec mise à la terre, dont le détail est représenté en figure 7. Le dispositif comporte un logement 19 pour la broche 20 du câble H.T. du bac 21, logement comportant une douille 22 reliée au câble de sortie 23 du bloc redresseur-multiplicateur R. Devant le logement 19 est prévue sur le châssis du générateur une plaque coulissante 24 présentant une ouverture circulaire 25 se prolongeant par une rainure 27, la dimension de 1Couverture 25 correspondant à un épaulement 26 monté sur la broche 20 et celle de la rainure 27 à celle de la broche ellemême. Une poignée 28 est montée sur la plaque coulissante 24 pour manoeuvrer celle-ci et bloquer l'épaulement 26 de la broche 20 derrière la rainure 27 Par un bouton de commande de micro-switch 29, on peut libérer la plaque 24 et la ramener sousl'action d'un ressort de rappel 30 à sa position première, l'ouverture circulaire 25 venant en face du logement de broche 19, c'est-8-dire en face de l'épaulement 26 de la broche 20. La plaque coulissante 24 est associée par une pièce appropriéé 31 à une fiche 32 reliée à une mise à la terre 1. Cette fiche 32, dans la position de la plaque 24 libérant la broche 20, pénètre à travers la douille 22 du logement de broche 19 et réalise la mise à la terre (voir figure 7). Dans la position de la plaque 24 maintenant la broche 20, cette fiche 32 est retirée de la douille 22 et le courant passe dans la broche 20. Lorsque l'on veut utiliser le bac à fibres 18, la plaque 24 étant dans la position représentée en traits pleins en figure 7, on introduit la broche 20 dans son logement 19, sa fiche 20' s'insérant dans la douille 22, on tire la poignée 28 vers la gauche, la broche 20 étant alors bloquée dans l'appareil, on enclenche l'interrupteur 17, on pousse sur le bouton de contact 16 et au moyen du rhéotor 13 on choisit sur le voltmètre la tension souhaitée. Pour enlever la broche 20 de ltappareil, il faut pousser sur le bouton de sécurité 29, qui libère la plaque 24 et en même temps réalise la mise à la terre. Au lieu d'un bac à fibres 18 comme représenté en figure 6, on peut relier le générateur de tension à un canon lectrostatique pour la déposition de poudres de toutes sortes, canon qui est adaptable sur un pistolet conventionnel de flocage et est représenté en figure 8. Le canon est constitué par un tube isolant 33, dans lequel est monté dans une masse diélectrique 34 un tube d'alimentation de poudre 35 à relier au pistolet P et une électrode de charge 36 dite octoélectrode avec déflecteur 36', reliée au générateur de tension par un câble H.T. 21 avec une broche 20 analogue à celle du bac des figures 6 et 7. La poudre venant du réservoir du pistolet est chassée dans le canon où elle se charge d'électricité sur l'octoélec- trode 36, le déflecteur servant à créer un nuage. Avec un générateur de tension réalisé suivant ltin- vention, toutes les dispositions sont prises pour assurer la sécurité pendant le travail. R E V E N D I C A T I O IT S 1 - Redresseur-multiplicateur de tension, caractérisé en ce qu'il est constitué par une superposition de plaques de "ple bigla8", entre lesquelles sont centrées et collées des plaques de cuivre pourvues d'une borne servant de sortie au condensateur et sur laquelle est posé et soudé un fil multibrin isolé et dénudé partiellement, le bloc formé par l'assemblage des plaques présentant à sa partie supérieure un cablage comportant des résistances, un fusible à fusion rapide et des diodes au silicium. 2 - Redresseur-multiplicateur de tension suivant la revendieation 1, caractérisé en ce que le bloc de plaques superpo suées comporte quatre éléments reliés directement entre eux. 3 - Redresseur-multiplicateur de tension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les résistances, le fusible et les diodes sont séparées par des plaques de 'splexiglas" dispo sées verticalement. 4 - Redresseur-multiplicateur de tension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc formé par l'assemblage des plaques est noyé dans du polyester liquide d'oW sortent trois fils souples gainés, le fusible et éventuellement les résistances et les diodes restant apparents. 5 - Redresseur-multiplicateur de tension suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc est noyé dans du polyester liquide avec charge de quartz pour rendre- ledit bloc diélectrique. 6 - Bloc redresseur-multiplicateur de tension suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est associé à un système statique. 7 - Bloc redresseur-multiplicateur de tension suivant l'une des revendications i à 5, caractérisé en ce qu'il est associé à un système rotatif. 8 - Bloc redresseur-multiplicateur de tension formant générateur de tension pour la déposition par recouvrement électrostatique de fibres synthétiques ou de produits en poudre, caractérisé en ce qu'il comporte des accessoires nécessaires à la déposition, tels que bac à fibres ou canon électrostatique. 9 - Générateur de tension suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est associé à un bac à fibres à très faible perte diélectrique, par exemple en plexiglas, dont le fond intérieur est rendu conducteur par un revêtement de métal conducteur et mis en contact avec le câble d'alimentation à très haute tension. 10 - Générateur de tension suivant l'une des rvendica- tions 8 et 9, caractérisé en ce que le bac est pourvu d'un couvercle en plastique perforé formant grille ou treillis à mailles. il - Générateur de tension suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est associé à un canon électrostatique, constitué par un tube isolant dans lequel sont montés d'une part dans une masse diélectrique un tube d'alimentation de poudre à relier à un pistolet conventionnel de flocage et d'autre part une électrode de charge dite octoélectrode avec déflecteur reliée audit générateur de tension par un câble à H.T. 12 - Générateur de tension suivant la revendication 8, caractérisé en ce ou'il comporte un dispositif de verrouillage avec mise à la terre. 13 - Générateur de tension suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage consiste en une plaque coulissante montée sur le châssis de l'appareil, plaque qui est pourvue d'une ouverture circulaire se prolongeant par une rainure et se plaçant devant le logement pour le raccordement du connecteur lIT., et en un épaulement monté sur'la broche du câble d'alimentation de l'accessoire de déposition, l'épaulement corres pondant à ladite ouverture et la broche à la rainure. 14 - Générteur de tension suivant l'tule des revendica tions 12 et 13, caractérisé en ce que la plaque coulissante est associée à une fiche reliée à une mise à la terre, ladite fiche étant en contact avec le câble de sortie du bloc redresseur-multiplicateur dans la position de la plaque libérant la broche d'ali tentation.