Brevet FR2354823A1 — publié le 19780113

La présente invention concerne un dispositif d'atomisation de poudre combustible dans un support gazeux oxygéné comme l'air atmosphériques notamment pour ltenduction électrostatique dans des installations de vernissage en poudre, dispositif dans lequel la poudre, amenée sous concentration élevée, subit avec le support un mélange passant par une phase inflammable de sa concentration. Dans des dispositifs connus de ce genre, on risque de voir se produire, par charge statique et forte chute de potentiel, des décharges électriques avec jaillissement d'étincelle, Si un tel Jaillissenent d'étincelle~a lieu avec l'énergie d'allumage n*- cessaire dans la zone de la concentration inflammable du mélange de poudre et de gaz, il se produit un coup de poussière qui, avec ses conséquences souvent destructrices, représente un grand danger pour les personnes et les installations techrnques. Même si le coup de poussière se déroule en lui-même de façon relativement inoffensive, il peut être cause du déclenchement d'un incendie aux conséquences imprévisibles0 Zie danger d'un jaillissement d'étincelle est particulière- ment grand Si, comme c'est le cas pour l'enduction électrosta- tique de poudre dans des installations de vernissage en poudre, la pulvérisation s'effectue dans un fort champ électrostatique0 C'est pourquoi les installations équipées de tels dispositifs représentent un risque important que l'on peut diminuer seulement au moyen de dispositifs de sécurité coûteux et d'une surveillance permanente. L'invention a pour objet un dispositif du genre annoncé qui soit affranchi des inconvénients précités et dans lequel les dangers résultant d'un jaillissement d'étincelle par effet de charge statique soient diminués, sinon complètement éliminés et évitEs. Ce dispositif est caractérisé par le fait gu'il est entouré d'une cage de Faraday incluant l'étendue spatiale de la phase inflammable0 La cage de Faraday renfermant I 1étendu spatiale de la phase inflammable élimine de façon simple le risque d' explosion pouvant rOsulter,dans la zone du groupe atomiseur de poudre, d'une décharge électrique et permet de la sorte l'économie de dispositifs de controle et de sécurité coûteux. On connait bien des dispositifs d'enduction de poudre dans lesquels on utilise, agissant comme cage de Faraday, des doubles disques atomiseurs ou aussi des disques atomiseurs agencés en corps creux. Mais on n'y exploite aucunement l'effet reposant sur le principe de la cage de Faraday pour éliminer les dangers d'un jaillissement d'étincelle, car ces disques atomiseurs sont généralement munis de buses formées par leur bord ou placées près de ce dernier, lesquelles augmentent dans une mesure dangereuse la concentration de la poudre précisément dans la zone où le pouvoir de pointe du bord crée les conditions idéales, et par conséquent la probabilité la plus grande, d'un jaillissement d'étincelle. Dans un dispositif de ce genre équipé d'un disque atomiseur de poudre, ce dernier peut par conséquent être combiné, selon une extension de l'invention, avec une cage de Faraday incluant la plus grande étendue spatiale de la phase inflammable. D'où une solution particulièrement simple et sûre du problème de base de l'invention pour des dispositifs munis de disques atomiseurs de poudre. Avec un disque atomiseur de poudre au moins approximativement circulaire dont le rayon est supérieur à l'étendue radiale de la phase inflammable, la cage de Faraday peut avantageusement reposer en dehors du rayon critique sur le pourtour du disque. Suivant d'autres particularités possibles de l'invention la cage de Faraday est disposée entre deux disques au moins; les disques sont en matériau conducteur électrique; le dispositif comportant au moins une buse atomiseuse de poudre, notamment un pistolet, ladite buse atomiseuse est entourée d'une cage de Faraday, et celle-ci peut avoir au moins approximativement la forme d'un tronc de cône dont le diamètre d'ouverture augmente avec la distance à la buse atomiseuse; la cage de Faraday comporte des saillies tournées vers l'extérieur et s'achevant en pointes; un dispositif de commande limite le débit de la poudre. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de cinq modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés schématiquement par le dessin annexé sous la forme de croquis en perspective de disques et d'un pistolet atomiseurs de poudre pour enduction électrostatique de poudre dans des installations de vernissage en poudre. Sur ce dessin - la figure 1 représente un disque atomiseur de poudre entouré d'une cag de Faraday sous forme de corbeille cylindrique en fil métallique ; - les figures 2 et 3 représentent de même chacune un disque atomiseur de poudre, avec une cage de Faraday en forme de corbeille placée près de son bord et garnie, pour la figure 3, de pointes dressées radialement vers l'extérieur - la figure 4 représente un disque atomiseur de poudre recouvert d'un disque parallèle et coaxial, une cage de Paraday étant disposée entre ces deux disques - la figure 5 représente un pistolet atomiseur de poudre dont l'embouchure est entourée d'une cage de Faraday en forme de corbeille, de contour tronconique, en fil métallique. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, la référence 10 désigne un disque atomiseur de poudre tournant, de façon connue, dans un plan horizontal, autour d'un axe vertical, L'entraînement de ce disque atomiseur de poudre 10 s'effectue par l'intermédiaire d'un arbre creux Il gui est dirigé vers le haut et à l'intérieur duquel est placé coaxialement un tube 12. Dtune conduite d'amenée 13, la poudre à atomiser est dirigée à travers ledit tube 12 vers l'intérieur de l'arbre creux 11. Ce dernier présente, près de son extrémité inférieure, des orifices 24 placés immédiatement au-dessus du plan du disque atomi seul 10 et servant d'ouvertures de sortie pour la poudre à atomiser. Le disque atomiseur de poudre 10 est entouré d'une cage de Faraday 15 sous forme de corbeille, à contour cylindrique, en fil métallique. Cette corbeille faite de barreaux métalliques 16 est disposée coaxialement à l'arbre creux Il et munie, à ses extrémités, de barreaux de fil disposés en rayons pour former le fond et le dessus de la cage de Faraday. Par ses barreaux radiaux 16 du dessus, ladite cage de Faraday 15 est reliée à l'arbre creux Il de telle façon que le disque atomiseur de poudre 10 se trouve à une certaine distance au-dessus de son fond. Lorsque le disque atomiseur de poudre est en rotation, la cage de Faraday 15 ainsi reliée à l'arbre creux Il tourne donc à la même vitesse angulaire que lesdits arbre creux et disque atomiseur. A la différence de cette disposition, la cage de Faraday 15 peut aussi être fixe pendant le fonctionnement du disque atomiseur de poudre 10. Les dimensions de la cage de Faraday 15 selon la figure 1 sont calculées en sorte que ses éléments renferment l'étendue spatiale de la phase inflammable de la poudre sortant des ouvertures 14 et se dispersant par suite de la rotation du disque atomiseur 10. Pendant le fonctionnement, la cage de Faraday 15 de cet exemple est soumise soit à la même haute tension que le disque atomiseur de poudre 1Q, soit à une tension réglable indépendamment0 On ne peut cependant faire varier cette dernière que compte tenu de la distance entre la cage de Faraday 15 et le bord du disque 10 afin d'être assuré gu'il ne puisse pas se produire de jaillissement d'étincelle entre ce même disque 10 et la cage 15 intérieurement à celle-ci. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 2, un disque atomiseur de poudre 17 est combiné avec une cage de Faraday 18 également en genre de corbeille de forme cylindrique. Par ses barreaux de fil métallique suivant approximativement des génératrices du cylindre, la cage de Faraday 18 repose sur une zone du disque atomiseur de poudre 17 voisine du bord de celuici. Dans ce cas, le disque atomiseur de poudre 17 doit être constitué par un bon conducteur électrique, par exemple un métal. Comme dans le dispositif selon la figure 3, ltentrainement a lieu par l'intermédiaire d'un arbre creux Il et l'amenée de la poudre par le tube coaxial 12, la conduite d'amenée 13 et les orifices de sortie 14. Dans cet exemple selon la figure 2, le rayon du disque atomiseur de poudre 17 est supérieur à la plus grande étendue radiale prise au cours du fonctionnement par la phase inflammable de la poudre sortant des orifices 14 afin que, même dans les conditions les plus défavorables, aucune phase inflammable du mélange de poudre et d'air ne puisse se présenter à l'extérieur de la cage de Faraday. L'exemple de réalisation du disque atomiseur de poudre 17' selon la figure 3 diffère de celui que représente la figure 2 par le seul fait que les barreaux qui suivent les génératrices de sa cage de Faraday cylindrique 18' présentent, dirigées radialement vers l'extérieur, des pointes 19 à l'aide desquelles est engendré un effet de couronne. Ces pointes 19 contribuent à améliorer, dans le champ électrostatique, la charge statique de la poudre atomisée par le disque 17'. Dans la forme de réalisation selon la figure 4, il se trouve au-dessus du disque atomiseur de poudre 10' et dans un plan parallèle au sien un disque 20 également circulaire et de même diamètre. Un système de barreaux 21 suivant les génératrices d'un cylindre et reliés entre eux-par un anneau 22 correspondant au pourtour est disposé entre les disques 20 et 10' précités. Conjointement avec le disque 20, formé de métal ou au moins d'un matériau métallisé, et le disque atomiseur de poudre 10', établi également avec de bonnes caractéristiques de conduction électrique, les barreaux 21 et l'anneau 22 forment une cage de Faraday 23. Ici encore, l'entraînement et l'amenée de la poudre s'effectuent par un arbre creux 11, un tube coaxial 12 et une conduite d'amenée 13 ainsi que des orifices de sortie 14. La figure 5 représente en dernier exemple de réalisation un pistolet atomiseur de poudre 24 dont l'embouchure munie d'une électrode 25 est entourée d'une cage de Paraday 26 dont le contour tronconique est formé de barreaux de fil métallique. Dans les divers exemples de réalisation décrits ci-dessus, il est nécessaire d'organiser l'amenée et le dosage de la poudre en sorte qu'en cas d'arrêt des disques åtomiseurs, il soit absolument mis fin à l'écoulement de poudre à travers le tube 12 et la conduite d'amenée 13, car sinon, au redémarrage de l1instal- lation, il se produirait sur le disque une concentration de poudre extrêmement élevée qui entraînerait une augmentation considérable de l'étendue spatiale de la phase inflammable du mélange de poudre et de gaz.Il faut de plus qu'un dispositif de com- mande limite le dEbit-de la poudre en sorte que, pendant le fonc tionnement, il ne puisse apparaître en aucun emplacement extérieur à la cage de Faraday une concentration du mélange de poudre et d'air qui pourrait représenter une phase inflammable. Àn lieu d'être constituée sous la forme d'une corbeille en fil comme dans les exemples représentés et décrits ci-dessus, la cage de Faraday peut bien entendu aussi être formé, au moins par secteurs, d'un treillis de fil. Il faut seulement s'assurer alors d'une largeur de maille du treillis suffisamment grande pour que la poudre-puisse sortir sans empêchemeiit de la cage de Faraday. REVENDI CÂTI0N 1.- Dispositif d'atomisation de poudre combustible dans un support gazeux oxygéné comme l'air atmosphérique, notamment pour enduction électrostatique de poudre dans des installations de vernissage en poudre, dispositif dans lequel la poudre, amenée sous concentration élevée, subit avec le support un mélange passant par une phase inflammable de sa concentration, ce même dispositif étant caractérisé par le fait qu'il est entouré d'une cage de Faraday incluant l'étendue spatiale de la phase inflammable. 2.- Dispositif selon la revendication 1, avec au moins un disque atomiseur de poudre, caractérisé parole fait que ce disque est combiné avec une cage de Faraday incluant l'étendue spatiale la plus grande de la phase inflammable. 3.- Dispositif selon la revendication 2, avec un disque atomiseur de poudre au moins approximativement circulaire dont le rayon est supérieur à la plus grande étendue radiale de la phase inflammable, caractérisé par le fait que la cage de Faraday repose en dehors du rayon critique sur le pourtour du disque. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la cage de Faraday est placée entre deux disques au moins. 5.- Dispositif selon l'une quelcongue des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que les disques sont en matériau conducteur électrique. 6.- Dispositif selon la revendication 1, comportant au moins une buse atomiseuse de poudre, notamment unEpistolet atomiseur, et caractérisé par le fait que la buse atomiseuse est entourée d'une cage de Faraday. 7.- Dispositif selon la rev & dication 6, caractérisé par le fait que la cage de Faraday asu moins approximativement la forme d'un tronc de cône dont le diamètre d'ouverture augmente avec la distance à la buse atomiseuse. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications là 7, caractérisé par le fait que la cage de Faraday est munie de saillies dirigées vers l'extérieur et terminées en pointes. 9.- Dispositif selon l'une guelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de commande limitant le débit de la poudre.