Brevet FR2492712A1 — publié le 19820430

La prése-ite invention concerne un dispositif pour le traitement de la surface d'objets tels que feuilles, plaques ou pièces préformées par des décharges électriques en effet co- rona, comportant une première électrode de guidage des objets à traiter et au moins une électrode d'émission disposée en vis à vis de celle-ci et munie d'un revêtement de quartz, qui peut être mise à un potentiel opposé et est refroidie par un courant d'air de refroidissement la léchant sur sa surface extérieure. Un dispositif de ce type a déjà été décrit dans la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne publiée avant examen 2550810.5. Les performances de ce dispositif connu sont limi- tées du fait que sous haute tension de fonctionnement on obtient, au lieu de la pluie d'étincelles recherchée, une décharge d'élec- trode à électrode et que le dispositif s'arrête alors automati- quement. Cet effet est avant tout favorisé par le fait que la conductivité électrique du revêtement de quartz de l'électrode d'émission augmente avec la température du quartz. Si dans ces conditions le revêtement de quartz atteint seulement à un endroit de sa surface une température plus élevée, l'échange de chaleur se concentre précisément à cet endroit. Il devient alors de plus en plus chaud et i se crée rapidement une décharge, ce qui crée dans le revêtement de quartz un gros trou en pointe d'aiguille et donc une détérioration. La présente invention est basée sur la découverte que la performance de tels dispositifs peut être énormément amé- liorée si l'on prend soin d'effectuer un bon refroidissement des faces actives en émission des électrodes d'émission. Le problème à résoudre est donc de trouver des moyens pour le refroidissement des faces actives en émission des électrodes d'émission. Ceci est réalisé conformément à l'invention avec un dispositif de type décrit ci-dessus, caractérisé en ce que le courant d'air de refroidissement est amené au moins partiellement au travers du corona le long des faces actives en émission des électrodes d'émission. Naturellement on crée avec le dispositif conforme à l'invention, pour le guidage de l'air, plus d'ozone que dans des dispositifs connus, car l'air s'écoule directement au travers de la pluie d'étincelles. Comme cependant l'air de refroidissement constitue l'évacuation, cette quantité plus élevée d'ozone peut 2 2492712 être évacuée sans autres. Il faut également prendre en compte que l'ozone aug- mente l'effet recherché dans le dispositif, ce qui permet d'at- teindre un meilleur traitement des objets. Les avantages de l'invention résident tout d'abord dans le fait que, contrairement aux dispositifs connus, l'air aspiré ne lèche pas les électrodes d'émission seulement latérale- ment, mais directement au travers de la zone d'émission et donc s'écoule le long de la zone ou se trouve la plus grande émission de chaleur. On arrive donc ainsi à un échange de chaleur très intensif. De ce fait le dispositif peut fonctionner avec des per- formances relativement- plus élevées, sans que ne prennent nais- sance des décharges électriques. Grâce à l'invention, on peut renoncer au mécanis- me utilisé dans les dispositifs de l'art antérieur et nécessaires pour le déplacement des électrodes d'émission pour les faire tour- ner autour de leur axe longitudinal de manière que ce ne soit pas toujours la même face qui émette et qui puisse se chauffer de manière excessive. Le dispositif de l'invention en raison de son mode de fonctionnement amélioré est donc plus simple et plus éco- nomique que les dispositifs de l'art antérieur. Comme l'électrode d'émission conforme à l'invention ne doit pas être montée mobile dans le dispositif, elle peut être supportée sur toute sa lon- gueur plusieurs fois par des moyens.simples, ce qui fait qu'il n'y a pas à craindre de fléchissement de l'électrode d'émission même pour des électrodes d'émission de petite section. Si selon un mode avantageux de mise en oeuvre de l'invention l'électrode d'émission comporte une surface d'émission dirigée vers la première électrode, ce dispositif permet tout par- ticulièrement de hautes performances, car les objets à traiter ne se déplacent pas au travers d'un rideau d'étincelles, mais au contraire au travers d'une pluie d'étincelles sur une grande sur- face. Ceci autorise de grandes vitesses d'avancement, sans risquer un traitement irrégulier ou non suffisant. -Selon une réalisation particulièrement intéressante et cependant simple, on pourra prévoir, selon un autre mode de mise en oeuvre, que l'électrode d'émission consiste en une élec- trode double formée de deux électrodes disposées côte à côte, qui forme une portion de la paroi d'une conduite d'aspiration d'air et 3 2492712 que la section libre d'admission d'air dans la conduite d'aspira- tion d'air entre les électrodes soit plus grande que les sections libres d'admission d'air dans la conduite d'aspiration d'air ex- térieurement aux électrodes le long des parois longitudinales de la conduite d'aspiration d'air. Ce mode de mise en oeuvre est tout particulièrement adapté pour le traitement de feuilles sur une électrode en forme de tambour. Chacune des électrodes d'émission est très bien re- froidie, essentiellement parce que d'une part la plus grande quan- tité d'air de refroidissement est amenée juste au travers de la zone ou se dégage la chaleur à évacuer et que d'autre partdes dérivations de courant d'air de refroidissement sont amenées sur les faces extérieures de chacune des électrodes. Selon un autre mode avantageux de mise en oeuvre, on prévoiera que la conduite d'aspiration d'air comporte d'une part deux pièces isolantes recouvrant latéralement les électrodes d'émission et d'autre part des écrans en matériau conducteur de l'électricité disposés extérieurement au niveau des électrodes et à une certaine distance desdites pièces isolantes, qui sont les unes et les autres fixées à la conduite collectrice. Ainsi on évite de manière simple que le dispositif ne soit à l'origine des étincelles parasites. On peut également prévoir: - que les écrans constituent une partie d'une pièce profilée ouverte en direction des électrodes d'émission. De même on peut également prévoir: - que les électrodes d'émission soient positionnées par des entretoises planes, qui remplissent la section libre entre les pièces isolantes et présentent frontalement deux réservations pour recevoir les électrodes, et dans lesquelles celles-ci sont maintenues. En outre on peut prévoir - que les électrodes soient maintenues dans les ré- servations par des griffes en angle qui s'appliquent chacune par une de leurs joues extérieurement contre la pièce isolante et par l'autre joue contre l'électrode, lesdites griffes étant fixées par des vis traversant la pièce isolante. Ces dispositions constructives avantageuses permet- tent une réalisation très rationnelle du dispositif avec un dé- ploiement technique acceptable. 4 2492712 Pour le traitement à grandes vitesses de feuilles ou plaques, on pourra avantageusement prévoir d'utiliser un dis- positif, caractérisé en ce que l'électrode d'émission affecte une section rectangulaire et que la première électrode guidant les ob- jets à traiter possède une surface de guidage plane dirigée vers l'électrode d'émission. Selon un autre mode avantageux de mise en oeuvre, l'électrode d'émission est montée amovible dans le dispositif et on peut utiliser comme surface d'émission selon le besoin une surface plane ou concave, qui soit adaptée à la surface de la première électrode. Ce dispositif est alors interchangeable, ce qui per- met son utilisation pour des contre-électrodes de guidage des objets à traiter en forme de tambour ou à surface plane. On obtient un refroidissement particulièrement efficace avec un dispositif conforme à l'invention, et caractéri- sé en ce que le courant d'air de refroidissement est constitué par un dispositif d'aspiration d'air sur un côté de l'électrode d'émission et par un dispositif d'amenée d'air sous pression sur - l'autre côté de l'électrode d'émission. Le courant d'air de refroidissement, dans cette réa- lisation, écarte les objets à traiter des électrodes d'émission. Ceci maintient également à distance des électrodes d'émission des peluches, provenant de matériaux qui en comportent, ou de l'huile ou autres particules qui ne peuvent atteindre les élec- trodes d'émission et donc s'y agglomérer. Si conformément à un autre mode avantageux de mise en oeuvre de l'invention on prévoit que le dispositif d'amenée d'air sous pression soit disposé sur le dispositif du même côté que l'arrivée des matériaux à traiter, le dispositif de refroi- dissement consomme particulièrement peu d'énergie et l'air de refroidissement se déplace alors dans le même sens que le maté- riau à traiter. On améliore encore le refroidissement de l'élec- trode d'émission si une partie du courant d'air de refroidisse- ment est déviée au travers de l'électrode d'émission. De manière à pouvoir faire se déplacer aisément les feuilles ou bandes à traiter sous les électrodes d'émission, l'é- - lectrode de guidage sera, de manière avantageuse, reliée à une source d'air comprimé et elle présentera dirigés vers l'élec- 24927 1 2 trode d'émission une pluralité de petits orifices d'écoulement. L'air qui s'écoule réalise ainsi un effet de coussin d'air. Ceci est particulièrement important pour des vitesses d'avance élevées. De manière à éviter une détérioration mécanique des électrodes à quartz, il sera avantageux de monter la première électrode mobile, de manière à pouvoir l'effacer aisément lors par exemple de tassement des matériaux à traiter, en raison de leur faible masse. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la des- cription ci-après de deux modes particuliers de mise en oeuvre représentés schématiquement dans les figures annexées dans les- quelles: - la figure 1 est une vue en coupe de la partie fonctionnellement essentielle d'un dispositif conformé selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe de la partie fonctionnellement essentielle d'un dispositif conformé selon un second mode de mise en oeuvre de l'invention. La figure I représente une partie d'une première électrode (1), qui est conformée selon un tambour et qui peut en fonctionnement de la machine tourner dans le sens de la flèche référencée (2). L'électrode (1) sera de préférence mise à la terre. Sur celle-ci est disposée par exemple une feuille à traiter dans le dispositif, qui n'a pas été représentée. Deux électrodes séparées (3,4) disposées côte à côte et directement à proximité de la première électrode (1) consti- tuent à elles deux une électrode d'émission et sont maintenues dansune conduite d'aspiration d'air (5). Ces deux électrodes (3,4) ont un revêtement en quartz et peuvent être reliées à la haute tension d'un transformateur, la haute tension étant choisie suffisamment élevée pour que entre les électrodes (3,4) et la première électrode (1) interviennent une ionisation de l'air et par là même une décharge à étincelles. Ainsi les étin- celles peuvent atteindre la surface à traiter et y opérer le traitement de surface désiré. Chacune des deux électrodes (3,4) a une section sen- siblement carrée. Elles sont disposées de manière telle que à chaque fois une surface latérale soit disposée tangentiellement 6 24927 12 à la première électrode (1) et constitue ainsi une surface d'émis- sion (6,7). La conduite d'aspiration d'air (5) consiste en une pièce profilée (8) en aluminium ou autre matériau et est ouverte vers chacune des électrodes (3, 4). Du côté opposé à chacune des électrodes (3,4) la conduite d'aspiration d'air (5) est vissée par l'intermédiaire de vis (9) et (10), sur une conduite collectrice (11). Une pluralité d'orifices (12) dans la conduite collectrice (11) et dans la pièce profilée (8) permettent que l'air passe de la conduite d'aspiration d'air (5) dans la conduite collectrice (11). Par des vis (13,14) on fixe longitudinalement par rapport à la pièce profilée (8) et à l'intérieur de celle-ci deux pièces isolantes (15,16) en matériau non conducteur de l'électri- cité. Entre les pièces isolantes (15,16) on dispose plusieurs entretoises (17) qui présentent des deux côtés des réservations (18,19) pour recevoir chacune des électrodes (3) et (4) et qui font saillie par un pont (20) entre lesdites électrodes (3,4). Des griffes (22,23) ont pour fonction de maintenir les électrodes (3) et (4) dans les réservations (18) et (19). Pour cela les griffes sont conformées en angle et sont disposées chacune contre la pièce isolante (15,16) correspondante à l'ex- térieur de celle-ci par le biais d'une joue (22a) et par le biais d'une autre joue (22b) contre les électrodes d'émission (3,4). Des vis (24) sont prévues pour solidariser les griffes (22,23) aux pièces isolantes (15,16) et pour maintenir les électrodes (3,4) avec la force nécessaire dans les réservations (18,19). Une caractéristique importante du dispositif réside dans le positionnement relatif en hauteur de la première électro- de (1) et des électrodes d'émission (3) et (4) par rapport à la conduite collectrice (11). La conduite collectrice (11) est montée pivotante autour d'un axe de pivotement parallèle à chacune des électrodes (3,4). Ainsi la conduite d'aspiration d'air (5) peut s'effacer par pivotement vers le haut, par rapport à la figure. Pour éviter que lors d'un tel mouvement de pivotement on ne puis- se avoir un coincement, le point médian de l'électrode (3), située en dessous sur le schéma, doit être situé à la même hauteur que l'axe de pivotement (25) ou au-dessus de celui-ci, de manière que lors du pivotement autour de l'axe (25) l'électrode (3) s'écarte immédiatement de la première électrode (1). 7 2492712 Pour obtenir un refroidissement correct des électro- des (3) et (4), il est important que entre les électrodes (3) et (4) subsiste dans la conduite d'aspiration d'air (5) une section d'admission d'air qui soit plus grande que la somme des sections libres entre les électrodes d'émission (3) et (4) et les pièces isolantes (15) et (16), de manière qu'une partie importante de l'air passe sur les faces actives en émission des électrodes (3) et (4) dans la conduite d'aspiration d'air (5), ce qui a été re- présenté sur la figure par deux flèches (26,27). Pour éviter que lors des décharges en effet corona des électrodes (3,4) il ne puisse y avoir des dérangements de mar- che, la conduite d'aspiration d'air (5) est protégée vers l'exté- térieur par des écrans (28,29). Ces écrans sont à la terre. Il est important que, au moins dans la zone des électrodes (3) et (4) les écrans soient à distance des pièces isolantes (15,16). Il ressortira de ceci qu'il est évidemment également possible, au lieu d'aspirer de l'air dans la conduite d'aspiration d'air (5), de tout au contraire souffler de l'air hors de ladite conduite. Celle-ci serait alors une conduite de soufflage, le flux d'air étant alors guidé de la même manière le long des zones actives en émission des électrodes (3) et (4). Il faudrait alors naturellement prévoir une aspiration séparée d'air, de manière à éviter que l'air enrichi en ozone ne se répande dans l'atmosphère. L'invention couvre également un tel mode de mise en oeuvre. On parlera cependant toujours dans la description et dans les reven- dications de conduite d'aspiration,.car c'est cette réalisation qui dans la connaissance actuelle trouvera la première utilisation dans la pratique. Le dispositif représenté à la figure 2 comporte une simple électrode d'émission (30) en forme de caisson affectant en coupe une section sensiblement rectangulaire. L'une de ses surfa- ces extérieures représente une surface d'émission (31) et est tournée vers une électrode (32) qui est à la terre. L'électrode (32) est reliée à une source d'air sous pression (33). Sur sa face dirigée vers la surface d'émission (31), qui sert au guidage d'une feuille ou plaque à traiter, sont prévus une pluralité de petits orifices d'écoulement (34), de manière à ce que les ob- jets amenés sur l'électrode (32) se trouvent, pendant le fonc- tionnement, en état de suspension. L'électrode (32) peut être montée mobile, de manière à ce qu'elle puisse s'effacer par exem- 8 2492712 ple en cas de tassement des matériaux à traiter. On évite ainsi une détérioration mécanique de l'électrode à quartz. De la même manière que les électrodes (3,4) du pre- mier mode de mise en oeuvre, l'électrode d'émission (30) est maintenue entre deux pièces isolantes (36,37) par des griffes (38,39). Pour le refroidissement de l'électrode d'émission (30) on utilise un dispositif d'aspiration d'air (40) ainsi qu'un dis- positif d'amenée d'air sous pression (41). Le dispositif d'aspi- ration d'air ( 40) se compose d'une conduite d'aspiration d'air (42), qui est disposée au dessus de l'électrode d'émission (30) et/ou latéralement par rapport à celle-ci. On prévoit également un dispositif de guidage d'air (43) qui a pour fonction d'aspirer l'air entre la surface d'émission (31) et l'électrode (32) et de l'amener en direction de la flèche (44) dans la conduite d'aspi- ration d'air (42). Le dispositif d'amenée d'air comprimé (41) compor- te, près de la conduite d'aspiration d'air (42), une conduite d' air comprimé (45) de laquelle sort de l'air comprimé le long d'un dispositif de guidage d'air (46), pour parvenir par le haut et selon un plan incliné sur l'électrode (32) et sur les objets qui y ont été amenés. Cet air est ensuite aspiré par la conduite d'aspiration d'air (42). On n'a pas représenté, pour un autre refroidissement de l'électrode d'émission (30), une dérivation partielle d'air ou un autre moyen de refroidissement qui peuvent être amenés à travers ladite électrode. En fonctionnement du dispositif, l'électrode d'émis- sion (30) est reliée à une source de tension. On amène les objets à traiter sur l'électrode (32). L'air sortant des orifices d'écou- lement (34) a pour but de placer les objets qui s'y trouvent en position de suspension dans l'air. Un courant continu d'air de refroidissement s'écoule au travers du corona entre la surface d'émission (31) et la première électrode (32), respectivement la feuille ou plaque qui y est disposée. Comme la surface d'émission (31) est relativement large, les objets à traiter sont soumis à une pluie d'étincelles de grande surface, c'est-à-dire qu'ils sont soumis à un traitement intensif 9 24927 12 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le traitement de la surface d'objets tels que feuilles, plaques ou pièces préformées par des décharges électriques en effet corona, comportant une première électrode de guidage des objets à traiter et au moins une électrode d'émission disposée en vis à vis de celle-ci et munie d'un revêtement de quartz,qui peut être mise à un potentiel opposé et est refroidie par un courant d'air de refroidissement la léchant sur sa surface extérieure, caractérisé en ce que le courant d'air de refroidis- sement (26,27,44) est amené au moins partiellement au travers du corona le long des faces actives en émission (6,7,31) des élec- trodes d'émission (3,4,30). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes d'émission (3,4,30) comportent une sur- face d'émission (6,7,31) dirigée vers la première électrode (1,32). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que l'électrode d'émission con- siste en une électrode double formée de deux électrodes (3,4) disposées côte à côte, qui forme une portion de la paroi d'une conduite d'aspiration d'air (5) et que la section libre d'admis- sion d'air dans la conduite d'aspiration d'air (5) entre les électrodes (3,4) est plus grande que les sections libres d'admis- sion d'air dans la conduite d'aspiration d'air (5) extérieurement aux électrodes (3,4) le long des parois longitudinales de la con- duite d'aspiration d'air (5). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la conduite d'aspiration d'air (5) comporte d'une part deux pièces isolantes (15,16) recouvrant latéralement les électrodes d'émission (3,4) et d'autre part des écrans (28,29) en matériau conducteur de l'électricité disposés extérieurement au niveau des électrodes (3,4) et à une certaine distance des pièces isolantes (15, 16), qui sont les unes et les autres fixées à la conduite collectrice (11). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que les écrans (28,29) constituent une partie d'une pièce profilée (8) ouverte en direction des électrodes d'émission (3,4). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- 24927 12 tions 1 à 5, caractérisé en ce que les électrodes d'émission (3,4) sont positionnées par des entretoises planes (17), qui remplissent la section libre entre les pièces isolantes (15,16) et présentent frontalement deux réservations pour recevoir les électrodes (3,4), et dans lesquelles celles-ci sont maintenues. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions I à 6, caractérisé en ce que les électrodes (3,4) sont main- tenues dans les réservations (18,19) par des griffes en angle (22,23) qui s'appliquent chacune par une de leurs joues (22a) extérieurement contre la pièce isolante (12) et par l'autre joue (22b) contre l'électrode (3), lesdites griffes étant fixées par des vis (24) traversant la pièce isolante (16). 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode d'émission (30) affecte une section rectangu- laire et que la première électrode (32) guidant les objets à trai- ter possède une surface de guidage plane dirigée vers l'électrode d'émission (30). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1,2 et 8, caractérisé en ce que l'électrode d'émission (30) est montée amovible dans le dispositif et que l'on puisse utiliser comme surface d'émission (31,35) selon le besoin une surface pla- ne ou concave, qui soit adaptée à la surface de la première élec- trode (1). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1,2,8 et 9, caractérisé en ce que le courant d'air de refroidisse- ment est constitué par un dispositif d'aspiration d'air (40) sur un côté de l'électrode d'émission (30) et par un dispositif d'ame- née d'air sous pression (41) sur l'autre coté de l'électrode d'émission (30). Il. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le dispositif d'amenée d'air sous pression (41) est disposé sur le dispositif du même côté que l'ar- rivée des matériaux à traiter. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'une partie du courant d'air de re- froidissement est déviée au travers de l'électrode d'émission (30). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que la première électrode (32), qui gui- de les objets à traiter, est reliée à une source d'air comprimé (33) et qu'elle présente dirigés vers l'électrode d'émission (30) l l une pluralité de petits orifices d'écoulement (34). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que les surfaces en vis à vis des élec- trodes d'émission (3,4,30) sont montées mobiles' I IZ Id