Brevet FR2522539A1 — publié le 19830909

i - "Procédé pour la protection d'une installation de revète- ment par poudre contre le risque d'explosion". L'invention part d'un procédé pour la pro- tection d'une installation de revêtement par poudre sous haute tension contre le risque d'explosion du fait de dé- charges dtes à la mise en charge électrique des pièces à revêtir, ces pièces étant susceptibles d'être reliées avec une résistance de contact limitée, de préférence par l'in- termédiaire d'un dispositif de support circulant sans fin, avec un raccordement à la masse. De tels procédés connus sous l'appellation "contrôle de mise à la terre" fonctionnent habituellement de façon que la résistance électrique entre une pièce à revêtir et le dispositif de support la portant, soit me- surée avec une tension continue plus basse, la résistance de contact ne devant pas alors dépasser une valeur d'1 M Ohm. Dans le cas d'une résistance de contact plus élevée, il existe le risque que la capacité constituée par la pièce à revêtir isolée en conjonction avec la haute tension ap- pliquée pendant le revêtement par poudre, accumule suffisam- ment d'énergie pour allumer lors d'une décharge, le mélange de poudre et d'air à projeter Notamment dans le cas de petites pièces d'oeuvre, il s'avère fréquemment impossible de remplir les conditions permettant de maintenir cette résistance de contact imposée Du fait du poids relative- ment réduit des pièces et de la formation inévitable lors 2.- du revêtement par poudre de fins films isolants sur le dis- positif de maintien, on ne parvient pas de façon certaine à maintenir de façon admissible la résistance de contact au-dessous d'1 M Ohm, ce qui se traduit par des arrêts fré- quents de l'installation. Il est par ailleurs connu que des décharges d'arc électrique avec une énergie inférieure à 5 M-W/S ne sont pas dangereuses en ce qui concerne le risque d'explo- sion dans de telles installations de revêtement par poudre. Des arcs électriques de ce type ne peuvent pas allumer le nuage de poudre et sont, en conséquence, sans danger, si bien que même dans le cas o la résistance de contact me- surée avec une tension plus basse se situe au-dessus d'un M Ohmr, l'installation ne doit pas être obligatoirement ar- rôtée. L'installation a pour but de créer un procé- dé de protection échappant à ces inconvénients et concerne à cet effet, un procédé caractérisé en ce que la naissance d'un arc électrique d'une énergie inadmissiblement élevée entre, d'une part, la pièce à revêtir et/ou son dispositif de support et, d'autre part, un raccordement à la masse, est interrompue par l'application d'une haute tension de contrôle entre la pièce à revêtir et la masse, des isola- tions éventuellement pré-existantes étant alors rompues par une décharge électrique disruptive d'énergie plus ré- duite, ou bien dans l'autre cas, l'installation de revête- ment par poudre étant mise hors circuit lors du franchisse- ment d'un courant de contrôle minimum prédéterminé d C à une résistance de contact trop élevée. Le procédé conforme à l'invention défini ci- dessus présente par rapport à la mesure de la résistance de contact entre la pièce à revêtir et son dispositif de support, l'avantage que les couches d'isolation dangereuses sur le dispositif de support, peuvent être distinguées des couches d'isolation non dangereuses sans arrêter l'instal- 3.- lation Grâce aux dispositions proposées, on est certain, d'une manière simple et économique, que les petits résidus d'isolation entre la pièce à revêtir et le dispositif de support, sont éliminés par brûlage gràce à un arc électri- que d'une énergie limitée prédéterminée Lorsque la pièce à revêtir est ensuite soumise à la haute tension appliquée lors du revêtement par poudre, aucun arc électrique de haute énergie ne peut également intervenir, si bien que, d'une part, le risque d'explosion est exclu, et que, d'au- tre part, on est assuré d'un fonctionnement continu, bien que, du pur point de vue de la technique de mesure, une résistance de contact inadmissiblement élevée, aurait pu être constatée L'installation n'est arrêtée que lors du franchissement vers le bas d'un courant minimum de contrôle prédéterminé, car le franchissement vers le bas de ce cou- rant minimum indique l'existence de couches d'isolation inadmissiblement importantes qui ne peuvent pas être éli- minées par brûlage avec la haute tension de contrôle appli- quée. D'autres caractéristiques de l'invention per- mettent d'envisager d'autres formes avantageuses et des améliorations du procédé indiqué ci-dessus L'utilisation comme haute tension de contrôle d'une tension continue qui, de préférence, est polarisée de la même manière que la haute tension continue appliquée au pistolet de projec- tion utilisé, a particulièrement fait ses preuves Gr Ace à l'utilisation de tension continue dans les deux cas, et notamment aussi gréce à l'utilisation d'une même pola- risation, on est assuré que l'arc électrique intervenant dans l'installation de revêtement par poudre, ne peut pas libérer une énergie plus élevée qu'un arc électrique inter- venant éventuellement dans la phase de contrôle Dans ce cas, on utilise avantageusement aussi bien pour le revête- ment par poudre que pour le contrôle, une tension continue négative, car une telle tension, du fait de processus 4.- physiques connus, est plus facile à maitriser du point de vue de l'isolation qu'une tension continue positive dans le cas de laquelle des distances d'isolation plus im- portantes doivent être maintenues Dans le cas des capaci- tés intervenant habituellement entre la pièce à revêtir suspendue en étant isolée et le dispositif de support, des tensions continues de contrôle se situant entre 1 et 5 KV ont fait leur preuve, bien que des tensions de contrôle plus élevées soient admissibles sans que l'énergie d'al- lumage critique pour le mélange poudre-air soit atteinte. L'invention va être expliquée plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur la figure unique ci-jointe. Sur cette figure, une chambre de revêtement est désignée par 10, chambre dans laquelle est effectué un revêtement par poudre avec un pistolet de projection 11. La référence 12 désigne l'entrée de la poudre dans le pis- tolet de projection il et la référence 13 l'entrée de l'air dans ce pistolet A l'intérieur du pistolet de pro- jection 11, est disposée une électrode haute tension 14, à laquelle est appliquée à partir d'une source de ten- sion continue 15, une tension continue négative d'environ à 100 k V Un nuage de poudre de revêtement et d'air s'échappe à la sortie 16 du pistolet de projection 11, les particules de poudre étant alors négativement chargées du fait de la tension continue négative élevée appliquée. Ces particules de poudre sont désignées par 17. Les pièces à revêtir dans la chambre 10 sont affectées de la référence 18 et, de même que les autres par- ties de l'installation, sont représentées schématiquement. Il peut s'agir dans ce cas, de petites pièces, telles que des réflecteurs de phares ou bien de pièces plus importan- tes, comme par exemple, des armoires de réfrigérateurs ou d'appareils ménagers analogues Les pièces 18 à revêtir sont suspendues à des dispositifs de support 19, qui sont 5.- à leur tour fixés à une chaîne de transport 20 qui se dé- place en direction de la flèche indiquée Aussi bien les pièces à revêtir 18 que les dispositifs de support 19 et que la chatne de transport 20, sont constitués de matériau électriquement conducteur, notamment de métal Le circuit de courant se referme sur un raccordement à la masse 22 par l'intermédiaire d'un contact glissant 21. Par l'intermédiaire d'un autre contact glis- sant 23, une haute tension de contrôle, également négative, est appliquée aux pièces à revêtir 18 avant leur entrée dans la chambre de revêtement 10, cette tension de contrô- le dont le niveau peut atteindre 20 k V mais qui se situe de préférence au-dessous de 5 k V étant appliquée entre le contact glissant 23 et un raccordement à la masse 25 La haute tension de contrble 24 est obtenue dans un appareil de contrôle 26, lequel comporte une résistance interne prédéterminée 27 pour limiter le courant, un organe de me- sure du courant 28 et une source de tension continue 29. La sortie de l'appareil de contrôle 26 est reliée par l'in- termédiaire de conducteurs de liaison 30 et 31 à un appa- reil de commutation 32 qui permet de mettre à l'arrêt l'ins- tallation de revêtement. Le dispositif qui vient d'être décrit fonc- tionne comme suit: Avant que les pièces à revêtir 18 pénètrent dans la chambre de revêtement 10, une haute tension de contrôle négative de par exemple 1,5 k V leur est appliquée par l'intermédiaire du contact glissant 23 Sur la base d'une intensité de courant maximale admissible pour des raisons de sécurité de 10 m A, il s'établit une résistance de contact de 150 k Ohm, qui se situe loin au-dessous de la résistance de contact maximale admissible de 1 Mohm. Comme valeur limite inférieure pour le courant de contrô- le susceptible d'être détecté par l'organe de mesure de courant 28, il a été fixé dans le présent exemple de réali- 6.- sation, une valeur de 5 m A, ce qui correspond à une résis- tance globale de 300 K Ohm, lorsque cette valeur du courant de contrôle est franchie vers le bas, une isolation inad- missible entre la pièce à revêtir 18 et le dispositif de support 19, ou bien la chaîne de transport 20, est signa- lée, sur quoi l'appareil de commutation 32 met à l'arrêt l'installation de revêtement Dans le cas d'un courant de contrôle trop bas et donc une résistance de contact trop élevée entre la pièce à revêtir 18 et son support métalli- que, une énergie trop élevée serait accumulée avant l'allu- mage de l'arc électrique lors de l'application ultérieure de la tension continue de revêtement de par exemple 100 k V, du fait de la capacité de la pièce à revêtir, cette énergie pouvant alors se situer au-dessus de l'énergie d'allumage de la poudre de revêtement projetée Les capacités mesurées lors de l'intervention d'une couche isolante entre les pièces à revêtir 18 et le dispositif de support 19, se si- tuent au voisinage de 20 à 80 p F environ A partir de cette capacité de la tension appliquée, il s'établit une énergie libérée dans l'arc électrique, allant jusqu'à 1/2 CU 2 Cet- te capacité est valable pour les différentes pièces qui sont habituellement laquées après l'application de procédé de revêtement par poudre sous haute tension Ce procédé fonctionne d'une manière connue en ce que les particules chargées de poudre adhèrent à la pièce métallique 18 et sont, au cours d'un processus suivant, fondues et durcies à des températures de 1200 C à 1800 C pour constituer une couche de laque. Sur la base d'une énergie maximale admissible de l'arc électrique de 5 m W, il s'établit pour une capacité des pièces d'oeuvre de 20 à 80 p F, selon la dimension de ces pièces d'oeuvre, une tension de contrôle maximale ad- missible 24 de 10 à 20 k V Pour obtenir une sécurité supplé- mentaire, la tension de contrôle est toutefois limitée à une valeur de 1 à 5 k V, de préférence à une valeur de 1,5 à ? 2539 7.- 3 k V Dès l'application de cette tension de contrôle, les minces couches existantes entre les pièces 18 et le disposi- tif de support 19 et, éventuellement aussi entre le disposi- tif de support 19 et la chalne de transport 20, sont élimi- nées par brlage, si bien qu'il n'est pas nécessaire d'ar- rêter l'installation malgré la couche d'isolation existant à l'origine Dans la chambre de revêtement proprement dite , des énergies d'arc électrique plus élevées ne peuvent pas intervenir lors de l'application d'une haute tension également négative, si bien que l'allumage du mélange pou- dre air, et donc le risque d'explosion, sont exclus Le procédé conforme à l'invention est insensible à la pollu- tion et garantit que la mise en charge électrique des piè- ces à revêtir 18 dans la chambre de revêtement 10, reste au-dessous de la valeur prédéterminée, bien que dans le cas d'une pure mesure de résistance sous tension continue, une isolation inadmissiblement élevée aurait été obtenue, isolation qui dans le cas du procédé de contrôle de l'art antérieur, aurait abouti à la mise à l'arrêt de l'instal- lation. Dans l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit, une tension continue négative a été utilisée aussi bien pour le processus de revêtement que pour le processus de contrôle L'utilisation de tension continue et de même sens, garantit que lors de l'intervention ultérieure d'une tension continue de même niveau, le contact à la masse 22 est assuré, si bien qu'aucun arc électrique d'énergie supé- rieure à celle qui a été prédéterminée, ne peut se consti- tuer En tenant compte des conditions d'isolation d'autres sortes, on pourrait toutefois utiliser au lieu de la ten- sion de contrôle négative 24, également une tension de contrôle positive Il est en outre également possible de mettre en oeuvre une tension alternative en tant que ten- sion de contrôle 24, auquel cas, toutefois, pour des rai- sons de sécurité, le courant traversant la résistance 8.- interne 27 doit être limité à une valeur inférieure à 4 m A Cela correspondrait pour une tension de contrôle d'à nouveau 1,5 k V à une résistance interne de 375 k Ohm, et à une résistance de contact de 375 k Ohm au maximum, lorsque l'installation est mise à l'arrêt pour des cou- rants 4 2 m A. 9.- R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé pour la protection d'une instal- lation de revêtement par poudre sous haute tension contre le risque d'explosion du fait de décharges d es à la mise en charge électrique des pièces à revêtir, ces pièces étant susceptibles d'être reliées avec une résistance de contact limitée, de préférence par l'intermédiaire d'un dispositif de support circulant sans fin, avec un raccor- dement à la masse, procédé caractérisé en ce que la nais- sance d'un arc électrique d'une énergie inadmissiblement élevée entre, d'une part, la pièce à revêtir ( 18) et/ou son dispositif de support ( 19) et, d'autre part, un rac- cordement à la masse ( 22) est interrompue par l'applica- tion d'une haute tension de contrôle ( 24) entre la pièce à revêtir et la masse ( 25), des isolations éventuellement pré-existantes étant alors rompues par une décharge élec- trique disruptive d'énergie plus réduite, ou bien dans l'autre cas, l'installation de revêtement par poudre ( 10) étant mise hors circuit lors du franchissement d'un courant de contrôle minimum prédéterminé ( 28) d' à une résistance de contact trop élevée. 2. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la capacité intervenant en fonction des conditions d'isolation entre la pièce à revêtir ( 18) et les parties voisines ( 19, 20) mises à la masse ( 22), une haute tension de contrôle ( 24) est appliquée qui, dans le cas de la disruption d'une isolation existante ou bien d'une décharge vers une partie reliée à la masse, limite l'énergie de l'arc électrique à une valeur inférieure à 5 m W. 3. Procédé selon la revendication 2, carac- térisé en ce que la haute tension de contr 8 le ( 24) est une tension continue se situant au-dessous de 20 k V, de préférence dans une gamme de 1 à 5 k V, 4 Procédé selon l'une quelconque des re-