Brevet FR2559076A1 — publié le 19850809

L'invention concerne un dispositif pour appliquer, par effet électrocinétique, une charge à des substances pulvérulentes afin de réaliser le revêtement électrostati- que d'objets à l'aide de cette poudre. Ce dispositif peut être utilisé aussi bien dans des appareils de poudrage à fonctionnement manuel et automatique que dans des installa- tions à lit fluidisé, en tant que dispositif de charge. Conme substances utilisées pour l'enduction, on peut utili- ser des poudres thermodurcissables ou thermoplastiques, de l'émail ou des substances semblables sous forme de poudre. On connaît des appareils de pulvérisation pour réaliser l'enduction électrostatique superficielle et dans lesquels la substance pulvérulente d'enduction est chargée électriquement par des effets de frottement en raison du contact des particules de poudre avec la paroi du conduit d'écoulement (voir par exemple les brevets allemand n 1.577.757 et 2.203.351). L'inconvénient de ces appareils tient au fait qu'ils ne travaillent qu'avec un débit relativement faible de poudre, en vue d'obtenir une charge suffisante du point de vue de la technique opératoire, grâce à un contact inten- sif, effectué de tous côtés, des particules de poudre avec le conduit d'écoulement. Afin d'accroître la charge appli- quée à la poudre, on a prévu différentes dispositions qui ont pour objet d'accroître la turbulence de l'écoulement, comme par exemple l'utilisation de dispositifs particuliers de production de tourbillons (demande de brevet allemand pu- bliée sous le N 2.938.606), d'hélices (brevet US N 3.905.330) et d'un rotor de soufflante (demande de brevet allemand publiée sous le nO 2.451. 514) dans le conduit d'écoulement, et l'utilisation de surfaces profilées (brevet allemand publié sous le n 2.209.231) et de tubes coudés de charge (demande de brevet allemand publiée sous le n 3.100.002). On connaît en outre des formes de réalisation dans lesquel- les un contact intensif de paroi est obtenu grâce à un élé- ment d'admission en forme de demi-tore, moyennant l'utilisa- tion del'effet Coanda (demrande de brevet allemand publiée sous le N 2.713.697) ou bien grace à l'obtention d'un tra- jet hélicoidal des particules (demande de brevet allemand publiée sous le n 2.756.009). On connaît en outre des appareils de charge par effet électrocinétique, dans lesquels la charge appliquée à la poudre est réalisée au moyen d'une superposition d'effets triboélectriques et de processus d'ionisation dé- clenches par ces effets, au niveau d'électrodes passives d'influence (brevets déposés en République Démocratique Allemande sous les N 106.308 et 113.289 et demande de bre- vet allemand publiée sous le N 3.307.137). La poudre envoyée par action pneumatique est entraînée en tourbillon par un courant de gaz dans le tube formé d'un matériau isolant. Le dispositif possède la forme d'un appareil à jet et compor- te, dans la partie initiale du conduit en matériau isolant, des canaux d'amenée convergents et, dans la zone des gaz d'échappement réunis, une ou plusieurs électrodes d'un io- nisateur à influence. Ces électrodes possèdent la forme d'un anneau inséré dans la paroi intérieure du tube en maté- riau isolant ou d'électrodes en forme d'aiguilles pénétrant axialement ou radialement à l'intérieur du tube en matériau isolant. On connaît en outre un dispositif dans lequel un corps de forme conique, inséré dans l'écoulement, est disposé en aval ou à proximité immédiate des électrodes du ionisateur à influence en vue d'accroître les effets tribo- électriques (brevet déposé en République Démocratique Alle- mande sous le N 134.141). Tous ces dispositifs, qui tra- vaillent avec un courant de gaz supplémentaire ont en commun le fait qu'ils fonctionnent selon le principe de l'appareil à jet, ce qui a pour effet que l'uniformité du courant poudre-gaz délivré au moyen d'un injecteur par l'intermédiai- re d'une canalisation en forme de tuyau est perturbé. Les dispositifs comportant des électrodes d'ionisateur à in- fluence présentent comme inconvénient le fait que les pro- cessus d'ionisation s'effectuent en des zones préféréeset au niveau de ces zones, des particules de poudre commencent à se déposer par frittageoupar fusion au niveau de l'élec- trode, par suite de l'effluve électrique,sous des intensités de champ partiellement élevées, ce qui supprime l'ionisation et entraîne une réduction de l'opération de charge de la poudre. Il faut par conséquent nettoyer à des intervalles déterminés les électrodes à influence afin d'éliminer les incrustations de poudre. L'invention a pour but de perfectionner la capa- cité de fonctionnement des appareils de revêtement par pou- drage utilisant une charge électrocinétique, grâce à une éjection plus uniforme de la poudre et une charge plus in- tense et plus stable de cette dernière, à réduire la dépense de nettoyage et à étendre par conséquent la durée d'utilisa- tion des appareils de revêtement à poudre utilisant l'effet électrocinétique. L'invention a pour objet d'empêcher l'incrustation des électrodes du ionisateur à influence grâce à une meilleu- re configuration de la zone de charge et grâce à l'utilisa- tion de matériaux appropriés et à accroître l'intensité des processus de charge. Ce problème est résolu conformément à l'invention, grâce au fait que la zone dans laquelle débouchent les deux conduits d'amende possède la forme d'une buse à fente annu- laire double, et que le courant poudre-gaz est amené par l'intermédiaire du conduit intérieur et le second conduit de gaz est amené par l'intermédiaire de la fente annulaire extérieure, et que la paroi de séparation tubulaire,qui est située en- tre les deux conduit et agit à la manière d'une électrode passive de l'ionisateur à influence, est constituée en un matériau électriquement semiconducteur possédant des pro- priétés d'anti-adhésivité et est raccordée directement ou indirectement par l'intermédiaire d'un dispositif de mesure et/ou de contrôle apotentiel de la terre et que le conduit d'écoulement situé en aval et définissant une fen- te annulaire est constitué en un matériau isolant. Il s'est avéré particulièrement approprié d'utiliser une forme de réalisation dans laquelle l'électrode du ionisateur à in- fluence est constituésen un matériau possédant une résistan- ce spécifique comprise entre 104 et 108fL.m. - Il s'est avéré particulièrement approprié d'u- tiliser du polytétrafluoroéthylène contenant une teneur en graphite comprise entre 10 et 25 %. Selon une autre forme de réalisation appropriée, l'électrode tubulaire à influence est constituée en un ma- tériau isolant,sur la surface extérieure duquel est déposée une couche électriquement semiconductrice, qui possède une résistance superficielle spécifique comprise entre 106 et 109 ohms (mesurée avec deux électrodes en forme de couteautd'u- ne longueur de 10 cm situés à une distance de 1 cm). Selon une réalisation avantageuse de l'invention, le conduit annulaire extérieur d'amenée du courant de gaz se rétrécit avec une forme conique, la génératrice de la pa- roi conique du conduit faisant un angle compris entre 5 et par rapport à l'axe du tube. Le conduit en matériau isolant, qui se raccorde à la zone o débouchent les tubes, est constitué avantageu- sement par un tube et par une barre centrale, le rapport du diamètre de la barre au diamètre intérieur du tube se situant dans la gamme de valeurs comprises entre 0,75 et 0,9. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prises en référence au dessin annexé représentant une vue en coupe du dispositif de charge conforme à l'invention. La poudre, qui est prélevée au moyen d'un injec- teur dans un réservoir et qui est dispersée à l'intérieur d'un courant de gaz d'entraînement, est introduite par l'in- termédiaire du conduit d'amenée 1 qui débouche dans la cham- bre annulaire intérieure 4 limitée par l'électrode 3 du io- nisateur à influence. Le conduit d'amenée 2 prévu pour le second courant de gaz débouche dans la chambre annulaire extérieure 5. La paroi de séparation tubulaire située entre les deux chambres annulaires forme l'électrode 3 du ionisateur à influence. Conformément à l'invention elle est constituée en un matériau possédant des propriétés d'anti-adhésivité et une résistance spécifique comprise entre 104 et 108.L.m. Pour l'électrode 3 il est particulièrement approprié d'uti- liser du polytétrafluoroéthylène possédant une teneur en gra- phite comprise entre 10 et 25 %. La face avant de l'élec- trode de l'ionisateur à influence est réalisée avec une arête vive. Alors que la paroi intérieure s'élargit vers l'extérieur, la paroi extêrieurnse rétrécit. Le conduit d'écoulement aval est formé par un tube en matériau isolant 6 et par une barre 7 disposée centrale- ment et constituée par le même matériau, le rapport du dia- mètre de la barre au diamètre intérieur du tube étant com- pris entre 0,75 et 0,9. L'utilisation du matériau électriquement semicon- ducteur garantit que les processus d'ionisation se répar- tissent d'une manière très uniforme au niveau du bord avant. Le gaz, qui sort par l'intermédiaire de la fente annulaire extérieure rétrécie avec une forme conique, réalise un dé- collement du courant poudre-gaz par rapport à la paroi de l'électrode de l'ionisateur à influence. De ce fait la zone d'intensité de champ élevée située en avant du bord annu- laire de l'électrode, est maintenue exempte de particules de poudre, si bien que les processus d'ionisation (déchage par effluve électrique ou par effet couronne) dans le gaz s'effectuent dans le gaz pur et qu'il ne se produit aucun début de fusion ni aucun frittage de particules de poudre. Les caractéristiques d'anti-adhésivité du polytétrafluoro- éthylène contribuent également à l'obtention de cet effet. La forme de fente annulaire du conduit d'écoule- ment aval, dans lequel il apparaît des effets électrociné- tiques très intenses en raison des deux écoulements combi- nés à vitesse variable, garantit, en coopération avec la répartition uniforme des processus d'ionisation obtenue grâce au choix du matériau et à la forme de réalisation de l'électrode de l'ionisateur d'influence, qu'une charge très élevée est appliquée à la poudre. Un autre avantage réside dans le fait qu'il n'ap- parait aucune action d'éjection affectant l'uniformité de l'entraînement de la poudre. REVENDICATIONS 1.Dispositif pour appliquer, par voie électrociné- tique, une charge à des substances pulvérulentes en vue de réaliser le revêtement d'objets par effet électrostatique, comportant un conduit (1) d'amenée de la poudre dispersée dans un courant de gaz et un autre conduit d'amenée (2) pour un courant de gaz, qui convergent dans la partie ini- tiale d'un conduit (6) constitué en un matériau isolant, et une électrode (3) d'un ionisateur à influence, caracté- risé en ce que la zone,dans laquelle débouchent les deux conduits d'amende (1,2), possède la forme d'une buse à fente annulaire double, et que le courant poudre-gaz est amené par l'intermédiaire du conduit intérieur (4) et le second courant de gaz est amené par l'intermédiaire de la fente annulaire extérieure (5), et que la paroi de séparation tubulaire, qui est située entre les deux conduits et agit à la manière d'une électrode passive (3) de l'ionisateur à influence, est constituée en un matériau électriquement semiconducteur possédant des propriétés d'anti-adhésivité et est raccordée directement ou indirectement par l'intermédiaire d'un dis- positif de mesure et/ou de contrôle au potentiel de la ter- re et que le conduit d'écoulement (6,7) situé en aval et définissant une fente annulaire est constitué en un matériau isolant. 2. Dispositif selonla revendication 1, caracté- risé en ce que l'électrode (3) du ionisateur à influence est constituée en un matériau qui possède une résistance spécifique comprise entre 104 et 108JI.m. 3. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'électrode (3) du ionisateur à influence est constituée par du polytétrafluoruoroéthylène possédant une teneur en graphite de 10 à 25 %. 4. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que l'électrode (3) du ionisateur à influence (3) est constituée en un matériau isolant et comporte, sur sa surface extérieure, un revêtement électriquement semicon- ducteur possédant une résistance spécifique superficielle comprise entre 106 et10 ohms. 5. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la partie d'embouchure de la fente annulaire extérieure (5) se rétrécit avec une forme conique suivant la direction de l'écoulement, la génératrice de la paroi conique du canal faisant un angle de 5 à 30 par rapport à l'axe du tube. 6. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le conduit en matériau isolant se raccordant à la buse à fente annulaire double est constitué par un tube (10) comportant une barre (7) disposée en son centre, le rapport du diamètre de la barre au diamètre intérieur du tube étant situé dans la gamme comprise entre 0,75 et 0,9.