Brevet FR2597007A1 — publié le 19871016

L'invention concerne les pulvérisateurs électrostatiques, et plus particulièrement un dispositif suppresseur d'inflammation et de feu pour de tels pulvérisateurs électrostatiques. Les dispositifs de pulvérisation électrostatiqu essont largement utilisés pour déposer des matières de revêtement sur des articles à finir ou à revêtir. De tels appareils comprennent habituellement un pulvérisateur qui émet une matière de revêtement sous une 10 forme atomisée. Des conduits mènent un gaz d'atomisation et la matière de revêtement au pulvérisateur. Une alimentation à haute tension est également connectée au pulvérisateur pour charger les particules de matière de revêtement atomisées afin que des forces électrostatiques 15 aident la matière de revêtement a être attirée vers l'article à la masse devant être fini. De tels pulvérisateurs peuvent être montés sur un mécanisme et commandés automatiquement, ou bien tenus à la main pour être manoeuvrés manuellement. Des tensions extrêmement élevées, de l'ordre de 60 000 à 120 000 volts, sont nécessaires pour conférer une charge appropriée à la matière atomisée afin de déposer avec succès et efficacement des matières de revêtement pulvérisées par des moyens électrostatiques. 25 Ces hautes tensions posent un problème d'étincelles ou d'arcs qui peuvent apparaître entre le pulvérisateur électrostatique et l'article à revêtir ou d'autres objets voisins à la terre. Ce problème d'amorçage d'arcs devient critique lorsque la matière de revêtement atomisée ou 30 la solution organique la portant est extrêmement inflammable. L'inflammation de ces matières peut provoquer une explosion, - un embrasement de la matière pulvérisée autour du pulvérisateur ou un feu sur l'article en cours de revêtement. Des circuits de détection d'arcs, qui détectent l'amorçage imminent d'étincelles ou d'arcs par ionisation et qui court-circuitent ou mettent hors circuit l'alimentation à haute tension pour éviter de telles 5 conditions dangereuses, sont décrits plusieurs fois dans l'art antérieur. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 4 075 677, N 3 894 272, N 3 874 892, N 4 402 030 et N 3 809 955 décrivent des circuits de ce type. Ces circuits détectent normalement une pointe 10 de courant dans l'alimentation à haute tension, laquelle pointe est représentative de l'imminence de l'amorçage d'arcs ou d'étincelles, et ils déconnectent l'alimentation à haute tension des électrodes de charge du pulvérisateur, ou bien connectent électriquement la haute 15 tension à la masse. Malgré la présence de circuits de détection d'arcs, des arcs et les feux qui en résultent se produisent parfois. Dans le passé, si un feu se déclenchait, on utilisait généralement des moyens classiques d'extinc20 tion. Autrement dit, on utilise des extincteurs portatifs, ou bien on actionne un interrupteur ou un capteur associé à un système fixe d'extinction. Ces moyens d'extinction sont programmés pour être déclenchés et éteindre le feu et ils utilisent souvent des produits chimiques 25 qui peuvent contaminer la zone de travail ou les articles à revêtir. L'invention concerne un dispositif suppresseur d'inflammation et de feu pour un pulvérisateur électrostatique du type comportant une alimentation à haute 30 tension destinée à établir une charge électrostatique et une buse en communication d'écoulement avec une source de matière de revêtement sous pression et une source de gaz d'atomisation sous pression. Le dispositif comprend une alimentation à haute tension équipée d'un 35 circuit de détection d'arcs destiné à détecter la présence d'arcs ou d'étincelles et à couper l'alimentation à haute tension lorsqu'une telle pointe de courant est détectée; une source de gaz comprimé non inflammable de suppression de feu en communication d'écoulement 5 avec la buse du pulvérisateur; et des électrovalves montées entre la buse du pulvérisateur et les sources de matière de revêtement, de gaz d'atomisation et de gaz de suppression de feu, lesquelles électrovalves sont actionnées par un signal de sortie du circuit de 10 détection d'arcs de l'alimentation à haute tension. Durant le fonctionnement normal du pulvérisateur, les électrovalves permettent l'écoulement de la matière de revêtement et du gaz d'atomisation vers la buse du pulvérisateur. A la buse du pulvérisateur9 la 15 matière de revêtement est atomisée et chargée électrostatiquement par l'alimentation à haute tension, Lorsqu'une étincelle est détectée, les électrovalves sont actionnées pour interrompre l'écoulement de la matière de revêtement et du gaz d'atomisation vers la buse du pulvé20 risateur et pour permettre l'écoulement du gaz suppresseur de feu, tel que de l'azote ou du dioxyde de carbone, afin de supprimer ainsi l'inflammation de toutes matières inflammables autour du pulvérisateur. Le dispositif suppresseur d'inflammation 25 et de feu constitue avantageusement un système qui étouffe le déclenchement d'un feu parfois même avant que l'étincelle déclenche le feu autour du pulvérisateur ou sur l'article à revêtir. Le pulvérisateur lui-même devient en fait l'extincteur, ce qui économise un temps 30 précieux pour éteindre un feu avant qu'il ne puisse plus être maîtrisé ou qu'il occasionne des détériorations coûteuses. L'utilisation de gaz non inflammables dans le dispositif, tels que de l'azote ou du dioxyde de 35 carbone, crée une atmosphère non inflammable autour du pulvérisateur et de l'article à revêtir sans contaminer la zone de travail ou la surface en cours de revêtement. L'invention sera décrite plus en détail en 5 regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est un schéma du dispositif suppresseur d'inflammation et de feu selon l'invention. En référence à la figure unique, le dispositif 10 suppresseur d'inflammation et de feu 8 selon l'invention comprend un pulvérisateur électrostatique classique 10, une alimentation 18 à haute tension comportant un circuit 19 de détection d'arcs, une alimentation ou source 34 de matière de revêtement sous pression et 15 une alimentation ou source 48 de gaz d'atomisation sous pression. Plus particulièrement, le pulvérisateur électrostatique 10 comporte une buse 12 de pulvérisation en communication d'écoulement avec l'alimentation 34 en matière de revêtement, la source 48 de gaz d'atomisa20 tion et l'alimentation 52 en gaz de suppression de feu. La source 34 d'alimentation en matière de revêtement est raccordée à un conduit 26 qui passe par une électrovalve 28. Cette dernière comporte une entrée 32 reliée au conduit 26 et une sortie 30 reliée au conduit 26. 25 Ce dernier est ensuite raccordé au pulvérisateur électrostatique 10 qu'il traverse par des canaux intérieurs d'alimentation pour aboutir à la buse 12. La source 48 de gaz d'atomisation est raccordée à un conduit ou tuyau 46 qui est lui-même relié à une électrovalve 49. 30 Celle-ci comporte une entrée 51 reliée au conduit 46 et une sortie 53 reliée au conduit 46. Ce dernier aboutit dans un conduit 36 par une valve 38 et le conduit 36 est relié au pulvérisateur 10. Des canaux situés à l'intérieur du pulvérisateur 10 mènent le conduit 36 jusque 35 dans la buse 12. L'alimentation 52 en gaz suppresseur de feu est raccordée à un conduit ou tuyau 50 qui est lui-même raccordé à une entrée 44 de l'électrovalve 38. La sortie 40 de cette électrovalve 38 est reliée au conduit 36 qui traverse le pistolet 10 de pulvérisa5 tion de la manière décrite précédemment. Une électrode 14, de préférence adjacente à la buse 12 du pulvérisateur, est connectée à l'alimentation 18 à haute tension par l'intermédiaire d'un câble 16 pour haute tension qui peut être flexible pour per10 mettre une manoeuvre manuelle ou tenue à la main du pulvérisateur. L'alimentation 18 peut être un transformateur à haute tension du type Cockcroft-Walton dans lequel la tension aux bornes de l'enroulement secondaire du transformateur est redressée et multipliée pour donner 15 une tension suffisamment élevée, de l'ordre de 60 000 à 120 000 volts ou plus. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 4 187 527 et N 4 485 427 décrivent de telles alimentations en énergie. Le circuit 19 de détection d'arcs est du 20 type tel que mentionné précédemment. Il comporte deux lignes de sortie électriques identiques 20 et 22. La ligne 20 est connectée aux électrovalves 28 et 49 et un signal présent sur cette ligne 20 provoque l'actionnement des deux électrovalves 28 et 49. La ligne 22 est 25 connectée à un temporisateur 24 qui lui-même est connecté à l'électrovalve 38 par une ligne 23. Un signal présent sur la ligne 22 déclenche le temporisateur 24 qui, au bout d'un temps prédéterminé, développe un signal sur la ligne 23 pour actionner l'électrovalve 38. Dans cer30 taines formes de réalisation, le temporisateur 24 peut être supprimé du circuit, le signal présent sur la ligne 22 étant appliqué directement à la ligne 23 pour actionner l'électrovalve 38. Une extrémité du conduit de gaz 36 est rac35 cordée au pulvérisateur 10 et est en communication conve- nable d'écoulement avec des ajutages ou des orifices d'éjection d'air (non représentés) situés dans la buse 12 du pulvérisateur. Les ajutages à air de la buse 12 sont généralement utilisés pour projeter de l'air contre la matière de revêtement qui est émise par la buse 12, avec une force et une énergie suffisantes pour provoquer l'atomisation de la matière de revêtement, ainsi qu'il est courant dans les pulvérisateurs communément appelés pistolets de pulvérisation à air dans l'industrie. En variante, les ajutages à air de la buse 12 du pulvérisateur peuvent être utilisés pour façonner ou diriger la matière de revêtement pulvérisée de la buse 12 vers l'article 6. Des pulvérisateurs qui utilisent cette application d'air peuvent comprendre des atomiseurs 15 centrifuges, dans lesquels une atomisation de la matière de revêtement est réalisée par des forces centrifuges appliquées à la matière par un élément tournant à grande vitesse, et des ajutages à air sont utilisés simplement pour aider à diriger les particules pulvérisées vers 20 l'article 6. Dans un autre type de pulvérisateur, des ajutages à air sont utilisés pour faciliter l'atomisation de la matière de revêtement qui est émise par la buse 12 sous des forces de pression hydrauliques élevées. Ce type de pulvérisateur, couramment connu sous le nom 25 de pulvérisateur sans air, assisté par air, utilise généralement de l'air sous très basse pression en association avec un liquide sous très haute pression pour produire une atomisation convenable de la matière de revêtement. Le gaz suppresseur de feu utilisé dans le dispositif 8 est avantageusement un gaz ininflammable tel que de l'azote ou du dioxyde de carbone. Ces gaz ne contaminent pas la zone de travail ou la surface de l'article 6, mais ils étouffent un incendie avant 35 qu'il prenne toute ampleur provoquant des dégâts. Dans le fonctionnement normal du pulvérisateur, consistant à revêtir ou finir l'article 6, un courant électrique parcourant la ligne 20 provoque l'ouverture de l'électrovalve 28 à deux voies pour permettre ainsi à des matières de revêtement provenant de l'alimentation 34 en matière de revêtement de s'écouler par le conduit 26 jusqu'au pulvérisateur 10 et, finalement, jusqu'à la buse 12 du pulvérisateur. L'alimentation 18 à haute tension est en circuit et connectée à l'électrode 14 10 du pulvérisateur 10 par l'intermédiaire du câble 16. Le courant électrique passant dans la ligne 20 provoque également l'ouverture de l'électrovalve 49 à deux voies afin de permettre au gaz d'atomisation provenant de l'alimentation 48 en gaz d'atomisation de s'écouler 15 par le conduit 46 et par le conduit 36 jusqu'au pulvérisateur et d'atteindre finalement la buse 12. L'entrée 44 de l'électrovalve 38 est normalement fermée, empêchant ainsi le gaz de suppression de feu de l'alimentation 52 de s'écouler par les conduits 50 et 36 vers le pulvé20 risateur 10 et sa buse 12. A la buse 12 du pulvérisateur, les matières de revêtement sont atomisées et projetées à partir de cette buse 12 par le gaz d'atomisation. L'électrode 14 charge les particules de matière de revêtement atomisée pour améliorer leur dép6t sur l'article 25 6 qui est à la terre. Lorsqu'un arc ou une étincelle, s'amorçant réellement ou sur le point de s'amorcer par ionisation, est détecté par le circuit 19 de détection d'arcs, par l'intermédiaire de la ligne 21b, l'alimentation 18 à 30 haute tension est coupée par le circuit 19, qui intervient par l'intermédiaire de la ligne 21a afin d'empêcher l'amorçage d'arc de continuer. Le courant électrique que la ligne 20 mène aux électrovalves 28 et 49 à deux voies cesse. L'electrovalve 28 arrête l'écoulement des 35 matières de revêtement vers la buse 12 du pulvérisateur. L'électrovalve 49 arrête l'écoulement du gaz d'atomisation vers la buse 12. Le circuit 19 de détection d'arcs déclenche le passage d'un courant électrique par la ligne 22 vers le circuit temporisateur 24. Ce dernier 5 peut être réglé sélectivement pour permettre le passage immédiat du courant de la ligne 22 à la ligne 23 et pour interrompre ce- courant g un temps orê2éterminé plus tard. Dans la forme préférée de réalisation, le temps de travail du temporisateur 24 est d'en-viron 10 10 secondes, bien que des -emps superieurs ou inférieurs puissent être nécessaires dans des applications particulières. Le pulvérisateur 10 devient en fait un extincteur d'incendie qui etouffe un feu se déclarant sur le pulvérisateur, un feu se déclarant sur l'article ou en tout autre point vers lequel le pulvérisateur est dirigé. Certains composants se sont avérés particulièrement utiles pour la présente invention. Par exemple, le temporisateur 24 peut être un relais temporisé fabri20 qué par la firme Potter Brumfield, seus le numéro de modèle CGA-38-790055. Ce relais temporisé présente un temps maximal de réponse de 30 millisecondes, ce qui est avantageux pour une utilisation avec la présente invention. Les électrovalves 28, 38 et 49 sont fabriquées 25 par la firme SMC Pneumatics Inc., sous la désignation de modèle NVS 3125-0209N. Ces électrovalves ont un temps maximal de réponse de 25 millisecondes et elles travaillent sous une pression minimale de 1750 kPa. Dans certaines applications o des pressions plus élevées sont 30 utilisées, d'autres types d'électrovalves peuvent être nécessaires. Les pressions de travail du gaz d'atomisation fourni par la source 48 de ce gaz peuvent être régulées par des régulateurs de pression disponibles dans le 35 commerce, à un niveau demandé pour une atomisation conve- nable à la buse 12. Les pressions de travail qui sont utilisées pour le gaz de suppression de feu contenu dans la source 58 peuvent avoir à être régulées à des valeurs plus élevées. Par exemple, il est apparu que, 5 lorsque l'on utilise du dioxyde de carbone comme gaz suppresseur de feu, il est avantageux d'utiliser des pressions de l'ordre de 560-700 kPa, à des débits d'écoulement de 850 dinm3/min dans le pulvérisateur 10. Il va de soi que de nombreuses modifications 10 peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le dispositif peut être utilisé avec des pulvérisateurs portatifs ou fixes et automatiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif suppresseur d'inflammation et de feu pour un pulvérisateur électrostatique, le pulvérisateur comportant une alimentation à haute tension destinée à engendrer une charge électrostatique et une buse en communication d'écoulement avec -une source de matière de revêtement sous pression et une source de gaz d'atomisation, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (19) de détection destinés 10 à détecter la présence d'un arc provenant du pulvérisateur, par ionisation, à déconnecter l'alimentation à haute tension lorsque cet arc est détecté et à générer un signal extérieur lorsque cet arc est détecté, une source (52) de matière sous pression de suppression 15 de feu et une source (48) de gaz comprimé d'atomisation, une première valve (28) pouvant être commandée par un signal et destinée à interrompre sélectivement la communication d'écoulement entre la source de matière de revêtement et la buse, une deuxième valve (49) pouvant 20 être commandée par un signal et destinée à interrompre sélectivement la communication d'écoulement entre la source de gaz d'atomisation et la buse, une troisième valve (38) pouvant être commandée par un signal et raccordée à la source de matière sous pression de suppres25 sion de feu et à la buse pour établir sélectivement une communication d'écoulement entre cette source et la buse, et des moyens (20, 22) destinés à appliquer ledit signal extérieur aux première, deuxième et troisième valves pour les actionner simultanément. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection comprennent un circuit (19) de détection d'arcs à haute tension destiné à détecter la présence de pointes de courant dans l'alimentation à haute tension, lesquelles pointes 35 sont représentatives de la présence d'un arc formé par ionisation, et à déconnecter l'alimentation à haute tension, le circuit comportant une sortie électrique destinée à générer ledit signal extérieur. 3. Dispositif selon la revendication 1, carac5 térisé en ce que la première valve est une première électrovalve à deux voies, la deuxième valve est une deuxième électrovalve à deux voies et la troisième valve est une troisième électrovalve à deux voies. 4. Dispositif selon la revendication 1, carac10 térisé en ce qu'il comporte en outre un circuit temporisateur (24) monté entre les moyens connectant les moyens de détection à la troisième électrovalve à deux voies. 5. Dispositif selon la revendication 1, carac15 térisé en ce que la matière de suppression de feu est un gaz ininflammable. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de suppression de feu est du dioxyde de carbone gazeux. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de suppression de feu est de l'azote gazeux. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de matière de revêtement, 25 la source de gaz d'atomisation et la source de matière de suppression de feu sont raccordées au pulvérisateur par des conduits (26, 46, 50). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection comprennent 30 un circuit de détection d'arcs à haute tension. 10. Dispositif suppresseur d'inflammation et de feu destiné à un pulvérisateur électrostatique, le pulvérisateur comportant une alimentation à haute tension destinée à engendrer une charge électrostatique, 35 et une buse en communication d'écoulement par des con- duits avec une source de matière de revêtement sous pression et une source de gaz d'atomisation, le dispositif étant caractérisé par un circuit (19) de détection d'arcs à haute tension destiné à détecter la présence 5 d'un arc formé par ionisation et à mettre hors d'action l'alimentation à haute tension lorsqu'une pointe de courant est détectée, le circuit comportant une sortie électrique (20, 21, 22), une source (52) de gaz ininflammable comprimé de suppression de feu en communication 10 d'écoulement avec la buse du pulvérisateur par un conduit (50), une première électrovalve (49) montée dans le conduit (46) s'étendant entre la buse de pulvérisateur et la source de gaz d'atomisation, une deuxième électrovalve (38) montée dans le conduit (50) s'étendant entre 15 la buse du pulvérisateur et la source de gaz suppresseur de feu, la sortie électrique (20, 22) du circuit de détection étant connectée aux première et deuxième électrovalves, la première électrovalve étant conçue pour permettre l'écoulement du gaz d'atomisation vers 20 la buse du pulvérisateur durant le fonctionnement normal du pulvérisateur et pour interrompre l'écoulement du gaz d'atomisation, la deuxième électrovalve étant conçue pour interrompre l'écoulement du gaz suppresseur de feu pendant le fonctionnement normal et pour permettre 25 l'écoulement de ce gaz suppresseur de feu vers la buse du pulvérisateur lorsque l'arc formé par ionisation est détecté, le dispositif comportant en outre une troisième électrovalve (28) ayant une entrée (32) raccordée au conduit (26) partant de la source de matière de revê30 tement et une sortie (30) reliée au conduit (26) menant à la buse de pulvérisation, la sortie électrique du circuit de détection étant connectée à la troisième électrovalve pour la commander, cette troisième électrovalve étant conçue pour permettre l'écoulement de la 35 matière de revêtement vers la buse du pulvérisateur pendant le fonctionnement normal de ce dernier, et pour interrompre l'écoulement de la matière de revêtement lorsqu'un arc formé par ionisation est détecté, de façon à supprimer ainsi un feu. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le gaz suppresseur de feu est délivré sous une pression comprise entre 560 et 700 kPa.