Brevet FR2620354A2 — publié le 19890317

FR 2620354 A2 19890317 FR 8712765 A 19870915 Dispositif de projection électrostatique de produit en poudre" L'invention se rapporte à un dispositif de projection électrostatique de produit en poudre, notamment un produit de revêtement du type comportant un conduit de circulation d'un mélange air-poudre muni d'un orifice d'éjection à une extrémité, une électrode de charge disposée en avant de cet orifice d'éjection et une contre-électrode en arrière de celle-ci pour créer un champ électrique susceptible d'entraîner les ions libres vers ladite contre-électrode et des moyens de soufflage étant agencés au voisinage de cette contre-électrode. Selon un aspect essentiel de l'agencement décrit au brevet principal, la contre-électrode coaxiale à l'électrode de charge disposée à l'extérieur du conduit de circulation, s'étend sensiblement perpendiculairement à l'axe de ce dernier et un espace annulaire s'étend en direction de l'électrode de charge à partir de la contre-électrode, les moyens de soufflage débouchant dans cet espace annulaire. La présente invention concerne une forme particulère de réalisation d'un tel aménagement qui procure une amélioration surprenante des performances du dispositif. Un premier moyen dans la présente invention consiste en une configuration effilée, en particulier tronconique, du- manchon de confinement de l'espace annulaire formé devant la contre-électrode: il en résulte une réduction avantageuse intéressante de la consommation d'air et une meilleure pénétration du revêtement sur les pièces présentant des qualités. Selon une autre disposition de l'invention le manchon de confinement précité est percé d'une pluralité d'orifices débouchant à proximité de la contre-électrode: ces orifices créent pour l'air de balayage de la contreélectrode des voies d'échappement selon une pluralité de directions transversales par rapport à la direction de projection. Ces voies d'échappement-de l'air de balayage constituent un moyen d'amélioration de l'efficacité de la contre-électrode dans son action de piège à ions en vue du captage sélectif des ions libres dans le mélange air-poudre éjecté vers l'objet à recouvrir. Selon une autre disposition de la présente invention on donne à la partie terminale du conduit de mélange air-poudre une forme très effilée avec comme avantage d'éviter pratiquement tout risque d'accumulation de poudre à l'orifice d'éjection ce qui est une source d'amélioration de la qualité du revêtement obtenu grâce à la réduction du risque de projection d'agglomérats. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation illustré aux dessins annexés o la figure 1 est une vue en plan du dispositif de projection conforme à l'invention; et la figure 2 est une vue en coupe longitudinale selon le plan II-II de la figure 1. On reconnait dans cet exemple de réalisation.la plupart des éléments du dispositif décrit dans le cadre du brevet principal, les éléments semblables étant désignés par les mêmes références augmentées de 100. On retrouve donc, pour constituer le dispositif de projection de poudre 111, l'assemblage d'un corps arrière 112 avec un conduit de circulation 113 de mélange air-poudre aboutissant à un orifice d'éjection 115. On retrouve une tige isolante 116 traversant le corps 112 et le conduit 113 avec le câble de haute tension 117 dont l'âme est placée par le ressort 118 en liaison électrique avec une résistance 119, elle-même en contact avec l'électrode de charge 120 comportant la collerette 121, en arrière de la partie terminale évasée 127, formant déflecteur. Il convient de noter que le dépassement en sens radial de la'collerette 121 par rapport à la surface périphérique de la tige isolante 116 et de son prolongement 127, est limité à la valeur juste suffisante pour la formation d'effluves. Ce dépassement est de l'ordre du dixième de millimètre. Le corps arrière 112 équipé d'un pied support 110 est réalisé dans le cas présent en matériau isolant. Il est muni du raccord 129 par lequel le mélange air-poudre est introduit dans le passage incliné et évasé 130 débouchant dans le conduit de circulation 113. Un autre raccord 131 relié à une source d'air comprimé donne accès à un perçage 132 qui débouche dans le logement annulaire 134 défini entre la surface externe du conduit de circulation 113 et l'élément de conduit extérieur 135. On retrouve en 138 la contre-électrode, par exemple en bronze poreux, qui obture l'extrémité antérieure du passage annulaire 134. Cette contre-électrode est maintenue au potentiel à la terre par l'intermédiaire du ressort 139 qui trouve ici un appui sur le corps arrière 112, par l'intermédiaire d'un plot conducteur 150, lui-même connecté à une cosse de mise à la terre 151, par l'intermédiaire d'un ressort 152 s'étendant dans une canalisation 153 ménagée à cet effet dans le corps 112. La contre-électrode 138 est maintenue en butée contre des portées ménagées à cet effet sur le conduit de circulation 113, d'une part, et en bout du conduit extérieur 134, d'autre part, au moyen d'un manchon ou jupe 140 venu d'une seule pièce avec un écrou de jupe 145. Selon une caractéristique importante de la présente invention le manchon-jupe 140 présente une forme tronconique effilée réalisant une réduction notable de la section de l'espace annulaire 141. La paroi tronconique du manchonjupe 140 est percée d'une rangée circulaire de trous 142 uniformément répartis sur la périphérie, en regard de la contre-électrode 138. Le conduit de circulation 113 présente, de son côté, une partie terminale 113A très effilée avec une paroi externe de forme tronconique, la génératrice de ce tronc de cône formant avec la direction axiale un angle aigu de faible valeur, par exemple d'environ 5'. Le manchon-jupe tronconique 140 comporte, de son côté, une partie terminale effilée délimitée du côté radialement intérieur par une paroi tronconique 143 sensiblement parallèle à la surface terminale - tronconique 113A, de manière à établir avec celle-ci un passage annulaire de section réduite constituant une sorte de tuyère d'échappement T pour l'espace annulaire 141. L'espace annulaire 141 confiné par le manchon-jupe 140 devant la contreélectrode 138 autour du conduit 113 de circulation du mélange offre donc à l'air de soufflage ayant franchi la contre-électrode la possibilité de s'échapper par deux voies différentes: - la voie axiale pour laquelle la section de passage est fortement réduite et la vitesse d'écoulement accélérée dans la tuyère d'échappement T; - la voie radiale constituée par la série de trous 142 dont la présence a pour effet de réduire la pression susceptible de s'établir devant la contre-électrode en offrant une multiplicité de voies d'échappement à des vitesses d'écoulement qui seront naturellement fonction du diamètre de perçage des trous. L'expérience montre que cet agencement permet une amélioration considérable des performances du dispositif de projection et ceci pour de multiples raisons dont' les effets se combinent entre eux de manière particulièrement opportune et avantageuse. On constate, en premier lieu, une amélioration extrêmement sensible de la qualité du revêtement obtenu, en particulier sur des pièces présentant des cavités grâce à une réduction du risque de réentraînement des particules parvenues sur la pièce par l'air de soufflage provenant de la contre-électrode. En effet, toutes choses égales par ailleurs, une partie notable de cet air de soufflage s'échappe latéralement par la voie radiale offerte par les trous 142, ce qui diminue d'autant la quantité d'air s'échappant en direction de la pièce par la tuyère axiale T. On bénéficie en second lieu globalement d'une réduction de la consommation d'air. En troisième lieu, on constate une amélioration surprenante de l'efficacité de la contre-électrode en tant que piège à l'égard des ions libres, avec une réduction de la probabilité du captage indésirable des particules chargées. Ce captage efficace et régulier des ions libres se traduit notamment par l'établissement d'un courant important et stable, par exemple de 30 microampères entre électrode et contre-électrode, ce qui semble être principalement attribuable aux faisceaux de lignes de force et d'écoulement susceptibles de traverser les trous 142. La protection contre le captage indésirable des particules chargées est attribuable aux vitesses d'écoulement accélérées à travers la tuyère T dans le sens axial o les forces d'entraînement électrostatiques sont les plus élevées. La protection est également assurée à l'égard des risques de remontée des particules à travers les trous et les vitesses d'échappement de l'air sont plus faibles mais les forces électrostatiques d'entraînement le sont aussi. Le diamètre de perçage des trous 142 sera en général compris entre 1 et 4 mm. On a obtenu d'excellents résultats avec un prototype muni de douze trous de 3 mm de diamètre, offrant donc une surface totale de passage d'environ 85mm2, alors que la section totale de passage d'environ 85mm, alors que la section de passage offerte par la tuyère T avec un diamètre moyen de 22 mm et une épaisseur de 2,5 mm était sensiblement équivalente. La forme très effilée de la partie terminale 113 du conduit de circulation du mélange air-poudre évite très efficacement les risques d'accumulation de poudre et la projection d'agglomérats. Interviennent à cet égard de manière également avantageuse la forme également effilée de la partie terminale 143 du manchon-jupe 140 et la continuité de ce dernier avec l'écrou de jupe 145. REVENDICATIONS 1) Dispositif de projection électrostatique de produit en poudre, notamment un produit de revêtement, du type comportant un conduit (113) de circulation d'un mélange air-poudre, muni d'un orifice d'éjection (115) à une extrémité, une électrode de charge (120) disposée en avant de cet orifice d'éjection et une contre-électrode (138) agencée coaxialement à ladite électrode de charge et en arrière de celle-ci par rapport au sens d'éjection dudit mélange air-poudre, étant adaptée à capter les ions libres, des moyens de soufflage étant agencés au voisinage de la contreélectrode, qui est disposée selon la revendication 1 du brevet principal, à l'extérieur du conduit de circulation, et étant suivie d'un espace annulaire s'étendant en direction de ladite électrode de charge autour dudit conduit de circulation, ce dispositif étant caractérisé par un confinement de cet espace annulaire (141) au moyen d'un manchon-jupe (140) de forme effilée déterminant un passage d'écoulement notablement rétréci autour du conduit de circulation, tandis qu'une rangée circulaire de trous (142) est ménagée dans ledit manchon-jupe à proximité de ladite contre-électrode. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par l'aménagement, en bout du tube de circulation (113) d'une partie terminale (113A) très effilée avec une paroi radialement extérieure tronconique à génératrice formant avec la direction axiale un angle aigu. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle aigu est d'environ 5'. 4) Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par l'aménagement, en bout du manchon-jupe, d'une partie terminale effilée délimitée du côté radialement intérieur par une surface tronconique (143) sensiblement parallèle à la surface extérieure de la partie terminale (113A) du tube de circulation, ces deux surfaces coaxiales réalisant ainsi une sorte de tuyère d'échappement T. ) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rangée de trous (142), d'une part, et la tuyère (T), d'autre part, offrent des surfaces d'écoulement de valeurs globalement voisines. 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trous (142) ont un diamètre de 1 à 4 mm. 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trous (142) ont un diamètre de 3 mm.