Brevet FR2693923A1 — publié le 19940128

"Dispositif de projection électrostatique de produit pulvérulent" L'invention se rapporte à un dispositif de projection électrostatique de produit pulvérulent, notamment un produit de revêtement en poudre tel qu'une peinture thermofusible; elle concerne plus particulièrement un perfectionnement d'un tel dispositif, permettant d'améliorer le rendement de charge électrostatique de la poudre. Dans un dispositif de projection électrostatique du genre indiqué ci-dessus, il est connu de charger les particules de poudre par bombardement ionique, en établissant un champ électrique sur le trajet du mélange air-poudre, au moyen de deux électrodes, respectivement une électrode d'ionisation portée à une haute tension et une contre-électrode portée à un potentiel différent, par exemple le potentiel de la terre. Les ions émis par l'électrode sont attirés par la contre-électrode et, sur leur trajet, certains d'entre eux chargent les particules de poudre. L'un des problèmes à résoudre est d'éviter que la contre-électrode ne se recouvre de poudre. Pour cela, il est connu de faire en sorte que cette dernière soit constamment nettoyée par un courant d'air empêchant le dépôt de poudre. A titre d'exemple, le brevet américain NO 4 289 278 décrit plusieurs dispositifs de ce genre où la contre-électrode est située au fond d'une cavité séparée du conduit de circulation du mélange air-poudre par un canal annulaire étroit relativement long. Les parois de la cavité dudit canal annulaire et du conduit de circulation sont en matériau isolant. De l'air est injecté en permanence dans la cavité et s'évacue dans le conduit de circulation du mélange air-poudre. En principe, les ions libres "remontent" par ledit canal annulaire jusqu'à la contreélectrode tandis que les particules de poudre sont repoussées par le courant d'air.On a constaté que ce type de dispositif ne donnait pas entièrement satisfaction et que le courant ionique entre l'électrode et la contreélectrode avait des difficultés à s'établir. L'invention résulte de l'analyse de ce problème. Plus précisément, l'invention concerne donc un dispositif de projection électrostatique de produit pulvérulent, par exemple un produit de revêtement en poudre, du type comprenant un conduit de circulation d'un mélange air-poudre, en matériau isolant, muni d'un orifice d'éjection dudit mélange, une électrode d'ionisation portée à une haute tension et placée sur le trajet dudit mélange air-poudre et une contre-électrode portée à un potentiel prédéterminé différent, située à l'extérieur dudit conduit et décalée axialement de ladite électrode d'ionisation, ladite contre-électrode étant logée dans un cavité en matériau isolant connectée à des moyens d'alimentation d'air et comportant au moins une ouverture orientée de façon à permettre le passage d'ions émis par ladite électrode, caractérisé en ce que ladite ouverture est pratiquée dans une paroi mince de ladite cavité et que ladite contre-électrode se trouve à proximité immédiate de la face interne de cette paroi. On peut raisonnablement supposer que dans les dispositifs antérieurs où la cavité abritant la contreélectrode se trouve relativement éloignée de l'orifice par lequel les ions "remontent" jusqu'à elle (c'est-à-dire lorsque la contre-électrode se trouve séparée dudit orifice par une certaine surface de paroi isolante), des ions, voire des particules de poudre chargées, finissent par se déposer sur les parois isolantes et former une barrière de potentiel supprimant le courant d'ions. L'invention propose une structure minimisant la surface sur laquelle les ions ou particules ionisées peuvent se déposer tandis que la faible distance entre la contre-électrode et cette ouverture permettrait une décharge des ions sur la contre-électrode (par effluve ou micro-étincelles non dangereuses) avant que la barrière de potentiel ne devienne gênante. Le principe de l'invention s'applique aussi bien à un dispositif de projection à charge interne dans lequel l'électrode d'ionisation se trouve placée dans le conduit de circulation du mélange air-poudre, qu'à un dispositif de projection à charge externe dans lequel l'électrode d'ionisation se trouve placée à l'extérieur du conduit de circulation du mélange air-poudre, en avant de l'orifice d'éjection de celui-ci. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un dispositif de projection électrostatique de produit pulvérulent conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle schématique en coupe axiale d'un dispositif de projection électrostatique de produit pulvérulent, à charge interne, conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de détail à plus grande échelle de l'encadré II de la figure 1; et - la figure 3 est une vue partielle schématique en coupe axiale d'un autre dispositif de projection électrostatique de produit pulvérulent, à charge externe, conforme à l'invention. En se reportant plus particulièrement aux figures 1 et 2, on a représenté un dispositif de projection électrostatique 11 d'un produit de revêtement en poudre et notamment un conduit de circulation 12 d'un mélange airpoudre, en matériau isolant muni d'un orifice d'éjection 14 dudit mélange. A l'intérieur de ce conduit, se trouve agencé un support 15, également en matériau isolant, renfermant une électrode d'ionisation 16. Cette dernière se trouve disposée axialement à l'intérieur d'un conduit 18 dudit support relié à une source d'air comprimé non représentée. L'électrode 16 est quant à elle connectée à un générateur haute tension 20. De cette façon, de l'air circule en permanence tout autour de l'électrode avant de se diluer dans le mélange air-poudre, ce qui empêche les particules de poudre de venir se déposer sur l'électrode d'ionisation. A l'extérieur du conduit de circulation 12 du mélange air-poudre, se trouve définie une cavité 22 annulaire renfermant une contre-électrode 24 également annulaire, ici sensiblement cylindrique. Cette contre-électrode 24 est portée à un potentiel prédéterminé différent de celui de l'électrode d'ionisation, par exemple le potentiel de la terre ou un potentiel voisin. Les parois de la cavité sont en matériau isolant et la face cylindrique externe du conduit de circulation 12 délimite en partie cette cavité. Elle est connectée par un tuyau 26 à des moyens d'alimentation en air comprimé, non représentés. De plus, cette cavité 22 comporte au moins une ouverture orientée de façon à permettre le passage d'ions émis par l'électrode. Dans le cas du dispositif des figures 1 et 2, cette ouverture est constituée par au moins un trou 28 pratiqué au travers d'une paroi mince de la cavité. Dans l'exemple représenté, cette ouverture est en fait constituée par plusieurs trous 28 pratiqués dans la paroi mince de la cavité, c'est-à-dire au travers de la paroi du conduit de circulation 12 du mélange air-poudre, puisque le dispositif est du type à charge interne. En outre, comme représenté, la contre-électrode 24 se trouve à proximité immédiate de la face interne de la paroi de la cavité qui comporte ladite ouverture (les trous 28). Plus précisément, la paroi en question présente une épaisseur inférieure à 7 mm, au moins à l'emplacement où se trouve pratiquée ladite ouverture. Cette épaisseur est de préférence comprise entre 1 et 5 mm. Par ailleurs, la distance e (voir figure 2) entre la face interne 30 de la cavité où débouche l'ouverture (les trous 28) et la contre-électrode 24 est inférieure à 5 mm et de préférence comprise entre 0,2 et 1 mm. Cette distance e est suffisante pour permettre à l'air injecté dans la cavité de s'écouler le long de la surface de la contre-électrode en la nettoyant avant de se diluer dans le mélange air-poudre, en traversant les trous 28. Comme représenté, ladite ouverture, (c'est-à-dire les trous 28) est pratiquée dans une partie amincie 32 de la paroi du conduit de circulation 12 du mélange air-poudre. Comme le montre la figure 2, les trous 28 sont inclinés au travers de la paroi du conduit de circulation du mélange air-poudre pour converger sensiblement en direction de l'électrode d'ionisation 16. La pointe de cette dernière est décalée axialement de la contreélectrode d'une distance notable, par exemple de l'ordre de 50 mm, afin de disposer d'un temps suffisant pour charger le plus efficacement possible les particules de poudre lorsque celles-ci traversent le tronçon du conduit de circulation 12, (entre l'électrode d'ionisation et la contre-électrode), où s'établit le champ électrique. On obtient une bonne charge de la poudre avec un faible courant généré par l'électrode.Dans un mode de réalisation actuellement préféré, les trous 28 sont de petit diamètre, par exemple inférieur à 1 mm et un nombre limité de trous (au moins trois trous et de préférence entre neuf et douze) donne les meilleurs résultats. Dans ces conditions, la pression d'air dans la cavité abritant la contre-électrode est avantageusement établie entre 0,1 et 0,2 bar, pour que la vitesse d'air au travers des trous soit suffisante (supérieure à 15 m/s) pour repousser les particules de poudre. Malgré cette vitesse, le débit d'air reste faible et ne vient pas perturber la composition et l'homogénéité du mélange air-poudre, dans le conduit de circulation 12. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le dispositif de projection électrostatique lla est du type à charge externe. L'électrode d'ionisation 16a, annulaire, est portée par un noyau 40 globalement cylindrique, en matériau isolant, faisant saillie axialement au-delà de l'orifice d'éjection 14a du conduit de circulation 12a du mélange air-poudre. Ce noyau est élargi à son extrémité pour former un déflecteur. L'électrode se trouve à quelques centimètres au-delà de l'orifice. Elle est reliée par un conducteur 41 s'étendant dans le noyau 40, à une source de haute tension 20a. Une contre-électrode 24a, ici en matériau poreux, se trouve agencée à l'extérieur du conduit de circulation 12a, en amont de l'électrode d'ionisation 16a en considérant le sens de propagation du mélange airpoudre.Cette contre-électrode 24a, annulaire et plate, est placée à l'extrémité d'un conduit de soufflage d'air 44, coaxial au conduit de circulation du mélange air-poudre et défini par un tronçon tubulaire 46 entourant le conduit de circulation 12a. Ce conduit de soufflage est relié à une source d'air comprimé non représentée. La contre-électrode 24a est appliquée contre deux épaulements du tronçon 46 et du conduit de circulation 12, par un capuchon d'extrémité 50 muni d'une jupe 51 taraudée intérieurement et vissée à l'extrémité filetée du tronçon 46. Ce capuchon comporte une paroi annulaire frontale 54, ici perpendiculaire à l'axe du dispositif, cette paroi est mince et percée de trous 28a situés immédiatement en regard de la contre-électrode 24a. Le tronçon tubulaire 46 et le capuchon 50 sont en matériau isolant. Ainsi, une cavité 22a telle que définie ci-dessus et qui abrite la contre-électrode, est limitée par le conduit de circulation 12a, le tronçon 46 et ledit capuchon 50. La distance entre la face avant de la contre-électrode 24a et la face interne de la paroi frontale 54 du capuchon est faible et du même ordre de grandeur que celle qui est indiquée ci-dessus en référence aux figures 1 et 2. De même, la partie de la paroi frontale du capuchon où des trous 28a sont pratiqués, est mince ou amincie de sorte que l'épaisseur de cette paroi au voisinage des trous soit du même ordre de grandeur que celle qui est indiquée cidessus. La distance séparant la contre-électrode 22a et la face interne de la paroi frontale 54 du capuchon, est déterminée par un épaulement pratiqué dans la paroi du capuchon. La contre-électrode 24a est reliée à la terre, ici par une résistance 56 de limitation de courant. L'air introduit dans la cavité 22a est évacué pour partie par les trous 28a et pour partie par le passage annulaire défini entre le conduit de circulation 12a du mélange air-poudre et un manchon central 58 dudit capuchon. Les trous 28a pratiqués dans le capuchon peuvent avoir des caractéristiques semblables à ceux du mode de réalisation de la figure 1. La faible épaisseur de la paroi frontale dans laquelle sont pratiqués les trous ainsi que la faible distance séparant cette paroi frontale de la contre-électrode constituent des caractéristiques distinctives de l'invention, pour ce mode de réalisation. Dans tous les modes de réalisation, l'ouverture 28 pourrait être annulaire. REVENDICATIONS 1- Dispositif de projection électrostatique de produit pulvérulent, par exemple un produit de revêtement en poudre, du type comprenant un conduit de circulation (12) d'un mélange air-poudre, en matériau isolant, muni d'un orifice d'éjection (14) dudit mélange, une électrode d'ionisation (16) portée à une haute tension et placée sur le trajet dudit mélange air-poudre et une contre-électrode (24) portée à un potentiel prédéterminé différent, située à l'extérieur dudit conduit et décalée axialement de ladite électrode d'ionisation, ladite contre-électrode étant logée dans un cavité (22) en matériau isolant connectée à des moyens d'alimentation d'air et comportant au moins une ouverture orientée de façon à permettre le passage d'ions émis par ladite électrode, caractérisé en ce que ladite ouverture (28) est pratiquée dans une paroi mince de ladite cavité et que ladite contre-électrode (24) se trouve à proximité immédiate de la face interne de cette paroi. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi présente une épaisseur inférieure à 7 mm au moins à l'emplacement où se trouve pratiquée ladite ouverture (28), de préférence comprise entre 1 et 5 mm. 3- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la distance (e) entre ladite contreélectrode (24) et la face interne (30) de la cavité (22) où débouche ladite ouverture est inférieure à 5 mm, de préférence comprise entre 0,2 et 1 mm. 4- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, du type à charge interne dans lequel ladite électrode d'ionisation (16) se trouve à l'intérieur dudit conduit de circulation (12), caractérisé en ce que ladite cavité (22) est agencée annulairement autour dudit conduit et que ladite ouverture (28) est pratiquée au travers de la paroi de ce conduit. 5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite ouverture (28) est pratiquée dans une partie amincie (32) de ladite paroi dudit conduit. 6- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite ouverture consiste en une pluralité de trous (28) pratiqués dans ladite paroi mince. 7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ces trous (28) sont inclinés pour converger sensiblement en direction de ladite électrode. 8- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, du type à charge externe dans lequel ladite électrode d'ionisation (16a) se trouve à l'extérieur dudit conduit de circulation (12a), caractérisé en ce que ladite ouverture (28a) est pratiquée dans une paroi frontale (54) d'un élément délimitant ladite cavité (22a), ladite contreélectrode étant en regard de la face interne de cette paroi frontale. 9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite contre-électrode est en matériau poreux. 10- Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ladite ouverture consiste en une pluralité de trous (28a) pratiqués dans ladite paroi frontale.