Brevet FR2726880A1 — publié le 19960515

La présente invention concerne un dispositif destiné à distribuer un liquide conducteur à un appareil présentant une charge de tension électrique. L'invention concerne plus particulièrement un appareil destiné à la pulvérisation d'une peinture conductrice dans des conditions de pulvérisation sous tension électrostatique. Il est bien connu que l'utilisation d'une tension électrostatique aide au revêtement d'articles par pulvérisa- tion et améliore notablement le rendement de l'ensemble du système de pulvérisation. Lorsque de la peinture est pulvéri- sée en présence d'un champ électrostatique, les particules de peinture pulvérisée captent des charges de tension électro- statique et sont donc aisément attirées vers un article mis à la terre. Le processus de charge électrostatique augmente notablement le nombre de particules de peinture pulvérisée s'appliquant sur l'article, réduisant donc notablement la quantité de peinture pulvérisée en excès, qui irait autrement au-delà de l'article. Un problème particulier apparaît lorsqu'on essaie de pulvériser des matières de revêtement à base d'eau dans un système de pulvérisation à charge électrostatique. Le problème apparaît du fait que le constituant à base d'eau est plus ou moins conducteur et, par conséquent, les tensions électrostatiques peuvent être dirigées dans la colonne de liquide au point de décharge dans les particules pulvérisées et la colonne de liquide, elle-même peut former un circuit conducteur de retour au point d'origine du liquide. Dans ce cas, toutes les pièces du système de distribution de liquide de revêtement peuvent se trouver chargées en tension et peuvent présenter un danger dans l'environnement de travail. Une solution de ce problème est d'isoler en tension l'ensem- ble du système de pulvérisation, empêchant tout utilisateur d'entrer en contact avec les pièces du système. Une autre solution consiste à isoler en tension certaines pièces du système de distribution du liquide, en particulier les pièces auxquelles un utilisateur risque d'être exposé. Une autre solution consiste à isoler en tension la colonne de liquide distribué pour limiter le degré auquel la colonne de liquide peut se trouver chargée en tension, empêchant ainsi toutes pièces situées en amont du point d'isolement de tension de se trouver chargées en tension. L'invention fait appel à cette dernière approche pour améliorer la sécurité et l'utilisation de systèmes de pulvérisation électrostatique en association avec des matières liquides conductrices de revêtement. L'invention a pour objet principal de procurer un dispositif d'isolement de tension placé dans le circuit d'écoulement de liquide d'un système de revêtement électro- statique pour assurer l'isolement d'une accumulation de charges de tension électrostatique. Un autre objet de l'invention est de procurer un dispositif de blocage de tension ou d'isolement de tension pour connecter un système d'alimentation en liquide, mis à la terre, un système de pulvérisation de liquide chargé en tension. Un dispositif d'isolement de tension, destiné à commander l'écoulement de matières liquides conductrices entre une source d'alimentation en liquide et un accumulateur de liquide, comporte une vanne coulissante qui est position- née par un cylindre pneumatique dans chacune de deux posi- tions de travail. La vanne coulissante comporte un étrier qui peut coulisser sur une tige non conductrice, et un tube non conducteur en butée contre une extrémité de la tige non conductrice. L'étrier peut coulisser le long de la tige non conductrice sur une partie considérable de sa longueur et il peut également coulisser sur une partie du tube non conduc- teur en butée avec l'extrémité de la tige. L'étrier peut porter contre un épaulement situé sur le tube pour éloigner celui-ci, en coulissant, du contact avec l'extrémité de la35 tige et l'amener en contact d'écoulement avec un passage traversant l'étrier. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel simplifié d'un système électrostatique comprenant l'invention; les figures 2A, 2B et 2C sont des coupes schéma- tiques simplifiées de l'invention; la figure 3 est une vue isométrique de l'inven- tion; la figure 4A est une vue en coupe longitudinale du dispositif de l'invention, montré sur la figure 3, dans la position correspondant à la figure 2A; la figure 4B est une vue en coupe longitudinale du dispositif de l'invention montré sur la figure 3, dans la position telle que montrée sur la figure 2B; et la figure 4C est une vue en coupe longitudinale du dispositif de l'invention représenté sur la figure 3, dans la position telle que montrée sur la figure 2C. En référence d'abord à la figure 1, celle-ci montre un schéma fonctionnel simplifié d'un système de pulvérisation électrostatique du type utilisable pour la pulvérisation de liquides conducteurs de revêtement. Un réservoir 10 d'alimentation en liquide devant être pulvérisé25 est habituellement enfermé dans un conteneur qui est à un potentiel électrique neutre ou de terre. Le liquide se trouvant dans le conteneur 10 d'alimentation est amené à un bloc 20 de tension, qui sera davantage décrit ci-après, afin qu'un isolement de tension soit établi entre le conteneur 1030 à la terre et les pièces de distribution de liquide situées en aval. Le bloc 20 de tension amène le liquide à un accumu- lateur 30 qui peut être chargé à un potentiel élevé. L'accu- mulateur 30 distribue le liquide à un applicateur 40 par pulvérisation, l'applicateur 40 pouvant soit avoir une source de tension incorporée, soit être associé ou connecté à une source de tension. La source de tension est habituellement une source de tension électrostatique, fournissant une tension électrostatique dans la plage de 20 à 100 kilovolts (20kV-lOOkV) qui est d'une amplitude suffisante pour engen- drer un champ électrostatique à travers lequel les particules pulvérisées doivent passer. L'applicateur 40 de pulvérisation est habituellement commandé et déclenché par des circuits pneumatiques, et les lignes tiretées 50 désignent une commande logique pneumatique du bloc 20 de tension et de l'accumulateur 30 par l'intermédiaire des mêmes circuits pneumatiques ou de circuits similaires. L'utilisation de circuits pneumatiques et de commandes logiques pneumatiques pour commander le déclenchement d'accumulateurs de pulvérisa- tion et divers autres dispositifs à écoulement de liquide est bien connue dans la technique et il est inutile de la décrire plus en détail ici. Des alimentations en tension électro- statique et les techniques pour appliquer des tensions électrostatiques à des applicateurs par pulvérisation sont bien connues dans la technique et il est inutile de les décrire ici plus en détail. Les figures 2A, 2B et 2C montrent des schémas simplifiés pour illustrer la présente invention. Une tige non conductrice 22 est appliquée en butée contre l'extrémité d'un tube 24 d'alimentation en liquide, comme montré sur la figure 2A. Un étrier coulissant 26 est ajusté de façon étanche sur la tige 22 et la partie extrême du tube 24. L'étrier 26 est en butée contre un épaulement 28 qui est placé à proximité de l'extrémité du tube 24. L'étrier 26 présente un passage d'écoulement 29 qui est positionné en discontinuité par rapport au passage d'écoulement tubulaire 25 montré sur la figure 2A. La figure 2B représente une position de travail, qui montre le passage 29 d'écoulement de l'étrier en aligne- ment d'écoulement de liquide avec le passage tubulaire 25 d'écoulement, ce qui est réalisé par un déplacement de l'étrier 26 vers la gauche contre l'épaulement 28 pour faire glisser le tube 24 vers la gauche et réaliser ainsi l'aligne- ment des passages d'écoulement. La figure 2C illustre une seconde position de travail et montre l'étrier 26 déplacé vers la droite le long de la tige non conductrice 22 pour s'éloigner longitudinalement du tube 24 et se trouver ainsi isolé du tube 24. La position espacée du passage d'écoulement 29 par rapport au passage d'écoulement 25, comme montré sur la figure 2C, réalise un isolement de tension entre des liquides conducteurs pouvant se trouver dans chacun des passages d'écoulement 25 et 29. En fonctionnement, le sens d'écoulement de liquide est indiqué par des flèches sur la figure 2B, un liquide provenant d'une source d'alimentation mise à la terre entrant dans le tube 24 et s'écoulant vers l'extérieur par le passage d'écoulement 29 de l'étrier 26 lorsque la vanne de blocage de tension est dans la position représentée. La figure 3 montre par une vue isométrique une forme de réalisation du bloc 20 d'isolement de tension. Un tube d'entrée 24 est relié à un bloc 41 de support, et un passage d'écoulement traverse ce bloc 41 de support. Un étrier 26 est guidé de façon coulissante le long d'une tige non conductrice 22 et d'une tige 23 de guidage, sur un trajet qui s'étend entre un bloc 41 de support et un bloc 43 de support. Un cylindre pneumatique 44 est relié au bloc 43 de support et une tige extensible 45 de piston en sort. La tige de piston est fixée à l'étrier 26; l'extension et le retrait de la tige 45 de piston provoquent un mouvement correspondant de coulissement de l'étrier 26 sur les deux tiges 22 et 23. L'étrier 26 présente un passage 29 d'écoule- ment de sortie qui correspond à la même pièce que celle montrée sur les figures 2A à 2C. Dans tous les cas, les mêmes références numériques désignent les mêmes pièces ou des pièces fonctionnant de façon similaire. La figure 4A montre une vue en coupe du bloc 20 d'isolement de tension de la figure 3 dans une position de repos. Le tube 24 peut se déplacer en coulissant dans un bloc 41 de support, mais il est rappelé vers la droite par un ressort 32 de compression qui est engagé entre l'épaulement 28 et ce bloc 41 de support. Le tube 24 peut également coulisser à l'intérieur d'un joint 33 d'étanchéité aux liquides qui est fixé à l'étrier 26. Un second joint 34 d'étanchéité au liquide est également fixé à l'étrier 26 et peut coulisser sur la tige non conductrice 22. L'étrier 26 est également monté de façon à pouvoir coulisser sur la tige 23 de guidage qui sert de guide pour permettre un mouvement longitudinal libre de l'étrier 26. La tige 45 de piston est fixée à l'étrier 26 et un écrou 46 de blocage assure la fixation de la tige 45 de piston à l'étrier 26. La tige 45 de piston est également fixée à un piston 47 qui est logé de façon à pouvoir coulisser dans un cylindre pneumatique 44. Le cylindre pneumatique 44 présente une entrée/sortie d'air 48 proche de l'une de ses extrémités et une entrée/sortie d'air 49 proche de son autre extrémité. De l'air comprimé peut être admis dans l'une des entrées 48, 49 tandis que l'autre entrée est ouverte à la pression atmosphérique. Ceci permet à l'air comprimé de faire coulisser le piston 47 dans n'importe quel sens à l'intérieur du cylindre 44, et de provoquer ainsi soit un retrait de la tige 45 du piston à l'intérieur du cylindre pneumatique 44, soit son extension à l'extérieur du cylindre 44. Une butée 53 en caoutchouc est montée sur l'étrier 26 pour établir une limite du mouvement longitudinal de l'étrier 26. Dans la position montrée sur la figure 4A, l'étrier 26 est appliqué en butée contre la bride 28 du tube 24, et la tige 22 est en butée contre l'extrémité du tube 24 qu'elle30 obture de façon étanche. La sortie 29 de l'étrier 26 est fermée de façon à ne pas communiquer avec le tube 24. La figure 4B montre une vue en coupe du bloc 20 d'isolement de tension en position de travail correspondant au schéma simplifié de la figure 2B. Dans cette position, la35 tige 45 du piston effectue un mouvement d'extension à partir du cylindre 44 et a ainsi déplacé l'étrier 26 vers la gauche jusqu'à l'entrée en contact de la butée 53 avec le bloc 41 de support. Le mouvement de l'étrier 26 vers la gauche provoque aussi un mouvement du tube 24 vers la gauche par suite du contact de l'élément 33 d'étanchéité de l'étrier 26 contre l'épaulement 28. Ce mouvement du tube 24 vers la gauche surmonte la force de compression du ressort 32 et permet la formation d'un passage d'écoulement de liquide entre le tube 24 et la sortie 29 de l'étrier 26. La figure 4C montre le bloc 20 d'isolement de tension en position de travail correspondant à la position représentée sur le schéma simplifié de la figure 2C. Dans cette position, la tige 45 de piston est totalement rétractée dans le cylindre 44, déplaçant ainsi l'étrier 26 vers la droite sur les tiges 22 et 23. Le mouvement de l'étrier 26 vers la droite relâche la force exercée contre l'épaulement 28 du tube 24, et le ressort 32 de compression déplace ainsi à force le tube 24 vers la droite jusqu'en contact de fermeture étanche avec la tige non conductrice 22. Dans la position montrée sur la figure 4C, la sortie 29 de liquide est isolée par une distance considérable du liquide renfermé dans le tube 24. Par conséquent, toute charge de tension accumulée dans le passage de liquide relié à la sortie 29 est totalement isolée du liquide se trouvant dans le tube 24. Il est avantageux que l'espace entre le bloc 41 de support et le bloc 43 de support soit d'au moins 30 à 35 cm. Cette cons- truction devrait procurer une séparation supérieure à environ cm entre le bloc 41 de support et l'étrier 26 lorsque la tige 45 de piston est dans sa position de retrait complet, ce qui est suffisant pour assurer un bon isolement de tension entre les pièces d'écoulement conductrices. En fonctionnement, l'air comprimé qui est admis dans le cylindre 44 peut être commandé au moyen du mécanisme à détente de l'applicateur de pulvérisation par l'intermé- diaire de circuits d'air 50. Lorsque l'applicateur de pulvérisation est déclenché par détente pour effectuer une pulvérisation, de l'air comprimé est admis dans l'entrée 48 du cylindre 44, déplaçant ainsi à force le piston 47 vers la droite à l'intérieur du cylindre 44 et amenant l'étrier 26 dans sa position extrême à droite. Le déclenchement de l'applicateur 40 de pulvérisation provoque aussi l'applica- tion d'une haute tension à cet applicateur de pulvérisation et l'introduction d'un liquide provenant de l'accumulateur 30 dans l'applicateur 40 de pulvérisation. Pendant que ce liquide est pulvérisé, la tension électrostatique peut être amenée par conduction dans l'accumulateur 30, mais elle est efficacement isolée du tube 24 d'entrée du bloc 20 d'isole- ment de tension. Le liquide conducteur peut se déplacer vers l'arrière jusque dans la sortie 29 de l'étrier 26, mais la tige non conductrice 22 constitue une pièce d'arrêt de tension s'opposant à tout autre contact conducteur au-delà. Lorsque l'applicateur de pulvérisation est arrêté, le cylindre pneumatique est actionné de façon à déplacer la tige du piston vers la gauche pour amener l'étrier 26 en butée contre l'épaulement 28 du tube 24. Ceci permet au liquide de s'écouler de la source de liquide jusque dans l'accumulateur pendant qu'aucune tension n'est imposée à l'applicateur 40 de pulvérisation. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif à isolement de tension pour la commande de l'écoulement de liquides conducteurs entre une source (10) d'alimentation en liquide et un appareil (40) de distribution de liquide, caractérisé en ce qu'il comporte un corps (41) ayant une entrée reliée à la source d'alimentation en liquide, un tube (24) pouvant coulisser dans le corps, raccordé à l'entrée et comportant un épaulement surélevé (28), une première tige non conductrice (22) pouvant être positionnée contre le tube pour fermer celui-ci de façon qu'il soit étanche aux liquides, un étrier (26) monté de façon à pouvoir coulisser sur la première tige et sur le tube et parcouru par un passage (29) d'écoulement, des moyens destinés à faire coulisser l'étrier entre une première position dans laquelle il est en contact avec l'épaulement surélevé et le tube est déplacé en coulissant pour établir un circuit d'écoulement depuis le tube dans le passage d'écoule- ment, et une seconde position dans laquelle l'étrier est éloigné du tube, et un appareil (40) de distribution de liquide raccordé au passage d'écoulement de l'étrier. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre un moyen (32) de rappel à ressort destiné à rappeler le tube contre la tige. 3. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le moyen de rappel comporte un ressort (32) de compression monté entre le corps et l'épaulement surélevés. 4. Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre une seconde tige reliée au corps et alignée en parallèle avec la première tige non conductrice, l'étrier étant monté de façon à pouvoir coulis- ser sur les première et seconde tiges. 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que les moyens destinés à faire coulisser l'étrier comprennent en outre un piston (47) actionné par air, relié à l'étrier et monté de façon à pouvoir coulisser dans un cylindre pneumatique (44) relié au corps. 6. Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que les première et seconde tiges ont une longueur d'au moins 15 cm. 7. Dispositif à isolement de tension pour commander l'écoulement de liquides conducteurs entre une source (10) d'alimentation en liquide et un appareil (40) de distribution de liquide, caractérisé en ce qu'il comporte un corps (41) ayant une première partie présentant une entrée raccordée à la source d'alimentation en liquide, et une seconde partie, au moins deux tiges (22, 23) montées entre les première et seconde parties et positionnant la seconde partie à distance de la première partie, un étrier (26) monté de facon à pouvoir coulisser sur lesdites tiges et renfermant un passage d'écoulement (29), un tube (24) monté de façon à pouvoir coulisser sur la première partie et aligné en bout avec une première desdites tiges, et un ressort (32) de compression monté entre le tube et la première partie et rappelant ce tube en butée en bout contre la première tige, un conduit d'écoulement de liquide raccordé entre le passage d'écoulement de l'étrier et l'appareil de distribution, et des moyens destinés à faire coulisser l'étrier sur les tiges entre les première et seconde parties du corps. 8. Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce que le tube comporte en outre un épaulement surélevé (28) en contact avec le ressort de compression. 9. Dispositif selon la revendication 8, caracté- risé en ce que les moyens destinés à faire coulisser l'étrier comprennent en outre un cylindre pneumatique (44) fixé à la seconde partie du corps, un piston (47) mobile dans le cyclindre pneumatique, et une tige (45) de piston montée entre le piston et l'étrier. 10. Dispositif selon la revendication 9, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre des joints (33, 34) d'étanchéité aux liquides montés dans l'étrier et contre le tube et la tige alignée en bout.