Brevet FR2906162A1 — publié le 20080328

L'invention a trait à un projecteur rotatif de produit de revêtement ainsi qu'à une installation de projection de produit de revêtement comprenant un tel projecteur. Dans le domaine de la projection de produit de revêtement, il est connu d'utiliser une turbine à air pour entraîner en rotation un organe rotatif de pulvérisation, couramment dénommé bol ou coupelle . L'entraînement de la turbine a lieu par circulation d'un gaz sous pression, le plus souvent de l'air, qui en se détendant au niveau des ailettes du rotor entraîne ce rotor en rotation, ainsi que l'organe de pulvérisation qu'il porte. Après avoir entraîné le rotor, l'air d'entraînement est évacué vers l'extérieur du projecteur. Du fait de la détente qu'il subit, l'air d'entraînement de la turbine voit sa température baisser pour atteindre des valeurs relativement basses pouvant atteindre -25 C, ce qui est sensiblement inférieur au point de rosée de l'air qui se trouve habituellement dans les cabines de projection de produit de revêtement, avec un taux d'humidité de 55 à 65 % environ et une température de 22 C environ. Il en résulte un risque de condensation de l'air ambiant à proximité du volume d'écoulement de l'air d'échappement, notamment sur la périphérie du projecteur. Dans le cas où le gaz d'échappement de la turbine circule dans un conduit généralement orienté vers l'arrière du projecteur, FR-A-2 860 996 propose d'équiper ce conduit d'un manchon permettant de définir un espace d'épaisseur non nulle dans lequel peut circuler un gaz formant une couche d'isolation thermique. Cette solution donne satisfaction mais ne peut pas être appliquée lorsque l'air d'échappement est dirigé en tout ou partie vers l'avant du projecteur. Dans le cas où le gaz d'échappement d'une turbine est dirigé vers l'avant du projecteur, plus le débit de gaz 2906162 2 d'entraînement de la turbine est élevé, plus la partie avant du projecteur risque d'être refroidie jusqu'à une température où des gouttelettes d'eau sont susceptibles de se former par condensation sur la partie avant du 5 projecteur. Ce phénomène est de plus en plus marqué à cause de la généralisation des peintures hydrodiluables qui sont appliquées dans des conditions d'humidité relatives importantes. Les débits de pulvérisation ont tendance à augmenter, ce qui nécessite des turbines tournant de plus 10 en plus vite, avec une consommation d'air d'entraînement, et donc un rejet d'air d'échappement, de plus en plus importants. En outre, certaines normes imposent que l'enveloppe externe disposée à l'avant d'un projecteur soit portée au 15 même potentiel électrique que la turbine, ceci afin de diminuer les risques d'explosion. Cette enveloppe externe et la turbine sont généralement métalliques et, en pratique, reliées par une pièce de liaison également métallique. Cette mise en continuité électrique entre la 20 turbine et l'enveloppe externe induit également une mise en continuité thermique, la pièce de liaison jouant le rôle d'un pont thermique entre la turbine et l'enveloppe externe, ce qui a tendance à abaisser fortement la température de l'enveloppe externe, en favorisant le risque 25 de condensation. Dans le cas des projecteurs électrostatiques, la partie avant de l'enveloppe externe est le plus souvent conductrice, notamment métallique, ce qui permet de la porter à la haute tension afin de repousser les particules de peinture chargées 30 électrostatiquement. Ainsi, dans les matériels connus, la partie avant d'un projecteur rotatif dans lequel une partie au moins de l'air d'échappement de la turbine est évacuée par l'avant a tendance à se couvrir de gouttelettes de 2906162 3 condensation du fait que son enveloppe externe est à une température basse. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un 5 nouveau projecteur avec lequel les risques de condensation sont fortement diminués. A cet effet, l'invention concerne un projecteur rotatif de produit de revêtement comprenant une turbine pneumatique d'entraînement en rotation d'un organe rotatif 10 de pulvérisation ainsi que des moyens d'amenée d'un flux d'air de jupe au voisinage de cet organe rotatif, le gaz d'échappement de la turbine s'écoulant, pour partie au moins, en direction de l'avant du projecteur. Ce projecteur est caractérisé en ce que le volume d'écoulement du gaz 15 d'échappement vers l'avant du projecteur est situé radialement à l'intérieur d'un volume d'écoulement de l'air de jupe. Grâce à l'invention, l'air de jupe, qui s'écoule en direction de l'organe rotatif de pulvérisation, forme une 20 couche d'isolation thermique dynamique entre les parties internes du projecteur, dans lesquelles est ménagé le volume d'écoulement du gaz d'échappement à basse température, et son enveloppe externe dont la température peut rester à un niveau évitant les risques de 25 condensation. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel projecteur peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises dans toute combinaison techniquement admissible : 30 - Le projecteur comprend un corps définissant un logement de réception de la turbine, ainsi qu'un capot monté autour de ce corps et définissant la surface extérieure du projecteur au voisinage de l'organe rotatif, alors que le volume d'écoulement du gaz d'échappement vers 2906162 4 l'avant du projecteur est défini, au moins en partie, radialement à l'intérieur du corps et que le volume d'écoulement de l'air de jupe est défini, au moins en partie, entre le corps et le capot. 5 - Le corps est monté sur un support, avec interposition d'un joint d'étanchéité dans une zone de contact, entre le corps et le support, qui sépare le volume d'écoulement du gaz d'échappement vers l'avant du projecteur du volume d'écoulement de l'air de jupe. 10 - Le capot est pourvu d'un taraudage de vissage sur un filet ménagé sur un support, ce taraudage et/ou ce filet étant pourvu d'au moins un méplat définissant un chemin d'écoulement de l'air de jupe. - Le ou chaque méplat est ménagé dans le filet, 15 radialement à l'extérieur, par rapport à l'axe de rotation de l'organe rotatif, et dans le même secteur angulaire qu'un tronçon, orienté selon une direction globalement radiale par rapport à l'axe de rotation, du chemin d'écoulement du gaz d'échappement de la turbine. 20 - Le projecteur comprend au moins une pièce de liaison électrique entre la turbine et le capot, cette pièce étant en contact direct avec le flux d'air de jupe. La pièce de liaison est avantageusement pourvue d'un perçage de passage d'une partie du flux d'air de jupe. 25 - Le projecteur comprend une bague rapportée autour du capot et reçue dans un logement ménagé à la périphérie du projecteur en étant comprimée selon une direction parallèle à l'axe de rotation de l'organe rotatif. Lorsque cette bague est en place dans son 30 logement, elle délimite radialement vers l'extérieur, par rapport à l'axe de rotation de l'organe rotatif, un volume annulaire creux entourant une partie du capot. De façon avantageuse, la bague entoure radialement le ou chaque 2906162 5 tronçon radial du chemin d'écoulement des gaz d'échappement et/ou la ou chaque pièce de liaison électrique. L'invention concerne également une installation de projection de produit de revêtement qui comprend au moins 5 un projecteur tel que mentionné ci-dessus. Une telle installation est plus facile à installer, plus aisée à régler et plus économique à faire fonctionner que les installations connues, tout particulièrement dans la mesure où les précautions à prendre pour la régulation de la 10 température et de l'humidité de l'air ambiant peuvent être largement simplifiées. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celles-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un 15 projecteur conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un projecteur conforme à l'invention ; 20 - la figure 2 est une coupe axiale du projecteur de la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe selon la ligne III-III à la figure 2 ; et - la figure 4 est une vue à plus grande échelle, 25 d'un support appartenant au projecteur des figures 1 à 3. Le projecteur 1 représenté sur les figures est un projecteur électrostatique de produit de revêtement liquide hydrosoluble. Ce projecteur comprend un support 2 formant base dans lequel sont définis un certain nombre de conduits 30 de circulation de fluide et de courant électrique, ces conduits n'étant pas représentés aux figures 2 et 3 pour la clarté du dessin. Ces conduits débouchent, pour la plupart, sur la face avant 21 du support 2, c'est-à-dire sa face 2906162 6 tournée du côté des objets à revêtir lorsque le projecteur 1 est en fonctionnement. Le projecteur 1 comprend également un injecteur 3 de produit de revêtement de forme allongée et destiné à être 5 aligné sur un axe central et longitudinal X1-X'1 du projecteur 1 autour duquel sont mises en rotation ses parties tournantes. Une turbine 4 représentée très schématiquement sur les figures est destinée à être montée sur le support 2, du 10 côté de sa face avant 21, l'injecteur 3 étant alors introduit dans un logement central 41 de la turbine 4. La turbine 4 est réalisée en métal. Un corps 5 est rapporté autour de la turbine 4 lorsqu'elle est en place sur le support 2, ce corps 5 étant 15 partiellement engagé dans un logement circulaire 22 formé au niveau de la face avant 21 du support 2. Le corps 5 est pourvu, à la périphérie de son extrémité 51 destiné à être engagé dans le logement 22, d'une gorge 52 dans laquelle est reçu un joint torique 53 qui porte contre la surface 20 radiale interne d'une jupe 23 délimitant radialement le logement 22. Le corps 5 est creux et définit un logement 54 dans lequel est reçue, avec jeu, la turbine 4. Le corps 5 est réalisé en matériau plastique, ce qui 25 lui confère des propriétés d'isolation thermique satisfaisantes. En particulier, il est thermiquement plus isolant qu'un métal. A titre d'exemple, le corps 5 peut être réalisé en POM-C (polyoxymethylène-copolymère) Le projecteur 1 comprend également une bague 6 en 30 matériau plastique destinée à être rapportée autour de certaines autres parties constitutives de ce projecteur, ainsi que cela ressort des explications qui suivent. Un capot 7 est prévu pour être monté sur le support 2 et autour du corps 5 afin de protéger les éléments 3 à 5. 2906162 7 Ce capot 7 est métallique et comprend une partie principale avant 71 globalement tronconique ainsi qu'une partie arrière cylindrique 72 à section circulaire destinée à venir en prise avec le support 2. Pour ce faire, la partie 5 72 est pourvue d'un taraudage 73 prévu pour être vissé sur un filet 24 ménagé sur l'extérieur de la jupe 23. Le projecteur 1 comprend également un bol de pulvérisation 8 qui, en fonctionnement, est monté sur le rotor de la turbine 4 et tourne autour de l'axe X1-X'1. 10 Le projecteur 1 comprend également une unité haute tension non représentée permettant de porter le produit de revêtement à un potentiel électrique prédéterminé, par exemple de -60kV, lorsqu'il quitte le bol 8. Cette unité peut être électriquement raccordée au bol 8. 15 Au sens de la présente invention, l'avant du projecteur est constitué par le bol 8 et la partie des éléments 5 et 7 qui entoure ce bol. L'avant du projecteur est tourné vers les objets à revêtir lorsque le projecteur 1 est en fonctionnement. L'arrière du projecteur correspond 20 à la partie opposée à l'avant du projecteur. Pour entraîner en rotation le bol 8, la turbine 4 est alimentée en air d'entraînement, étant entendu qu'un autre gaz pourrait, le cas échéant, être utilisé dans ce but. Une fois qu'il a interagit avec les aubes ou pales de la 25 turbine, l'air doit être évacué sous la forme d'air d'échappement de la turbine, ce que représentent les flèches F1 à la figure 2. Le flux F1 d'air d'échappement, qui a une température basse pouvant atteindre -25 C, s'écoule pour partie dans un 30 conduit 25 ménagé dans le support 2. Selon un aspect qui n'est pas représenté, ce conduit peut être équipé d'un manchon interne, en faisant application de l'invention décrite dans la demande de brevet français 2 860 996. 2906162 8 Une autre partie du flux F1 d'air d'échappement de la turbine 4 s'écoule en direction de l'avant du projecteur. Pour ce faire, l'air d'échappement passe dans une gorge 26 globalement en forme d'arc de cercle ménagée dans le fond 5 d'un logement 27, concentrique au logement 22 et dans lequel est reçue la partie arrière de la turbine 4. A partir de la gorge 26 s'étendent, radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe X1-X'1, trois gorges formant des canaux 28 qui débordent radialement de la turbine 4. 10 Ainsi, les canaux radiaux 28 sont raccordés au logement 54, ce qui permet à une partie du flux F1 de s'écouler dans le logement 54, autour de la turbine 4 et radialement à l'intérieur du corps 5, jusqu'au voisinage du bol 8. Il est à noter ici que le conduit 25 n'est pas 15 obligatoire et que la totalité du flux F1 d'air d'échappement de la turbine peut être dirigé vers l'avant du projecteur 1. La gorge 26, les canaux 28 et le logement 54 définissent ensemble un volume V1 d'écoulement de l'air d'échappement de la turbine vers l'avant du projecteur 1. 20 De l'air de jupe est utilisée pour conformer le nuage de produit de revêtement quittant le bol 8. Cet air de jupe est amenée vers l'avant du support 2 par plusieurs conduits 29 parallèles à l'axe X1-X'1 et débouchant dans une gorge 30 ménagée radialement à l'extérieur de la jupe 23. En 25 variante, les conduits 29 peuvent ne pas être parallèles à l'axe X1-X1' . Lorsque le capot 7 est vissé par son taraudage 73 sur le filet 24, il recouvre la gorge 30 qui forme ainsi une chambre de répartition circonférentielle de l'air de jupe 30 autour de l'axe X1-X' 1. Le filet 24 est pourvu de trois méplats 24a régulièrement répartis autour de l'axe X1-X'1. Grâce à ces méplats, le flux d'air de jupe, représenté par les flèches F2 à la figure 2, peut quitter la chambre constituée par la 2906162 9 gorge 30 et pénétrer dans un canal tronconique 74 défini entre la surface interne de la partie 71 et la surface externe du corps 5 qui fait saillie au-delà du support 2. Le capot 7 est relié électriquement à la turbine 4 au 5 moyen de trois tiges 9 qui s'étendent radialement et légèrement vers l'avant en étant engagées autour de trois pions 42 appartenant à la turbine 4. Chaque tige 9 est pourvue d'un perçage de passage d'un pion 42 et est reçue dans un logement correspondant ménagé dans le support 2. Le 10 logement de réception de chaque tige 9 s'étend jusqu'au niveau du filet 24 où son débouché forme un orifice 24b. Lors de la fabrication du projecteur 1, les trois tiges 9 sont mises en place dans leurs logements respectifs en dépassant radialement à l'extérieur de la jupe 23. Lors 15 de l'usinage du filet 24 sur la jupe 23, la partie externe de chaque tige 9 est également usinée et pourvue de filets 94 qui constituent une partie du filetage 24. Ainsi, lorsque le capot 7 est vissé sur le support 2, un contact intime entre les tiges 9 et la partie 72 a lieu 20 grâce aux filets 94 et au taraudage 73, ce qui assure une bonne conductivité électrique entre ces tiges 9 et ce capot 7. La turbine 4 et le capot 7 sont ainsi portées au même potentiel électrique. Chaque tige 9 est pourvue d'un perçage 92 qui est 25 aligné avec un canal 29' s'étendant entre la chambre 30 et le canal 74 en configuration montée du projecteur 1. Ainsi, le flux F2 d'air de jupe traverse chaque tige 9 au niveau de son perçage 92. On note par ailleurs 29" l'interstice existant entre 30 le support 2 et le capot 7 au niveau de chaque méplat 24a. La réunion des canaux 29', des interstices 29", de la chambre 30 et du canal 74, forme un volume V2 d'écoulement de l'air de jupe jusqu'à un débouché annulaire D défini par les extrémités avant 55 et 75 du corps 5 et du capot 7. 2906162 10 L'écoulement de flux F2 d'air de jupe dans le volume V2, permet d'isoler thermiquement le capot 71 du flux F1 d'air d'échappement. En pratique, le corps 5 forme une zone d'isolation 5 statique, entre le flux F1 d'air d'échappement de la turbine et la surface extérieure 76 du capot 7, alors que le volume V2 forme une zone d'isolation dynamique, de par l'écoulement du flux F2. On peut considérer que le flux F2 d'air de jupe permet d'amener dans la zone avant du projecteur 1, c'est- 10 à-dire autour de la turbine 4, des calories qui contrebalancent la tendance à un abaissement de la température de cette partie avant qui résulte de l'écoulement de l'air froid d'échappement de la turbine. L'invention est efficace, alors même que les tiges 9 15 auraient tendance à refroidir le capot 7 du fait de leur haute conductivité thermique. En effet, le passage de l'air de jupe dans les perçages 92 a pour effet d'éviter que les parties externes des tiges 9 qui sont pourvues des filets 94 aient une température très basse. 20 Les méplats 24a sont répartis de telle sorte que les interstices 29" sont disposés radialement autour et dans le même secteur angulaire que les canaux 28, ce qui permet d'isoler le flux F1 de l'extérieur du projecteur 1. En outre, la bague 6 permet d'isoler la surface 25 externe du projecteur 1 de ces tiges. La bague 6 est reçue dans un logement formé autour de la partie 72 entre un épaulement externe 77 du capot 7 et un épaulement en regard 31 formé sur le support 2. La largeur axiale g6 de la bague 6, c'est-à-dire sa largeur prise parallèlement à l'axe X1- 30 X'1 sans contrainte, est légèrement supérieure à la distance entre les épaulements 77 et 31 lorsque le capot 7 est vissé sur le support 2. Ainsi, la bague 6 est reçue en place autour de la partie 72 en étant légèrement comprimée axialement, c'est-à-dire parallèlement à l'axe X1-X'1, ce 2906162 11 qui assure une bonne étanchéité. La bague 6 est avantageusement réalisée dans un matériau lui permettant d'assurer une fonction de joint, tel que du polytetrafluoroét-lylène (PTFE) 5 Comme il ressort plus particulièrement de la figure 2, la bague 6 est pourvue de deux talons internes 61 qui viennent en appui contre la surface externe de la partie 72, de telle sorte qu'est ménagé un volume annulaire creux V3 qui contribue à isoler thermiquement la surface radiale 10 externe 62 de la bague 6 vis-à-vis de la partie 72, sur l'essentiel de sa largeur. En outre, la bague 6 est réalisée dans un matériau thermiquement moins conducteur que le métal constitutif du capot 7. Ainsi, la bague 6 remplit, outre sa fonction d'étanchéité due à sa 15 compression axiale, une fonction d'isolation thermique en définissant un joint d'air statique, formé par le volume V3, autour de la zone la plus critique en ce qui concerne le risque de condensation, à savoir la partie 72 du capot 7. En effet, de par sa position, la bague 6 entoure 20 radialement à la fois les tiges 9 et les conduits 28 qui constituent des points froids du projecteur 1. Selon une variante non représentée de l'invention, des méplats pourraient être prévus dans le taraudage 73, avec la même fonction que les méplats 24a qui pourraient alors 25 être supprimés, voire conservés. L'invention a été représentée lors de sa mise en oeuvre avec un projecteur de produit de revêtement liquide. Elle est toutefois applicable aux projecteurs de produits de revêtement pulvérulent. 30 L'invention a été représentée en relation avec un projecteur de produit de revêtement électrostatique. Elle est toutefois applicable avec un projecteur non électrostatique. Un gaz autre que de l'air pourrait être 2906162 12 utilisé pour entraîner la turbine dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Projecteur rotatif de produit de revêtement comprenant une turbine pneumatique (4) d'entraînement en rotation d'un organe rotatif de pulvérisation (8) ainsi que des moyens (7, 29) d'amenée d'un flux (F2) d'air de jupe au voisinage (D) de l'organe rotatif, le gaz d'échappement de la turbine s'écoulant (F1), pour partie au moins, en direction de l'avant du projecteur, caractérisé en ce que le volume (V1) d'écoulement du gaz d'échappement (F1) vers l'avant (D) du projecteur (1) est situé radialement à l'intérieur d'un volume (V2) d'écoulement de l'air de jupe (F2). 2. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (5) définissant un logement (54) de réception de la turbine (4) et un capot (7) monté autour du corps et définissant la surface extérieure (76) du projecteur au voisinage de l'organe rotatif (8), et en ce que le volume d'écoulement (V1) du gaz d'échappement vers l'avant (D) du projecteur (1) est défini au moins en partie radialement à l'intérieur du corps, alors que le volume d'écoulement (V2) de l'air de jupe est défini, au moins en partie, entre le corps et le capot. 3. Projecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps (5) est monté sur un support (2) avec interposition d'un joint d'étanchéité (53) dans une zone de contact (22/51), entre le corps et le support, qui sépare le volume d'écoulement (V1) du gaz d'échappement (F1) vers l'avant du projecteur du volume (V2) d'écoulement de l'air de jupe (F2). 4. Projecteur selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le capot (7) est pourvu d'un taraudage (73) de vissage sur un filet (24) ménagé sur un 2906162 14 support (2), le taraudage ou le filet étant pourvus d'au moins un méplat (24a) définissant un chemin (29") d'écoulement de l'air de jupe (F2). 5. Projecteur selon la revendication 4, caractérisé en 5 ce que le ou chaque méplat (24a) est ménagé dans le filet, radialement à l'extérieur, par rapport à l'axe (X1-X'1) de rotation de l'organe rotatif (8), et dans le même secteur angulaire qu'un tronçon (28), orienté selon une direction globalement radiale par rapport à l'axe de rotation, du 10 volume d'écoulement (V1) du gaz d'échappement de la turbine. 6. Projecteur selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une pièce (9) de liaison électrique entre la turbine (4) et le capot (7) et en ce que cette pièce est en contact direct avec le flux 15 d'air de jupe (F2). 7. Projecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce de liaison (9) est pourvue d'un perçage (92) de passage d'une partie du flux d'air de jupe (F2). 8. Projecteur selon l'une des revendications 2 à 7, 20 caractérisé en ce qu'il comprend une bague (6) rapportée autour du capot (7) et reçue dans un logement ménagé à la périphérie du projecteur (1), cette bague étant comprimée selon une direction parallèle à l'axe de rotation (X1-X'1) de l'organe rotatif (8). 25 9. Projecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que, lorsque la bague (6) est en place dans son logement, elle délimite radialement vers l'extérieur, par rapport à l'axe de rotation (X1-X'1) de l'organe rotatif (8), un volume annulaire creux (V3) entourant une partie 30 (72) du capot (7). 10. Projecteur selon l'une des revendications 8 ou 9 en combinaison avec l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que, lorsque la bague (6) est en place dans son logement, elle entoure radialement le ou chaque 2906162 15 tronçon radial (28) du chemin d'écoulement (V1) du gaz d'échappement (F]) et/ou la ou chaque pièce de liaison électrique (9). 11. Installation de projection de produit de 5 revêtement comprenant au moins un projecteur (1) selon l'une des revendications précédentes.