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PROCEDE ET DISPOSITIF DE PRODUCTION DE CHAMPS ELECTRO-STATIQUES.
On a de plus en plus besoin dans la technique et dans l'industrie de champs électro-statiques afin de pouvoir appliquer certains procédés de travail. Un de ces procédés, par exemple, consiste à communiquer à une matière textile à brins courts un potentiel électro-statique élevé tandis qu'on met à la terre un objet quelconque qui est souvent constitué par un support d'un type quelconque porteur de colle, rendu adhésif, ou bien adhésif de lui-même.
On peut aussi procéder de façon inverse. Sous l'influence des différences de potentiel, les brinss des fibres se dressent parallèlement les uns aux autres et pénètrent en même temps, à grande vitesse, dans la couche adhésive dans laquelle ils se trouvent fixés, de sorte qu'après durcissement de l'adhésif, on obtient des revêtements veloutés ou semblables à des peaux brutes.
Pour produire de semblables champs électro-statiques, on se sert de toute une série de dispositifs et appareils qui sont connus sous le nom d' électrophores, de machines à influence,, etc... Ce genre de dispositifs ne convient pas à une utilisation technico-industrielle en raison de leur faible puissance et de leurs autres inconvénients. Au contraire, les transformateurs à haute tension, qui sont alimentés en courant par un réseau, conviennent à des fabrications en assez grande série comme, par exemple, celles s'opérant par des procédés en continu., aux travaux à la chaîne., etc...
Des transformateurs de réseau à tension de sortie d'un ordre de grandeur de 10 à 100 KV supposent toutefois une exécution particulière avec des isolants de haute qualité, ce qui conduit à des installations lourdes, encombrantes et chères qui, du fait de la-nécessité d'une protection contre, les contacts involontaires, entraînent toute une série d'incommodes dispositifs auxiliaires et de mesures spéciales.
La présente invention repose;, au contraire, sur la constatation qu'il n'est pas besoin d'un tel déploiement de moyens dans la plupart des cas, ou encore qu'un tel déploiement est sans aucun rapport avec la puissance
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réellement nécessaire et utilisée. Sous ce rapport, des essais assez approfon- dis ont déjà montré que pour dresser et accélérer une matière textile à fibres courtes, on peut opérer dans tous les cas se présentant en pratique avec une puissance électrique étonnament faible sans que les produits obtenus se dif- férencient de ceux pour la fabrication desquels on a utilisé un déploiement considérablement plus grand de dispositifs et d'appareils électriques.
Il en résulte, suivant une conclusion qui conduit à l'invention, qu'on peut utiliser des moyens dont il n'est fait absolument aucun emploi en électro-technique pra- tique, en raison de leur puissance extrêmement faible, sans qu'il faille pour cela abandonner l'avantage que ces appareils sont disponibles à des prix ex- trêmement bas parce qu'il est nécessaire de les fabriquer en série ou en gran- de quantité pour d'autres domaines totalement différents de la technique. Eu égard aux très faibles puissances mises en jeu, il est possible de renoncer à toute protection contre les contacts involontaires, de sorte que la nécessi- té des isolants coûteux, des blindages, capotages, mises à la terre, ainsi que de toutes autres mesures gênantes pour les gestes des mains, disparaissent en même temps.
Basé sur ces constatations, le procédé objet de l'invention, qui est destiné à la production de champs électro-statiques, est remarquable no- tamment en ce que des impulsions de courant envoyées dans une bobine d'alluma- ge sont portées par celle-ci à un voltage élevé, et que le courant à haute ten- sion est redressé et utilisé ensuite pour produire le champ électro-statique.
Les bobines d'allumage de ce genre constituent un accessoire bien connu de la technique des moteurs. Etant donné que les bobines d'allumage à un noyau sont fabriquées en grande quantité, elles sont bien meilleur marché que les transformateurs haute tension. Leur tension primaire qui se situe aux environs de 6 à 24 V est extrêmement basse, tandis que, d'autre part, leur ten- sion de sortie peut être portée sans difficultés à la valeur voulue.
Il est bien connu aussi que les bobines d'allumage ont la propriété de fonctionner sous des impulsions des types les plus divers, même sous des impulsions de cou- rant continu, cependant que d'un autre côté existe la possibilité d'un fonc- tionnement sous courant alternatif pris à un réseau, à la condition que la tension de ce courant soit abaissée à la tension d'excitation d'un circuit- rupteur, à la tension du primaire de la bobine d'allumage et à la tension de chauffage d'une lampe redresseuse, que la tension du courant envoyé à la bobine d'allumage soit élevée par celle-ci, que le courant à haute tension soit redressé et le champ électro-statique ,engendré par ce dernier.
Dans le cas où, au contraire, le courant pris au réseau est disponible sous forme de courant continu, on peut en abaisser la tension par des résistances pour l'a- mener à la tension du primaire de la bobine d'allumage et à la tension de chauffage d'une lampe redresseuse, après quoi les impulsions de courant en- voyées à la bobine d'allumage ont leur tension élevée par cette dernière. Le courant à haute tension est alors redressé et sert à créer le champ électro- statique. Si l'on branche en parallèle une batterie-tampon sur le réseau, de préférence à basse tension, on obtient les avantages bien connus d'une telle batterie-tampon. On peut aussi travailler directement avec des batteries ou directement avec du courant continu à basse tension.
Les dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé sont avan- tageusement remarquables notamment en ce que la bobine d'allumage est reliée à une source d'impulsions de courant, bobine à la sortie de laquelle est bran- ché un redresseur destiné à engendre le champ électro-statique. On peut uti- liser comme source d'impulsions tous les dispositifs connus de la technique, comme les rupteurs mécaniques, les circuits rupteurs, etc...
Dans le cas de beaucoup le plus courant où l'on dispose d'un réseau à courant alternatif, le dispositif agencé conformément à l'invention est remarquable par un transfor- mateur d'entrée à trois enroulements, pour abaisser la tension du réseau à la tension d'excitation du circuit rupteur, à la tension primaire de la bobine d'allumage, et à la tension de chauffage d'une lampe redresseuse, des moyens
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tels étant connectés à la sortie du transformateur que le courant formé dans le circuit rupteur à sa tension élevée dans la bobine d'allumage, est rendu continu dans le redresseur et utilisé pour engendrer le champ élec- trique .
On obtient de cette façon des installations extrêmement ramas- sées, bien que, toutefois, il soit nécessaire de prendre des mesures spé- ciales afin d'éviter une interférence mutuelle nuisible des divers éléments.
Il s'est avéré qu'il était extrêmement avantageux de réaliser celui des en- roulements qui, dans le transformateur d'entrée, sert à produire la ten- sion de chauffage, sous forme d'une bobine sensiblement en forme de fer à cheval, logée dans une gaine tubulaire hautement isolante, faite par exemple en résines acryliques, de sorte que la haute tension qui existe dans la lam- pe redresseuse n'influence par les autres enroulements du transformateur par l'intermédiaire de la connection de chauffage. Pour la même raison., il est bon aussi de constituer l'organe qui porte la douille de la lampe redresseuse de plusieurs parties ayant des valeurs isolantes différentes, par exemple, en résines acryliquespresspahn, pertinax, etc,,, afin d'éviter sûrement l'ap- parition de courants de fuite.
Sur le dessin ci-joint,-on a représenté plusieurs exemples de réa- lisation de l'invention. Dans ce dessin g la fig. 1 donne le schéma de montage d'un dispositif dans lequel le champ électro-statique est,.engendré par le courant alternatif pris à un réseau. la fig. 2 donne le schéma de montage d'un dispositif dans lequel le courant est fourni par une batterie d'accumulateurs. la fig. 3 reproduit le schéma de montage d'un dispositif dans lequel on dispose, comme source de courant,, d'un courant continu à basse tension, tandis que dans l'exemple de réalisation que représente la fig. 4, il s'agit d'un dispositif dans lequel la source de courant disponible est un réseau usuel à courant continu à haute tension.
- Dans l'exemple de réalisation suivant la fig. 1, on a désigné par 1 et 2 les branchements sur le réseau à courant alternatif, branchements qui vont au côté haute tension 3 du transformateur d'entrée 4. Du côté de sa basse tension, celui-ci comporte les enroulements 5, 6 et 7. l'enroulement 5 servant à créer la tension de chauffage de la lampe redresseuse 8, l'enrou- lement 6 la tension primaire de la bobine d'allumage 9 à noyau unique, et l'enroulement 7 la tension d'excitation du circuit rupteur 10. Dans la bobine 9 se produit l'élévation de tension du courant de marche amené à la bobine, courant qui est redressé dans la lampe redresseuse 8, de sorte qu'on peut cap- ter en 11 le champ électro-statique et le faire agir en 12.
Sur ce schéma de montage, on a indiqué en ligne pointillée une gaine tubulaire faite en résines acryliques ou autres matériaux à grand pouvoir isolante gaine qui entoure l'enroulement 5 du transformateur et dont le prolongement jusqu'au filament de chauffage de la lampe redresseuse 8 lui fait prendre une forme en fer à che- val que, pour améliorer la compréhension, on a représentée comme étant dans le plan du dessin alors que, dans la réalité, il est évident qu'elle se trouve perpendiculaire à ce plan et entoure la culasse du transformateur.
Dans l'exemple de réalisation suivant la fig. 2, la source de cou- rant est constituée par une batterie d'accumulateurs 13 dont les éléments 14 et 15 fournissent la tension de chauffage pour la lampe redresseuse 8. Le courant d'alimentation du dispositif 16 fournissant les impulsions de courant est pris en 17. Les impulsions de courant sont envoyées à la bobine d'alluma- ge 9 à noyau unique.
L'exemple de réalisation suivant la fig. 3 correspond à celui de
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la fig. 2, avec cette différence que la batterie d'accumulateurs 16 est branchée en parallèle avec le réseau à courant continu aux points de bran- chement 18, 19ceci à la condition que la source de courant continu, tel par exemple un redresseur sec, fournisse un courant continu à basse ten- sion correspondante.
Enfin, dans l'exemple de réalisation représenté à la fig. 4, on part d'un réseau à courant continu à haute tension usuelle. Dans ce cas, la tension est abaissée par des résistances 20 à la tension de chauffage de la lampe 8 et à la tension primaire de la bobine d'allumage 9 à noyau unique.
Lorsqu'on a dit ci-dessus que les appareils établis conformément à l'invention ne nécessitaient aucune protection contre les contacts involon- taires, cela ne voulait pas dire que cette protection ne peut pas tout de mê- me être avantageuse. Il s'est avéré à cet égard qu'il était particulièrement indiqué de constituer les pièces conductrices du potentiel par un support pourvu de revêtements en matériaux isolants, comme de la laque, renfermant un semi-conducteur comme du graphite. IL est avant tout avantageux de faire agir le potentiel par l'intermédiaire d'un semi-conducteur. On arrive ainsi à en- gendrer un champ électro-statique correspondant à l'étendue du semi-conduc- teur et à sa répartition, et l'isolateur constitue une protection suffisante contre les contacts.
De préférence, le support même forme conducteur et est re- lié au redresseur. On peut toutefois tout aussi bien prévoir, à cet effet, des éléments spéciaux qui peuvent être noyés dans une masse isolante entre le re- vêtement et le support. Pour constituer les parties conductrices du potentiel, on peut utiliser principalement des plateaux, des électrodes, en forme de pla- ques ou de cuvettes réceptrices, pour recevoir les articles à charger,des moyens de maniement situés sur le produit en forme de bande', etc... Il rentre dans le cadre de l'invention d'utiliser les champs électro-statiques engendrés de la manière proposée partout où on est appelé à faire agir sans danger un champ haute tension avec un appareillage relativement réduit.
Ceci vaut aussi bien pour les utilisations technico-industrielles que pour les applications médicales, les travaux scientifiques, les recherches, etc...
REVENDICATIONS
1. - Procédé de création de champs électrostatiques, caractérisé en ce que des impulsions de courant sont envoyées à une bobine d'allumage qui en élève la tension et que le courant haute tension obtenu est redressé et u- tilisé à engendrer le champ électro-statique.