Dispositif pour l'application ou la pulvérisa-
tion électrostatique de particules de matière.
"Dispositif pour l'application ou la pulvérisation électrostatique de particules de matière" ionisé formé par suite de l'ionisation de l'air peut être dangereux pour la santé et peut charger les objets se trouvant à proximité, ce qui provoque, lors du contact avec les objets de ce type, des coups électriques et qui crée des .risques d'étincelle et de feu. La répartition de la charge irrégulière des particules pulvérisées constitue un autre ,inconvénient.
Les dispositifs appartenant au second groupe disposent, en plus de l'électrode haute tension pour la charge, d'une électrode auxiliaire mise à la terre. La matière à pulvériser parvient, en traversant l'installation, au contact de l'électrode à haute tension et absorbe la charge à partir du champ intense produit par l'électrode auxiliaire. Ce procédé doit être considéré comme un procédé moderne et qui apporte un progrés étant donné que l'on ne doit prévoir aucune électrode extérieure et que la tension de fonctionnement est relativement faible, c'est-à-dire de l'ordre de 20 à 30kV. L'utilisation de ce procédé est toutefois limité étant donné que dans le cas des matières difficiles à charger et présentant une grande résistance spécifique, en premier lieu les produits
en forme de .poudre, le degré d'efficacité est relativement faible.
Les dispositifs appartenant au troisième groupe ne comportent pas d'électrode haute tension. La matière à appliquer ou à pulvériser reçoit sa charge par électricité statique. Un potentiel électrique important produit par une source de tension spéciale n'est donc pas nécessaire. Un inconvénient de cette solution réside toutefois dans le fait que le procédé n'est efficace que pour les substances en poudre et qu'en raison de l'absence d'une électrode haute tension et
du champ de force produit par cette dernière, le degré d'efficacité de ce dispositif n'atteint généralement pas le degré d'efficacité des systèmes à électrode.
On connaît également un dispositif de pulvérisation présentant les caractéristiques précitées (publication de la
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lequel pour charger des particules de peinture, ces dernières sont guidées au moins partiellement à contre courant du vent ionisé qui est produit par .une électrode de décharge pointue prévue à l'extérieur en avant du débouché du diffuseur de sortie, l'électrode de décharge étant disposée à hauteur de l'axe longitudinal du jet de peinture et dirigée en direction
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est formée par la bague d'injecteur entourant ; 1 ' ouverture de sortie .Ces deux .systèmes à électrode sont entourés par ' un tube isolé. Etant donné que 1 ' effluve électrique dirigée vers l'orifice de sortie forme -une importante concentration d'ions . dans l'atmosphère, qui traverse le flux de particules de' peinture atomisé dans une direction opposée au déplacement
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particules -.de peinture. Ce dispositif connu est prévu toutefois essentiellement pour les peintures liquides. Par contre, ce dispositif pour les matières présentant une résistance spécifique élevée, par exemple les matières en poudre, présen-
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La présente invention a donc pour but de créer un dispositif pour l'application ou la pulvérisation électrostatique de particules de matière, telles que des matières en poudre, des fibres ou de la peinture, avec lequel on obtient une , charge plus intense et plus régulière des particules à appliquer tout en disposant d'une tension de décharge faible . '
Conformément à l'invention, ce but est obtenu avec.,un dispositif du type précité par le fait que l'électrode de décharge et la contre-électrode sont disposées à l'intérieur d'un canal d'amenée, en avant du .diffuseur de sortie dans un volume de décharge formé par ledit canal d'amenée et entouré ;
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antérieur et l'on peut travailler simultanément avec des tensions plus faibles. Dans le volume de décharge prévu suivant la présente invention à l'intérieur du canal d'amenée, dans lequel les particules de matière à appliquer sont chargées à contre courant du sens d'écoulement des ions, les particules de matière à charger sont retenues au niveau des électrodes dans le canal d'amenée et guidées d'une manière prédéterminée si bien que la charge est très intense et régulière. Après avoir passé l'électrode de décharge pointue située en aval, les particules de matière sont guidées en direction du flux d'ions dans le champ de forces entre le pistolet de pulvérisation et l'objet à recouvrir connecté à un potentiel -opposé.
On connaît déjà des pistolets de pulvérisation de peinture (brevet suisse N[deg.] 521.173) dans lesquels une paire d'électrodes disposées à un certain écartement l'une de l'autre dans le sens de l'écoulement,est disposée à l'intérieur de la tête de.pulvérisation en avant, du débouché de cette dernière. Toutefois, les électrodes se trouvent dans la partie évasée du diffuseur de sortie. Par ailleurs elles ne sont pas de polarité inverse si bien qu'elles ne constituent pas une paire d'électrodes formée d'une électrode de décharge
et d'une contre électrode. Au contraire, dans ce dispositif connu, il s'agit de deux électrodes de décharge qui coopèrent avec la pièce à laquer servant de contre-électrode. D'une manière correspondante, les électrodes sont orientées vers la pièce à traiter si bien qu'il n'y a pas de guidage du flux de peinture à contre courant du vent ionisé.
Les particules devant être déposées, chargées de manière régulière et intense suivant la présente invention, se déposent après la charge soit directement par leur propre . charge ou au moyen d'une charge supplémentaire dans le champ de forces extérieur formé entre l'électrode de charge et l'objet à traiter avec une énergie augmentée par l'effet du champ de forces extérieur, sur l'objet à traiter.
Par ailleurs, grâce à l'invention, on obtient un autre
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l'intérieur du canai d'amenée offre une plus grande sécurité étant donné que de cette façon en plus de la tension de décharge faible, les deux électrodes ne sont pas disposées librement à l'extérieur du dispositif si bien qu'il n'y a aucun risque de contact, ni d'étincelle et de feu et que par ailleurs le vent ionisé formé par l'ionisation de l'air est produit en étant protégé à l'intérieur du dispositif. Par la disposition conforme à l'invention, on peut travailler avec des tensions beaucoup plus faibles, de l'ordre de 40 à
60kV en obtenant un revêtement de surface irréprochable pour les produits en poudre et pour-les produits- se présentant sous forme de fibres.
La charge des particules de matière obtenue suivant l'invention est encore plus intense et plus régulière lorsque
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volume de décharge présente une partie évasée se raccordant en aval de la contre électrode à cette dernière. De cette façon, les particules de matière entrant à grande vitesse . dans le champ électrique dans le volume de décharge sont freinées, ce qui améliore l'intensité de la charge. Suivant
une autre caractéristique de l'invention, ceci est encore amélioré par le fait que le volume de décharge est rétréci en aval de la partie évasée précitée et que dans cette partie rétrécie est disposée la pointe de l'électrode de décharge.
Ainsi, les particules de matière après avoir quitté le champ électrique subissent une plus forte accélération.
Il est par ailleurs avantageux de prolonger l'électrode de décharge dans le sens de l'écoulement au-delà du diffuseur de sortie, cette électrode se terminant à cet emplacement par une pointe. De cette façon on peut former un champ de forcesimportant supplémentaire entre la pointe extérieure de l'électrode de décharge et l'objet à traiter si bien que les particules de matière chargées seront encore améliorées.
Sur une autre configuration de l'invention, le champ de forces intérieur peut être crée dans plusieurs volumes
de décharge se raccordant les uns aux autres suivant la présente invention. Dans ce cas, là longueur du champ de force est encore améliorée si bien que l'on obtient une charge 'encore plus Intense.
La contre...électrode, dans la solution proposée par la présente invention, peut être formée par un filet métallique , mais également sous forme d'électrode en forme de bague ou
en électrode se trouvant sensiblement au milieu du canal d'amenée qui dans ce cas présente une forme facilitant 1* écoulement, notamment un profil aérodynamique.
Grâce à l'électrode médiane, la section libre du canal
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également être obtenu en configurant de manière correspondante une électrode en forme de bague introduite à l'intérieur du canal d'amenée et présentant un contour arrondi . Par la partie rétrécie les particules de matière amenées reçoivent une vitesse plus grande et elles sont ensuite:fortement. freinées par la partie évasée qui se rattache à la précédente ;
dans le volume de décharge et reçoivent de cette façon une charge plus importante dans ce volume.
Dans la solution la plus simple qui amène des avantages au, point'de vue construction, la contre-électrode peut être formée par;un tube à l'extrémité d'entrée du canal d'amenée, de forme cylindrique, reliée au pôle de masse de l'entourage
<EMI ID=10.1> .alésages permettant d'amener les particules de matière à <EMI ID=11.1>
En résumé, l'avantage de la solution proposée par la présente invention réside essentiellement dans le fait que les matières-en forme de poudre, les substances fibreuses ou la peinture.peuvent être appliquées avec une énergie beaucoup plus, faible que ce n'est le cas dans les dispositifs
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caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels:
- la figure 1 montre un pistolet de pulvérisation avec un dispositif de charge conforme à l'invention, cette vue
- étant une vue en coupe longitudinale;
- la figure 2 montre la disposition de principe d'un autre exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention présentant plusieurs champs de- forces, asymétriques;
- la figure 3 montre la disposition de principe d'un troisième exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention dans une vue en coupe longitudinale, avec un seul champ de forces intérieur ;
- la figure 4 est une coupe longitudinale de la disposition de principe d'un autre mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention dans lequel la contre-électrode est configurée sous forme d'un réseau;
- la figure 5 est une coupe longitudinale d'un mode de <EMI ID=14.1>
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bague; la figure 6 est une coupe longitudinale d'un autre . exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention <EMI ID=16.1>
tuer une buse à: section rétrécie du côté entrée du volume
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la.figure 6 avec une section rétrécie pour l'électrode en forme de bague à laquelle se rattache une partie, élargie dans le volume de décharge qui se rétrécit à nouveau au niveau
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- la figure 8 montre la disposition de principe d'un développement du dispositif d'application montré à la figure 7, dans une coupe longitudinale, le volume de décharge élargi pour le champ de forces électrique se rétrécissant à <EMI ID=20.1>
de décharge sur toute la section du canal d'amenée; et
- la figure 9 montre un autre mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention dans une coupe longitudinale avec une contre-électrode qui est configurée sous <EMI ID=21.1>
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Dans le mode.de réalisation illustré à la figure 1, une électrode. de décharge 1 en forme d'aiguille présentant une pointe-'2 est disposée dans un volume de décharge 12 tubulaire, délimitée par un produit isolant, c'est-à-dire .une matière ne permettant pas le passage du courant. Ce volume est formé par le canal d'amenée desmatières à pulvériser qui mène au pistolet de pulvérisation.
Dans le sens d'amenée des particules de matière, en amont de la pointe 2 de l'électrode de décharge 1, on a disposé au milieu axial du volume de décharge 12, une contre-électrode 4 formée par une électrode médiane arrondie à ses deux extrémités et de forme totalement cylindrique..L'électrode de décharge 1 est connectée par l'intermédiaire d'une résistance 11 de limitation de courant et d'un câble haute tension 10 au premier pôle d'une'source d'alimentation en courant continu 9 à
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4 est également à la terre. L'électrode de décharge 1 repose dans un corps de guidage central formant avec le débouché évasé du canal d'amenée un diffuseur de sortie et se prolonge au travers de ce dernier vers l'avant au-delà du diffuseur de sortie où elle se termine par une autre .pointe 3. La pointe 3 de l'électrode de décharge 1 orientée vers l'objet
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que la pointe 2 orientée vers l'arrière se trouvant dans le volume de décharge 12 forme avec la contre-électrode 4 arrondie disposée en arrière dans le volume de décharge 12, ' un champ de forc�6. Les particules à appliquer ou à pulvériser parviennent'par un tube de. matière synthétique souple 15 qui est fixé au. carter métallique 18 du dispositif d'application, dans un état finement dispersé à l'intérieur du volume de décharge 12, se déplacent dans ce dernier dans le sens indiqué par les flèches et traversent le' champ de forces formé par la pointe 2 de l'électrode de décharge 1 et la contre-électrode 4 arrondie, mise à la terre, dans lequel lesdites particules se chargent pendant qu'elles se déplacent dans la direction opposée aux ions sortant de la pointe 2.
Pour que le champ de forces 6 se trouvant à l'intérieur du dispositif d'application ait un fonctionnement efficace, . il importe de respecter la disposition asymétrique des électrodes.prévues suivant la présente invention. Cette disposition est asymétrique parce que la pointe 2 de l'électrode de décharge se trouve en vis-à-vis de la surface arrondie de la contre électrode 4 mise à la masse.
Seule la configuration asymétrique du champ de forces 6 assure que les charges électriques, c'est-à-dire les ions, sortiront exclusivement de la zone de l'effluve électrique et de la pointe 2 et que de cette façon seuls des ions de même signe seront mis en mouvement et chargeront les particules de matière. ' Dans le champ de forcés 6, la matière à appliquer par .. suite de l'écoulement inverse des ions, est chargé de manière très intense et très régulière et parvient sous forme de particules de matière chargées au niveau de l'électrode de décharge 1 en coulant le long du corps conducteur 8, puis elles s'écoulent au travers du diffuseur 21 dans le champ
de forces 7 extérieur se trouvant entre la pointe avant 3 et
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7 les particules de matière à appliquer s'écoulent dans la même direction que les ions, elles reçoivent une charge supplémentaire et se déposent partiellement en raison de
leur propre charge partiellement,par l'effet du champ de forces extérieur 7 sur l'objet à traiter 5. A leur sortie du diffuseur 21, les particules de matière sont déviées par un courant d'air amené au travers de la buse 14 disposée sur
la périphérie extérieure du diffuseur au niveau de sa sortie et' qui amène les particules de matière à appliquer de manière avantageuse en étant finement réparties, dans le champ de forcesextérieur 7. L'air pour le courant d'air parvient dans
le diffuseur 21 de la buse de pulvérisation par un' volume
ou un canal 22 formé entre le tùbe isolant constituant le canal d'amenée le volume de décharge 12 et l'enveloppe extérieure 13 du dispositif d'application. L'air pénètre dans le canal 22 par une poignée métallique 18 creuse à laquelle
il est amené par un tube 19 souple d'amenée d'air fixé au
fond de ladite poignée 18. Le courant d'air peut être interrompu au moyen de la soupape 17 actionnée par une touche 16, à l'intérieur de la poignée métallique 18. L'air pénétrant dans le tube d'air 19 commande, de manière connue, à l'aide d'autres dispositifs de commande et de palpage non représentés sur les dessins, la source d'alimentation en air 9 et le transport ainsi que le dosage de la.matière à appliquer, au travers du tuyau souple 15. La poignée métallique 18 du dispositif d'application est avantageusement mise à la terre pour des raisons de protection du travail.
Dans le mode, de réalisation montré à la figure 2, dans
le volume de décharge tubulaire. entouré de matière isolante
12 avec des électrodes métalliques 23 présentant une forme de goutte en coupe longitudinale dont les pointes sont opposées au sens d'écoulement, des particules de matière, sont formés plusieurs champs asymétriques. Les électrodes de métal 23 n'ont aucune jonction entre elles et sont configurées de telle manière que leur face frontale orientée vers le diffuseur 21 soit arrondie tandis que leur extrémité orientée vers la contre électrode 4 est pointue.
Dans .chacun des champs de forces 6 asymétriques représentés à la figure 2 s'écoulent des charges de même signe, des ions de même signe dont la charge est identique à celle des ions du champ de forcesextérieur. De cette façon, les particules de matière à charger qui s'écoulent dans les
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sens de déplacement des ions, sont chargés de manière intense avec une charge de même signe. Les électrodes de métal 23 disposées les unes derrière les autres sans avoir de jonction électrique, prévues entre l'électrode de décharge 1 et la contre-électrode 4 qui, dans.ce mode de réalisation, est 'réalisée de la même manière qu'à la figure 1, sont chargées
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9 avec un potentiel diminuant progressivement au point de vue de l'équilibre électrique en direction de la contre- électrode arrondie mise à la terre, les charges obtenues vers l'avant en raison de l'ionisation étant exactement en équilibre avec les charges s'éloignant vers l'arrière. Par la configuration de construction prévue suivant l'invention, l'intensité de la charge de la matière à appliquer est augmentée de manière importante.
L'intensité de la charge est encore améliorée par les.'. volumes de décharge 25 s'élargissant dans la zone comprise entre les différentes électrodes 1, 23 et 4 puis se rétrécissant étant donné qu'ainsi les particules de matière pénétrant dans les volumes de décharge 25 sont freinées par mise en . tourbillon et sont ainsi exposées de manière plus intense au champ de force 6. La configuration des électrodes métalliques 23 contribue également à cela puisqu'elles forment avec leur extrémité avant arrondie avec la section de tube qui
-les entoure, des portions rétrécies d'écoulement. <EMI ID=29.1>
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réalisation de la figure 1. Le mode d'exécution illustré à la figure 3 ne comprend que la pointe arrière 2 pour l'électrode de décharge et entre la contre-électrode centrale
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se termine dans un corps de guidage 8 en matière- isolante et est- ainsi protégée au point de vue électrique. De cette
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se'produit pratiquement pas d'ionisation de l'air ambiant.
Les particules de matière à appliquer sont donc, uniquement chargées dans le champ de forces intérieur 6 et ne se déposent
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de forme géométrique particulière. Si le champ de forces extérieur 7 était fort, les particules de matière pulvérisées, en fonction de l'intensité du champ de force 7 se déposeraient
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proches du champ 7 alors que les surfaces les'plus éloignées de l'objet 5 ne recevraient pratiquement aucune matière pulvérisée. Ce mode de réalisation du dispositif conforme
à l'invention a donc une importance lorsque l'on veut obtenir . un revêtement régulier sur des objets 5 de forme compliquée.
Dans le mode de,réalisation de .la figure 4, la contre- électrode 4 est configurée sous forme d'un réseau métallique 4 croisant le canal d'amenée isolé 12. Dans. le sens d'écoule-
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électrode 4 en forme de réseau une partie -évasée, servant de volume de décharge 25 proprement dit, qui au niveau de la
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senter la section d'origine du canal d'amenée 12. Dans le mode de réalisation de la.figure 5, la contre-électrode 4 est configurée sous forme de bague cylindrique creuse qui
est introduite dans le canal 12 de matière isolante sans présenter d'élargissement en section. Toutefois, dans le
mode de réalisation de la figure 5, une partie évasée telle que le.-volume de décharge évasé 5 de la figure 4 peut se raccorder;' à la contre-électrode annulaire.
Comme le montre la figure 6, la contre-électrode annulaire 4 peut être également configurée de manière à rétrécir la section d'entrée dans le volume de décharge.
Par la vitesse d'écoulement plus importante au niveau de la section rétrécie, dans la zone de la contre-électrode annulaire 4, la possibilité que les charges ou les ions sortant- de la pointe 2 de l'électrode de décharge 1 atteignent la contre-électrode 4 sans charger les particules de matière et donc sortent de manière inefficace, est fortement réduite.
Comme le montre la figure 7, la contre électrode 4 est configurée sous forme d'une buse d'entrée rétrécissant le canal d'amenée 12 au niveau de la section d'entrée dans le Volume de décharge 25. Le volume de décharge 25 s'élargit dans le sens d'écoulement immédiatement après l'électrode 4 de manière continue et se rétrécit à nouveau pour présenter la section du canal d'amenée 12 à hauteur de la pointe 2 de l'électrode de décharge 1. Par la partie évasée du volume de décharge 25, la vitesse d'écoulement des particules à charger est réduite et la possibilité que lesdites particules captent totalement les ions sortant de la pointe 2 de l'électrode 1, est beaucoup plus grande.
Dans le mode de réalisation illustré: à la figure 8, en variante de la figure 7, la section de sortie du volume de : . : décharge 25, est réduite au-delà de la section du canal d'amenée
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1 se forme une buse de sortie arrondie favorisant l'écoulement. Les particules chargées par les charges sortant de l'électrode . de décharge 1 reçoivent de cette façon après leur charge, une <EMI ID=45.1>
Un mode de réalisation particulièrement simple au point de vue fabrication du dispositif conforme à l'invention est illustré à la figure 9. Dans cet exemple de réalisation, la <EMI ID=46.1>
de décharge 1 est réalisée sous forme d'un tube qui forme
la portion d'entrée du canal d'amenée 12 dans le pistolet
de pulvérisation Le tube formant la contre- électrode. 26
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l'appareil. Les particules de matière finement dispersées s'écoulent à travers de ce tube. A la section de sortie de la contre-électrode tubulaire 26 se raccorde avantageusement à nouveau un volume de décharge 25 qui s'élargit et qui
se rétrécit au niveau de la pointe 2 de la contre électrode 1.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux
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tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que, leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans
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REVENDICATIONS
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1. Dispositif pour l'application ou la pulvérisation électrostatique de particules de matière, telles que des
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un canal d'amenée pour les particules de matière qui débou-
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lesdites particules, et qui comprend également une électrode de décharge pointue et une contre-électrode coopérant avec cette dernière pour charger les particules de matière, de
<EMI ID=54.1> dans le sens;d'amenée des particules de matière -en aval de l'électrode de décharge précitée dont la pointe est opposée à ladite contre-électrode, caractérisé en ce que l'électrode de décharge et la contre-électrode sont disposées à l'intérieur du canal d'amenée en avant du diffuseur de sortie
dans un volume de décharge formé par le canal d'amenée précité et entouré de matière isolante.