CA1112858A

CA1112858A - Apparatus for depositing a powdered substance on the surface of an article

Info

Publication number: CA1112858A
Application number: CA297,330A
Authority: CA
Inventors: Roger Provost
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1977-02-21
Filing date: 1978-02-20
Publication date: 1981-11-24
Also published as: NL7801837A; IT7820419A0; FR2380822A2; FR2380822B2; CH618895A5; GB1595396A; IT1113161B; DE2807252A1; JPS53118441A; BE863955R

Abstract

Appareillage pour former une couche homogène d'un produit pulvérulent sur la surface d'un objet. Cet appareillage comporte: un organe de traitement du produit pulvérulent permettant de soumettre ce produit pulvérulent à une brusque diminution de pression et délivrer un fluide pulvérulent composé de particules solides du produit pulvérulent en suspension dans un gaz porteur; un élément de projection des particules du fluide pulvérulent et une canalisation reliant l'organe de traitement à l'élément de projection. Il comporte de plus un réceptacle ouvert à sa partie supérieure et destiné à recevoir le produit pulvérulent, l'organe de traitemeent étant placé à un niveau supérieur à celui dudit réceptacle, à l'aplomb de ce dernier.Apparatus for forming a homogeneous layer of a powdery product on the surface of an object. This apparatus comprises: a device for treating the pulverulent product making it possible to subject this pulverulent product to a sudden decrease in pressure and to deliver a pulverulent fluid composed of solid particles of the pulverulent product in suspension in a carrier gas; an element for projecting the particles of the pulverulent fluid and a pipe connecting the processing member to the projecting element. It further comprises a receptacle open at its upper part and intended to receive the pulverulent product, the treatment member being placed at a level higher than that of said receptacle, directly above the latter.

Description

35~3 ,. . .. .
La presente invention concerne un appareillage pour former une couche d'un produit puIverulent sur la surEace d'un objet.
Jusqu'a present les appareillages permettant la forma~
tion d'une couche d'un produit pulverulent sur la surface d'un objet mettaient en oeuvre des organes du type cyclone et du type ~lit fluidise)> pour que les très.fines particules solides~:
:.
constituant le produit pulverulent soient effectivement en -;
suspension dans un gaz porteur tel que l'air. Les particules ..
solides composant le produit pulvéruIent sont deposées par projection sur la surface de l'objet à l'aide d'un dispositif de `
, projection, tel que celui connu par le specialiste sous le nom :~
de pistolet electrostatique, alimente en fluide pulvérulent. .
Ces appareillages, selon l'art anterieur, conviennent très bien pour la projection de poudres telles que par exemple .~-.
les poudres très fines de polypropylène de P.V.C., de polyamides, etc.
Par contre, il est très difficile,.sinon impossible, d'obtenir de bons resultats avec des poudres, même très fines, de resines fluorees telles que celles commercialisees sous les marques de commerce de ALGOFLON, FLUON, HALON, HOSTAFLON, VOLTALEF et plus particulièrement le TEFLON (polytétra-fluoroethylène) car les fines particules solides composant ces poudres ont une très forte tendance naturelle à former des agglomérats difficiles à désagreger. Ainsi les couches formées ~ ~;
ont une epaisseur irregulière et leur granulométrie nlest pas homogene. De plus, si on interrompt le jet de fluide pulveru-lent, les particules encore contenues dans le dispositif de projection et son conduit d'alimentation se deposent en formant des agglomérats interdisant la remise en fonctionnement de l'appareil qui doit alors être demonté et entièrement nettoyé.

',~.

'~ ass L'objet de la presente inve~tion est de proposer un, appareillage qui ne presente pas les in,convenients indlques ci-dessus et permette la formation d'une,couche de produit pulvéru-lent, m8me lorsque les particules solides composant ce produit ont une forte tendance à former des.agglomérats difficiles à desagreger.
Plus precisement, l'invention est revendiquee ici en , tant qu'appareillage pour former.une couche homogene d'un pro-duit pulverulent sur la,su~face d'un objet~ comportant un organe de traitement du produit pulvérulent, adapté à soumettre.
ce produit pulveruIent a.une.bru$que diminution de pression et, ~ delivrer un fluide pulverulent composé de particules solides du produit pulverulent en suspension dans un gaz porteur, un élement de projection des partiaules du fluide pulverulent et une canalisation reliant l'organe de traitement a l.'element de projection, caracterise en ce qu'il comporte un receptacle ouvert à sa partie superieure et destine à recevoir le produit pulverulent, et en ce que l'organe de traitement est place à
un niveau supérieur à.celui dudit receptacle, à l'aplomb de ce dernier.
La presente invention pourra être bien comprise et ses avantages apparaitront a la lecture de la description,d'un mode particulier mais non limitatif de.realisation de l'appa-reillage selon l'invention, illustree par les figures annexees .
dans lesquelles:
. _ .. . _ . .. .. . . . . . . _ . _ . .... ... _ _ _ _ _ ;.

~ 1 - la igure 1 montre schcmatiquement l'ensemble de l'appareillage, - la figure 2 illustre un exemple de réalisation de l'organe de traitolnent du produit pulvérulent, et - la ~igure 3 represcnte plus en détail un modc de r~alisation du récep-taclc de produit pulvérulent.

Dans le seul but de faciliter la compréllension de ce qui Sllit, on envisage, ~ titre d'exemple, le cas où
l'apparcillage selon l'i.nvention est utilisé pour former ~ parti.r d'une poudrede TEFLON (nom commercial du polytétrafluoroethylène), une couche prDtectrice sur la surface d'une plaque.
~ .
Cette pla-lue est indiqucc par la r~f~rence P sur la figure 1 qui représente sch~matiquemcnt l'cnscmble de.l'appareillage selon l'invention.
, Cet appareillage comportc en com~inaison 3 él~ments essentiels : .

- un réceptacle de produit pulvérulent 1, - un orEane 2 de traitement du produi- pulvérulent, placé immediatemcnt au dessus du réceptacle 1 et delivrant un fluide pulvérulent composé de particules du produit pulvérulent en suspcnsion dans un gaz porteur, et - un dispositif de projection 3 des rarti.cules solides du 1uidc pulvéru-lent sur la surface de l'objet P (qui ne fait pas partie de l'invention), ce dispositif de projection 3 étant relié à l'organe de traitcment 2 par une canalisation 4 , Ce dispositif de projection 3 ne sera pas décrit en d~tail et pourra ~tre de tout type connu En particulier ce dispositif 3 pourra être constitué par ce que les spécialistcs dénolnment "pistolet électrostatique"
(co~,mercialisé notamment par les Sociétés SAM~S, RANSBURG etc...) et prévu pour charger electriquement les particules solides du fluide pulvérulent, gr~ce ~ un gén~rateur électrostatique (non repr~senté), auquel ce pistolet e~t relié.De préférence et comme le montre la figure 1, ce dispositif de pro~ection comporte une admission de gaz r~liée ~ une canalisation 23 déli-vrant un fluide gazeux sous pression, tel que le gaz vecteur, ce qui permet d'obteni~ une pro~ection régulière de fluide pul~érulent.

I.a figure 2 représente en coupe un exem~le de réalisa~ion de l'organe de traitcmcnt 2 qui cr~e une d~pression à laquelle est soumis le produit pulvérulent.

Cet organe comporte un corps tubulaire 5 placé ver~icalement et n~uni ~ sa partie superieure de moyens de raccordcment à la canalisation 4, tels que, par exemplc, un filetage 6. De bas en haut de la figure 2 ce corps comporte un alésagc 7 de grand diamètre,prolongé p r une portion conique convergente 8 d'angle au sommct 2~, SUiViC d'une portion cylindrique 9 de plus petit diametre, la valeur dc ce diamctre étant au plus cgale à ccl]e du diam~tre intcricur de la canalisation 4. A l'intcrieur du corps 5 et dans la partie de plus ~ra'nd diamètre,est placé un élement tubulaire lo dont ~' l~al~sage 11 à un diamètre au plus ~gal ~ celui de la portion cylindriquc 9.

L~extr~mité sup~rieure de cet élélllent a une surface extérieure conique 12 convergc~t dans le mêmc scns que la portion conique 8, et d'angle au sommet 2~, infcricur à l'angle au sommet 2~.

L~é~ément 10 est rendu solid~ire du corps 5, par cxcmplc au moyen d~*n filetage 13 et d'un écrou de blocagc 14 Le corps 5 ct l'élcrnent 10 d~limitent cnL~re lcurs portions coniqucs un espacc'annulnire 15 dcbouchallt dans l~alésagc cylindrique composé dcs portions cylindriqucs 9 ct ll par une fclltc annul~ire 2l~ de largeur e. '' ~.
Vne sourcé non représentée délivrant un ga~ sous pression, tel que de l'air comprimc, est rclicc à l'cspace annulaire 15 par une canalisation 16 ' `~
dont une extrcmitc est fix~e sur le corps 5 et communique avec l'espace 15 A l'extr~mité inféricure de l'orgflne 2 est fixé un élément 17 di~
vergcant vers le bas dc ]a figure et dont l'utiliLé apparaitra ultérieu-rement, :
La figure 3 montrc un modc préfcré de réalisation du réceptacle 1 qui comporte une partie 18 r~ceptrice du produit pulvérulcnt, cette partie ctant limit~e entrc la paroi 19 du rcceptacle et une paroi intcrmédiaire 20 placée à une certainc distance x du fond 21. Un dispositif vibrant 22 de tout type connu est solidarisé avec lc fond 21 du rcceptacle 1.

Lors dc l~utilisation de l'appareillage, I'organe 2 est placé à
un niveau supérieur à celui du réceptacle 1, de sorte que l~élément 17 soit situé au dessus du fond 21 à une distance x' légcrement supérieure à x.

La mise en route et l'utilisation de l'appareillage s'effectuent selon la succession des étapes suivantes :

- a) on introduit dans la partie 1~ du réceptacle 1 la quantite de produit ~;~
pulvcrulent nécessaire pour recouvrir la sur~ace de l'objet P à
traiter, - b) on alimente simultancment en ~a7 sous pression, tel que de l'air eomprimc, le dispositif de projection 3 ct l'orEane 2,respectivement par les canalisations 23 et 16, et on met sous tension le dispositif ;~
de projection L'ecoulement de l'air de llespace annulaire 15 dans la canalisation ~, à travers la fente 24, comme le montrent les 1aches de la figure 2, cree dans la partie inférieure de l'organc 2 une zone tO dépressionnaire qui est delimit~e par l'élément 17, - e) on actionne alors le dispositif vibrant 22, ce qui permet d'obtenir le transfert du produit pulvcrulent de la portion 18 jusque sous l'~lément 17 Le produit pulvérulent est alors soumis a l'action de la dépression qui désagrcge les agglomérats de produit pulverulcnt ;`
et on obtient à la sorLie du dispositif 2 un 1uide pulverulent eonstitue par les particules de produit pulv~rulent en suspension dans le ga2 vccteur. ~e 1uide s'ccoule à travers la canalisatioll 4 pUiS est projet~ par le clispositif 3, l'adjonction d'air par la canalisntion 23 assurant la praduction d'un jet régulier ce qui permet de rcaliser un depot uniforme sur la surface de l'objet P.
. , , . :~
Lorsque la totalité du produit pulvérulent a été consommée, l'air comprimé qui continue à circuler assure le nettoyage complet et efficace de l'organe 2, de la canalisation ~I et du dispositiE de projection 3.
.
Les avantages de l'appareillage selon l'invention résident dans sa simplieité de eonception qui donne à l'appareillage un eneombrement aussi reduit que possible, et dans le nettoyage automatique assuré par l'éeoulement, du ga7 vecteur en l'absenee de produit pulvérulent, ce nettoyage étant facili-t~ par le fait que l'organe 2 ne présente aucune picce dans l'écoulement du fluide pulvérulent. r De plus il faut noter que la disposition relative du réceptacle 1 et de l'organe 2 évite toute obturation de ce dernier par un agglomérat de grande dimension qui n'aurait pas été désagrégé par l'aetion de la d~pression.
.

Des n~odifications pourront être apportécs sans sortir du cadrc de ' la présente invcntion, En, particulier on pcut prévoir un organc de commande non représenté sur lcs dessins et ne pennettant l'activation du dispositiE .' vibrant 22 que lorsque l'alimentation de l'apparcillage en gaz sous pression :,;,.
est effcctlve. De pr~férence un tel organe de commande permettra également .-de n'intcrrompre l'ali.mcntation en gaz SOtlS pression gu'un certain tcmps nprès l'interruption du fonctionnement de l'organe vibrant 22, ,, Dans le cas où l'appareillage dcvra'fonctionncr dc façon continuc il sera possible de prcvoir une alimcntation conti.nue ou périodique du 10. ~réceptacle l. en produit pulvcrulcnt, au moyen de tout dispositif de transfert ,' automatique ou manucl. ,', ,: , .. ~, .
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...*

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. 35 ~ 3 ,. . ...
The present invention relates to an apparatus for form a layer of a puIverulent product on the surface of a object.
Up to now the equipment allowing training ~
tion of a layer of a powdery product on the surface of a object used cyclone-like organs and type ~ fluidized bed)> so that very fine solid particles ~:
:.
constituting the pulverulent product are actually in -;
suspension in a carrier gas such as air. The particles ..
solids composing the powdery product are deposited by projection onto the surface of the object using a device of `
, projection, such as that known by the specialist under the name: ~
of electrostatic gun, supplies with pulverulent fluid. .
These devices, according to the prior art, are suitable very good for the projection of powders such as for example. ~ -.
very fine powders of PVC polypropylene, polyamides, etc.
However, it is very difficult, if not impossible, to obtain good results with even very fine powders, fluorinated resins such as those sold under the trademarks of ALGOFLON, FLUON, HALON, HOSTAFLON, VOLTALEF and more particularly TEFLON (polytetra-fluoroethylene) because the fine solid particles composing these powders have a very strong natural tendency to form agglomerates difficult to disaggregate. Thus the layers formed ~ ~;
have an irregular thickness and their particle size is not homogeneous. In addition, if the jet of spray fluid is interrupted, slow, the particles still contained in the projection and its supply duct are deposited to form agglomerates prohibiting the resumption of operation of the device which must then be dismantled and completely cleaned.

', ~.

'~ ass The object of this invention is to propose a, switchgear which does not have the in, indicated conventions above and allows the formation of a layer of powdered product slow, even when the solid particles making up this product have a strong tendency to form difficult agglomerates to disaggregate.
More precisely, the invention is claimed here in, as an apparatus to form a homogeneous layer of a pro-powdery duit on the, su ~ face of an object ~ comprising a powdery product processing unit, suitable for submission.
this pulveruIent product has a bru $ that pressure decrease and, ~ deliver a pulverulent fluid composed of solid particles of the pulverulent product suspended in a carrier gas, a projection element of the particles of the pulverulent fluid and a pipe connecting the processing member to the element projection, characterized in that it includes a receptacle open at its upper part and intended to receive the product pulverulent, and in that the treatment organ is placed at a level higher than that of said receptacle, directly above this last.
The present invention can be well understood and its advantages will appear on reading the description, a particular but non-limiting mode of making the apparatus reillage according to the invention, illustrated by the appended figures.
in which:
. _ ... _. .. ... . . . . . _. _. .... ... _ _ _ _ _ ;.

~ 1 - Figure 1 shows schematically all of the equipment, - Figure 2 illustrates an embodiment of the treatment member powdery product, and - The ~ igure 3 represcnte in more detail a modc of r ~ realization of the reception-powdered product.

For the sole purpose of facilitating the understanding of what Sllit, we consider, ~ as an example, the case where the apparatus according to the i.nvention is used to form ~ partie.r of a TEFLON powder (trade name of polytetrafluoroethylene), a prDtectrice layer on the surface of a plate.
~.
This pla-lue is indicated by the reference P in Figure 1 which represents sch ~ matiquemcnt the cnscmble de.l'apparillage according to the invention.
, This apparatus comprises in com ~ inaison 3 essential elements:.

a receptacle for powdery product 1, - an orEane 2 for treatment of the pulverulent product, placed immediately at the above receptacle 1 and delivering a pulverulent fluid composed of particles of the pulverulent product suspended in a carrier gas, and - a device 3 for projecting the solid particles of the powdered 1uidc slow on the surface of the object P (which is not part of the invention), this projection device 3 being connected to the treatment member 2 by line 4 , This projection device 3 will not be described in detail and may be of any known type In particular, this device 3 may be constituted by what the specialists call "electrostatic gun"
(co ~, marketed in particular by SAM ~ S, RANSBURG etc ...) and planned to electrically charge the solid particles of the pulverulent fluid, gr ~ ce ~ an electrostatic generator (not shown), to which this pistol e ~ t connected. Preferably and as shown in Figure 1, this device pro ~ ection includes a gas inlet r ~ linked ~ a line 23 deli-carrying a pressurized gaseous fluid, such as the carrier gas, which allows Obtained ~ a pro ~ regular ection of pul ~ erulent fluid.

Ia 2 shows in section an example ~ the realization of ~ ion of the organ of traitcmcnt 2 which creates a pressure to which the powdery product.

This organ comprises a tubular body 5 placed ver ~ ically and n ~ uni ~ its upper part of connection means to the pipe 4, such as, for example, a thread 6. From bottom to top of Figure 2 this body has a large diameter bore 7, extended for a conical portion converging 8 angle at the top 2 ~, SUiViC of a cylindrical portion 9 more small diameter, the value dc this diameter being at most equal to ccl] e of inside diameter of the pipe 4. Inside the body 5 and in the part of more ~ ra'nd diameter, is placed a tubular element lo of which ~ ' l ~ al ~ sage 11 to a diameter at most ~ gal ~ that of the cylindrical portion 9.

The upper end of this element has an outer surface.
conical 12 converge in the same direction as the conical portion 8, and of angle at the top 2 ~, infcricur at the corner at the top 2 ~.

L ~ é ~ ément 10 is made solid ~ ire of the body 5, by cxcmplc by means d ~ * n thread 13 and a lock nut 14 The body 5 ct the anchor 10 d ~ limit cnL ~ re lcurs portions coniqucs un espacc'annulnire 15 dcbouchallt in the cylindrical bore composed of cylindrical portions 9 ct ll by a canceled fclltc ire 2l ~ of width e. '' ~.
Source not shown delivering a ga ~ under pressure, such as compressed air, is rclicc to the annular space 15 by a pipe 16 '' ~
one end of which is fixed on the body 5 and communicates with the space 15 At the bottom end of the body 2 is fixed an element 17 of ~
vergcant vers down dc] a figure and whose utility will appear later-rement, :
Figure 3 shows a preferred embodiment of the receptacle 1 which comprises a part 18 r ~ ceptrice of the pulverulent product, this part being limited between the wall 19 of the receptacle and an intermediate wall 20 placed at a certain distance x from the bottom 21. A vibrating device 22 of all known type is secured to the bottom 21 of the receptacle 1.

When using the apparatus, the member 2 is placed at a level higher than that of receptacle 1, so that element 17 is located above the bottom 21 at a distance x 'slightly greater than x.

The start-up and use of the equipment is carried out according to the succession of the following stages:

- a) is introduced into the part 1 ~ of the receptacle 1 the amount of product ~; ~
pulvcrulent necessary to cover the sur ~ ace of the object P to treat, - b) it is supplied simultaneously with ~ a7 under pressure, such as air eomprimc, the 3 ct projection device orEane 2, respectively by lines 23 and 16, and the device is powered up; ~
projection The air flow from the annular space 15 into the channel ~, through the slot 24, as shown by the 1aches of figure 2, creates in the lower part of organc 2 an area tO depression which is delimited ~ e by element 17, - e) the vibrating device 22 is then actuated, which makes it possible to obtain transfer of the pulverulent product from the portion 18 to below the ~ element 17 The pulverulent product is then subjected to the action of the depression which disaggregates the agglomerates of pulverulent product;
and a pulverulent liquid is obtained at the outlet of device 2 created by particles of pulverulent product in suspension in the ga2 vccteur. ~ e 1uide flows through the channel 4 THEN IS PROJECTED ~ BY CLIMATIVE 3, THE ADDITION OF AIR BY THE
channel 23 ensuring the praduction of a regular jet which allows to achieve a uniform deposit on the surface of the object P.
. ,,. : ~
When all the pulverulent product has been consumed, the air tablet which continues to circulate ensures complete and effective cleaning of the member 2, the pipe ~ I and the projection device 3.
.
The advantages of the apparatus according to the invention lie in its simplicity of design which gives the apparatus a space requirement also reduced as possible, and in the automatic cleaning provided by the drain, of the vector ga7 in the absence of powdery product, this cleaning being easier t ~ by the fact that the member 2 has no picce in the flow of powdery fluid. r In addition it should be noted that the relative arrangement of the receptacle 1 and of organ 2 avoids any blockage of the latter by an agglomerate of large dimension which would not have been disaggregated by the aetion of depression.
.

Changes can be made without departing from the scope of ' the present invcntion, In particular, we can provide a control organ not shown in the drawings and does not allow activation of the device. ' vibrating 22 only when the supply of gas under pressure to the apparatus:,;,.
is effcctlve. Preferably such a control member will also allow.
not to interrupt the gas supply SOtlS pressure for a certain time after the interruption of the operation of the vibrating member 22, ,, In the event that the equipment will operate continuously it will be possible to provide for a continuous or periodic supply of the 10. ~ receptacle l. as a pulverulent product, by means of any transfer device, automatic or manual. , ', ,:, .. ~,.
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Claims

The embodiments of the invention, about which an exclusive right of property or privilege is claimed, are defined as follows:

1. Apparatus to form a homogeneous layer of a powdery product on the surface of an object, comprising a pulverulent product treatment unit, adapted to subject this powdery product to a sudden decrease pressure and deliver a pulverulent fluid composed of solid particles of the pulverulent product suspended in a carrier gas, an element for projecting particles of powdery fluid and a pipe connecting the projection element treatment, characterized in that it has a receptacle open at its upper part and intended to receive the pulverulent product, and in that the processing is placed at a higher level than said receptacle, directly above the latter.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that said powdery product processing member comprises a substantially vertical tubular body provided with its upper part of means of connection to said pipe and whose bore has at its upper part a first cylindrical portion of diameter at most equal to that of said pipeline, at its lower part one second cylindrical portion whose diameter is greater than that of the first portion, and in its intermediate portion a portion conical ensuring the connection between the two portions cylindrical, these processing means also comprising a tubular element placed and maintained inside said second portion of the bore of said body, this element having a bore of diameter at most equal to that of the first portion of the bore of said body, and having at its upper part a conical outer surface which delimits with the conical portion and a fraction of the second cylindrical portion of the bore of said body, an annular groove which communicates by a slot annular with the upper part of the bore of said body, said groove also communicating with a source of fluid gaseous under pressure by a pipe with one end is fixed on said body.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the conical outer surface of said tubular member has a vertex angle less than that of the conical portion of the bore of said body.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that said processing member comprises a delimited element both the area where the depression reigns, this element being shaped hollow conical flared down and fixed to the part lower of said processing member.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that said receptacle comprises a partition maintained at a certain distance from the bottom of the receptacle and dividing this receptacle key in two compartments, the first receiving the product pulverulent, said treatment member being placed above of the second compartment at a distance from the bottom of the receptacle at least equal to that separating said partition and the bottom of the receptacle, and means ensuring the transfer of the product powder from the first to the second compartment.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that said means ensuring the transfer comprising a vibrating element capable of subjecting said receptacle to vibratory movements parallel to the bottom of the receptacle.

7. Apparatus according to claim 5, characterized in that it includes a control device not allowing the operation of said transfer means only when said the treatment unit is supplied with gas under pressure.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that said control device is adapted to not allow interruption of the pressurized gas supply of said body until some time after stopping the operation of said transfer means.

9. Apparatus according to one of claims 5, 6 or 7, characterized in that it includes means for supplying sion of said receptacle in powdered product.