CA2098050C - Dispositif de projection electrostatique d'un produit de revetement en poudre a tete d'ionisation tournante - Google Patents

Abstract

Tête d'ionisation tournante pour l'application électrostatique d'un mélange air-poudre, notamment pour recouvrir des objets de poudre de peinture thermofusible. Selon l'invention, la tête d'ionisation, entraînée en rotation par une turbine comporte un déflecteur comportant ou constituant une électrode de charge tandis qu'une contre-électrode est agencée axialement en retrait de la tête d'ionisation.

Description

2~~S~5U
"Dispositif de projection électrostatique d'un produit de revêtement en poudre ~ tête d'ionisation tournante"
Linvention concerne un dispositif de projection lectrostatique d'un produit de revtement en poudre tel que par exemple une peinture thermofusible et concerne plus particulirement un perfectionnement des moyens de charge lectrostatique de la poudre, permettant d'obtenir un large impact sur l'objet et une excellente homognit du dp8t sur toute la largeur dudit impact.

L'invention permet galement d'amliorer le rendement '" de dpt, comparativement ce qui est obtenu avec les dispositifs classiques.

On connat des dispositifs de projection lectrostatique tte d'ionisation tournante. Par exemple, le brevet amricain N 4 1.14 564 dcrit un tel dispositif dans lequel la poudre est jecte axialement au centre d'in 1~ ~.ment globalement en forme de bol entra~n en rotation et port une haute tensioiB. Le champ lectrique d'ionisation s'tablit entre ladite tte d'ionisation et l'objet recouvrir qui est au potentiel de la trre. Il en rsulte un courant d'3on~ important entre 1e dispositiF de 2~ pulvrisation et l'objet recouvrir, qui peut tre ~

l'origine d'une mauvaise qualit du dp8t et/ou rendre difficile le dp8t de poudre sur des pices isolantes en surface. L'invention permet d'amliorer la charge lectrostatique de la poudre tout en diminuant le courant ~5 deions reu par l'objet.

Dans pet esprit, 1invention concerne un dispositif d projection lectrostatique d'un produit de revtement en poudra pour recouvrir des objets, comportant un canal d"alimentation dlurt mlange air-poudre dbouchant

3~ axialement au fond d'une tte d'ionisation comprenant un lment globalement en dorme de bol et comportant au moins une partis tournante, caractris en ce qu'il comporte en outre une contre-êlectrode, agencée axialement en retrait par rapport à ladite tâte d'ionisation et en ce que cette dernière comporte un déflecteur agencé coaxialement â
l'avant de l'orifice dudit canal, espacé dudit élément en forme de bol et s'étendant jusqu'à la périphérie de celui-ci de façon à définir avec lui une sortie d'éjection annulaire pour le mélange air-poudre, le bord de ce déflecteur constituant ou portant une électrode de charge.
La partie tournante précitée peut âtre l'élément globalement en forme de bol ou le déflecteur. I1 est prêfêrable que la partie tournante soit celle qui constitue plus particulièrement l'électrode, c'est-à-dire ici le déflecteur., Cependant, de façon simple et efficace, c'est l'ensemble de la tâte d'ionisation (c'est-à-dire l'élément en forme de bol et le déflecteur) qui est monté tournant autour d'un axe longitudinal confondu avec celui dudit canal d'alimentation débouchant au fond de la tâte d'ionisation. Dans ce cas, ledit déflecteur est fixé audit élément e~n forme de bol par des moyens d'entretoisement.
De préférence, l'élément en forme de bol est généralement en matériau isolant. Le déflecteur peut être en matériau conducteur et dans ce cas il présente une arrête vive à sa périphérie externe de sorte qu'un champ électrique ionisé puisse s'établir entre cette arrête et la contre-électrode.
Les lignes des champs "enveloppent" la sortie d'éjection annulaire du mélange air-poudre de sorte que les particules de poudre soient plus efficacement chargées par des ions émis par l'électrode.
Selon une variante, le déflecteur peut aussi être en matériau isolant. Dans ce cas, des éléments conducteurs sont noyés à l'intérieur du déflecteur et émergent sous forme de pointes à la périphérie de ce dernier. I1 suffit de prévoir un nombre suffisant de pointes régulièrement disposées à la périphêrie du déflecteur de façon que le champ électrique d'ionisation puisse s'établir entre ces différentes pointes portées â une haute tension et la contre-électrode, le fonctionnement étant le même qu'avec ~.~l~:~fl~,~

une électrode constituée par l'ensemble du déflecteur en matériau conducteur.
L'invention sera mieux comprise ~at d'autres avantages da celle-ci apparaftront plus clairement à la lumiêre de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux .dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue partiellement en coupe longitudinale d'un dispositif de projection électrostatique d'un produit de revêtement en poudre conforme à
l'invention; et - la figure 2 est une vue partielle illustrawt une variante du déflecteur de la tête d'ionisation du dispositif de la figure 1.
I5 Le dispositif de projection électrostatique représenté
sur la figure 1 se compose principalement d'un corps 11, globalement cylindrique, pourvu d'un évidement axial 12 abritant un canal d'alimentation 13 d'un mêlange air-poudre et une turbïne I4 à entraînement pneumatique agencée autour de ce canal. L'arbre de sortie I5, en forme de manchon, de cette turbine fait saillie au-delà d'une face frontale du corps 12 et porte une tête d'ionisation 16 qui sera dêcrite en détails plus loin. Du c8tê opposé, le corps li est prolongé par un élément arriêx~e l8 également en matériau isolant, conformé pour s'engager dans l'évidement 12 sur une certaine distance axiale jusqu'à l'arriêre de la turbine. Cet élément porte un embout de raccordement 20, pour le mëlange air-poudre, un connecteur de haute tension 22 destïné â être relië, par un câble électrique 22a, à une source de haute tension, un embout de raccordement d'air comprimê 24, notamment pour l'alimentati~n de la turbine et un connecteur de masse 28, destiné à être relié à la terre par un câble ëlectrique 28a. Le canal d'alimentation 13 est matérialisé par un canduit l3_a, rigide, solidaire de l'élément arrière 18 et communiquant avec l'embout 20. Ce conduit s'étend axialement dans un manchon 29 formant le support de la turbine 14. Ce manchon est vissé axialement

4 dans l'élément 18 et s'étend dans l'évidement 12 du corps 11. Le conduit 13a_ fait saillie du corps 11 au-delâ de sa face frontale précitée, laquelle est coiffée par un capuchon 30 vissé sur un filetage externe dudit corps. Le rotor 32 de la turbine portant les pales 33 est monté
tournant sur le manchon 29 par deux roulements â billes 34 espacés axialement. La haute tension est appliquée à la tête d'ïanisation via un élément de contact 35, une résistance 36 (82 Mf1) limitant le courant et les éléments constitutifs de la turbine 14, en matériau conducteur. La liaison électrique entre la résistance 36 et la turbine est assurée par un ressort métallique 37 comprimé entre une extrémité de la résistance et une piêce de contact annulaire 38 intercalée entre 1°êlément 18 et la turbine 14. Entre la face frontale du corps 11 et le capuch~n 30 sont définies des chambres annulaires alimentées en air.
comprimé. Une chambre annulaire 40 est située au voisinage immédiat de 1°arbre 15 et l'air s'échappe par le jeu annulaire défini entre 1e capuchon 30 et 1°arbre 15 assurant le nettoyage permanent de celui-ci. Une autre chambre annulaire 42 alimente des canaux d°éjection d°air d'entraînement 43 dont les orifices sont agencés coaxialement et â 1°arriére de ia tête d°ionisation 16, vers la pêrïphérie de celle-ci pour créer un courant d'air d'entrainement du mélange air-poudre en direction de l'objet â recouvrir.
En outre, une contre-électrode 45 cylindrique, annulaire, est logée dans une cavité annulaire définie entre le corps il et le capuchon 30. Elle est agencée axialement en retrait par rapport â la tâte d'ionisation.
Cette contre-éleçtrode, à structure poreuse, est placée en recouvrement d°une gorge 46 pratiquée dans le corps 11 et alimentée en air comprimé. L'air s'échappe radialement par des trous 47 du capuchon 30, réguliérement disposés circonfêrentiellement. Ainsi, les ions collectés par la contre=électrode passent par les trous 47 mais l'air qui s'en échappe empêche la poudre de s°accumuler sur cette 20~~0~0 contre-électrode. Cette derniére est xveliëe à la terre par des éléments conducteurs tels que, dans l'exemple représenté, un ressort métallique 48, une bille métallique 49, un autre ressort métallique 50, une résistance 51

5 (500 Miâ), le connecteur 28 et le câble: électrique 28~. Des perçages sont pratiqués dans le corps 11 pour l'alimentation des chambres 40 et 42 sa de la gorge 46.
La tête d'ionisation comporte un élément globalement en forme de bol 56, ici en matériau isolant et un déflecteur 58, ici métallique. L'ëlêment 56 comporte un moyeu tubulaire 57 vissé dans l'arbre 15 de la turbine. Le conduit 13a est engagé dans l'évidement axial du moyeu 57, sans contact avec lui, et débouche au fond de l'élément 56 en forme de bol. Le déflecteur 58 est disposé coaxialement à l'avant de l'orifice du canal 13 en étant espacé de l'élément 56 par des moyens d'entretoisement 60. Le déflecteur s'étend radialement jusqu°à la périphërïe de l'élément en forme de bol 56 de façon à définir avec lui une sortie d'éjection annulaire 62 pour le mélange air-poudre. Le bord du déflecteur 58 constitue une électrode de charge.
Dans l'exemple de la figure 1, le bord du déflecteur 58 présente une aréte vive 58a_ à sa périphérie externe. De plus, le dêflecteur étant solidaire de l'élément en forme de bol 56, c'est l'ensemble de la téta d'ionisation qui est entrafnëe en rotation par la turbine. Ce sont les moyens d'entretoisement 60 et notamment les vis 64, métalliques, qui permettent de connecter le déflecteur 58 à la haute tension. plus précisément, les vis 64 traversent l'élément 56 en forme de bol et sont vissées dans une couronne métallique 66 en contact électrique avec l'extrémité de l'arbre 15 de la turbine.
Dans la variante de la figure 2, le déflecteur 68 est en matériau isolant dans lequel on a noyé, au moulage, des éléments conducteurs 70, 72 électriquement connectés aux vis 64 des moyens d'entretoisement. Les éléments conducteurs 70 agencés radialement émergent sous forma de

6 pointes à la pêriphérie du déflecteur. Avantageusement, chaque pointe émerge à l'intérieur d'un petit cratére 74 creusé dans le bord périphérique du déflecteur. Ainsi défini, le dêflecteur 68 peut remplacer le dëflecteur 58 de la figure 1.
En fonctionnement, le mélange air-poudre circulant dans le canal axial ~3 vient frapper 1e déflecteur tournant et s°engage dans l'espace défini entre l'êlément 56 en forme de bol et la paroi interne du déflecteur, jusqu'à la i0 sortie annulaire 62. A leur sortie, les particules de poudre sont chargées par bombardement d"ions émis par Ie dëflecteur formant électrode.
En effet, les ions émis par l'électrode de charge peuvent suivre deux trajets. Une partie des ions se dirige vers la contre-électrode et l'autre partie vers l'objet à
recouvrir. La présence de la contre-électrode permet d'obtenir une bonne charge de la poudre tout en Limitant Ie courant vers l'objet.
A titre deexemple, on estime que Ie courant d°ions qui 2~ s'ëtablit entre l'électrode et 1a contre-électrode est égal â environ quatre fois la charge portée par Ia poudre et quatre fois Ié courant d'ions qui s'établit entre le déflecteur et l'objet à recouvrir. On estime que la rotation de la tête d'ionisation permet de mïeux homogénéiser le mélange air-poudre à la sortie 62 et de favoriser ainsi une meilleure charge des particules de poudre.

Claims (9)

1. Dispositif de projection électrostatique d'un produit de revêtement en poudre pour recouvrir des objets, comportant un canal d'alimentation d'un mélange air-poudre débouchant axialement au fond d'une tête d'ionisation comprenant un élément globalement en forme de bol et comportant au moins une partie tournante, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une contre-électrode agencée axialement en retrait par rapport à ladite tête d'ionisation et en ce que cette dernière comporte un déflecteur agencé coaxialement à l'avant de l'orifice dudit canal, espacé dudit élément en forme de bol et s'étendant jusqu'à la périphérie de celui-ci de façon à définir avec lui une sortie d'éjection annulaire pour le mélange air-poudre, le bord de ce déflecteur constituant ou portant une électrode de charge.

2. Dispositif de projection selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit déflecteur est en matériau conducteur et présente une arête vive à sa périphérie externe et en ce qu'il est fixé par des moyens d'entretoisement audit élément en forme de bol, ce dernier étant fixé à un moyen d'entraînement en rotation.

3. Dispositif de projection selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement en rotation est une turbine.

4. Dispositif de projection selon la revendication 2 ou 3, caractérisé
en ce que ledit élément en forme de bol étant en matériau isolant, lesdits moyens d'entretoisement comportent des parties métalliques agencées pour connecter ledit déflecteur à une autre tension.

5. Dispositif de projection selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit déflecteur est en matériau isolant à l'intérieur duquel sont noyés des éléments conducteurs, reliés à une haute tension, certains émergeant sous forme de pointes à la périphérie dudit déflecteur.

6. Dispositif de projection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite contre-électrode est annulaire et est installée dans une cavité annulaire communiquant avec l'extérieur par une série de trous régulièrement espacés.

7. Dispositif de projection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite contre-électrode est une électrode poreuse placée au-dessus d'une gorge de soufflage reliée à une source d'air comprimé.

8. Dispositif de projection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des canaux d'éjection d'air d'entraînement du mélange air-poudre, dont les orifices sont agencés coaxialement et à l'arrière de ladite tête d'ionisation, pour entraîner le mélange air-poudre vers un objet à recouvrir.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un chambre annulaire est définie autour d'un arbre portant la tête d'ionisation et en ce que cette chambre annulaire communique avec une source d'air comprimé.