EP1480756A1 - Dispositif de pulverisation de produit de revetement liquide - Google Patents

Dispositif de pulverisation de produit de revetement liquide

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EP1480756A1
EP1480756A1 EP03722683A EP03722683A EP1480756A1 EP 1480756 A1 EP1480756 A1 EP 1480756A1 EP 03722683 A EP03722683 A EP 03722683A EP 03722683 A EP03722683 A EP 03722683A EP 1480756 A1 EP1480756 A1 EP 1480756A1
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EP
European Patent Office
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spray device
spraying
liquid
core
distribution surface
Prior art date
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EP03722683A
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German (de)
English (en)
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EP1480756B2 (fr
EP1480756B1 (fr
Inventor
Patrick Ballu
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Sames Kremlin SAS
Original Assignee
Sames Technologies SAS
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • B05B3/1064—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces the liquid or other fluent material to be sprayed being axially supplied to the rotating member through a hollow rotating shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/14—Arrangements for preventing or controlling structural damage to spraying apparatus or its outlets, e.g. for breaking at desired places; Arrangements for handling or replacing damaged parts
    • B05B15/18—Arrangements for preventing or controlling structural damage to spraying apparatus or its outlets, e.g. for breaking at desired places; Arrangements for handling or replacing damaged parts for improving resistance to wear, e.g. inserts or coatings; for indicating wear; for handling or replacing worn parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0403—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B05B5/0407—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with a spraying edge, e.g. like a cup or a bell

Definitions

  • the invention relates to a spraying device, commonly called a spray bowl, intended to spray a liquid coating product into fine droplets; it applies in particular to the spraying of any type of paint or varnish, liquid.
  • the invention also relates to any rotary head sprayer equipped with such a spraying device.
  • the invention preferably applies to a sprayer with a very high speed of rotation, typically of the order of 50,000 to 100,000 revolutions per minute.
  • Numerous types of spraying device for coating product in the form of a bowl or bell are known, rotating at high speed.
  • the product to be sprayed flows on the inside surface of the bowl and, under the effect of centrifugal force, reaches the edge of the bowl where it is sprayed into fine droplets.
  • the bowl is most often shaped so that the surface facing the object to be covered is generally concave, often frustoconical.
  • document EP 0951942 describes a bowl with a frustoconical distribution surface.
  • the document US 692631 describes a rotary and electrostatic device with external charge for dispersing a liquid in threads, forming textile fibers as the liquid solidifies in the air by dispersion and evaporation of its most volatile components. Fibers form beyond the rotating device because the liquid is subjected to an electric field created between two electrodes located downstream of the rotating device. This document does not concern the electrostatic spraying of liquid coating product. In addition, the speed of rotation is insufficient to spray the liquid by the sole effect of centrifugal force. The liquid is in the form of a thin layer when it enters the zone where the electric field prevails.
  • US Pat. No. 2,658,472 describes a spray bell inside which there are liquid ejection nozzles directed towards the distribution surface. The presence of these nozzles disturbs the rotation drive of the air volume inside the spray bell. In addition, the nozzles deposit the liquid at a very short distance from the spraying edge, which is unfavorable for good spreading of the liquid on said distribution surface, before being sprayed on the edge of the bell.
  • the invention provides a rotary spraying device having a combination of several characteristics which combine to obtain a finer spraying, with an extremely tight distribution of droplet diameter, making it possible to obtain, in the case in particular of a paint, a better aspect of the deposit.
  • the invention relates to a device for spraying a liquid coating product
  • a divergent centrifugal deflector having a spraying edge and capable of being driven in rotation about an axis of rotation, characterized in that it comprises a tubular hub forming or housing a liquid supply duct, in that said centrifugal deflector comprises a continuous distribution surface extending between said hub and said spraying edge, in that this distribution surface is generally in the form of a horn of a trumpet and in that it comprises means for deflecting at least radially at least part of said liquid towards the innermost part of said distribution surface in the shape of a horn of a trumpet.
  • trumpet shape of this surface is favorable for good cleaning using a liquid cleaning product injected in place of the liquid to be sprayed. More precisely, this surface has no discontinuity which could lead to an undesirable accumulation of certain components of the liquid to be sprayed, in particular certain pigments.
  • the spraying edge can be a sharp or notched edge. Streaks can be printed in this surface, in the vicinity of the spraying edge, or arranged on the distribution surface.
  • the profile of the distribution surface in a half-section passing through the axis of rotation of said rotary bowl has substantially the shape of an exponential.
  • rapid growth we mean any function whose derivative increases with the variable.
  • any rotary spray bowl combining a central supply (that is to say an axial injection of liquid, into the hub) with a distribution surface of the type described above, is within the scope of the invention .
  • the bowl comprises a distributor mounted in the axial extension of said hub, extending to the bottom of said deflector and comprising a core obstructing the axial flow of the liquid and radial passages arranged at the rear of said core to direct at least most of the liquid flow to said distribution surface.
  • FIG. 1 is an axial sectional view of the spray bowl, according to arrow l-l of Figure 2;
  • FIG. 2 is a view along arrow II of Figure 1;
  • FIG. 3 is a section III-III of Figure 1;
  • FIG. 4 is an enlarged view of Box IV of Figure 1.
  • a liquid spraying device
  • the element of revolution 12 essentially consists of an axial, tubular hub 13, extended forward by a divergent centrifugal deflector 14 having a circular spraying edge 15.
  • the hub 13 constitutes or shelters a liquid supply conduit. The liquid to be sprayed propagates forward until it reaches a distribution surface 18, continuous, extending between the hub and the spraying edge.
  • the hub 13 is intended to be mounted at the end of a hollow shaft of a drive device, not shown. Conventionally, this drive device is a compressed air turbine.
  • the liquid to be sprayed is introduced by an injector 17 placed in the hollow shaft of this turbine and in the hub. It flows forward while spreading over said distribution surface 18.
  • Said hub 13 has a thread 20 by which it can be fixed to the shaft of the turbine.
  • the attachment can be magnetic as described in document FR 2805182.
  • Said distribution surface 18 is generally in the form of a trumpet horn and the liquid leaving the hub 13, more precisely here from the injector 17, is distributed in a thin film on the distribution surface progressing to the edge of spray where it is sprayed into fine droplets, under the effect of centrifugal force.
  • the centrifugal deflector 14 is at least partially made of conductive material. electricity. It is generally placed at a high negative electrical potential, close to 100 kV, and the object to be painted is placed at ground potential.
  • the latter may for example be made of metal, or covered internally with an electrically conductive layer.
  • the action of the high electric field, in the vicinity of the spraying edge 15, also contributes, like the effect of centrifugal force, to break the thin film into fine droplets.
  • a continuous profile of the divergent centrifugal deflector such as that given by a trumpet shape, makes it possible, because of its large radius of curvature, to concentrate the electric field in the zone having the smallest radius of curvature, that is to say - say on the spray edge, precisely where the droplets are formed by an essentially mechanical effect.
  • the trumpet shape is therefore favorable to all of the means which contribute to the good spraying of the liquid on the spraying edge, that is to say a mechanical effect and an electrostatic effect.
  • the distribution surface 18 generally has the shape of a trumpet horn. In other words, said distribution surface generally has a certain convexity directed towards the object to be covered. Typically, the distribution surface in a half-section passing through the axis of rotation has here substantially the shape of an exponential.
  • the element of revolution 12 composed of the hub and the centrifugal deflector shelters means for deviating substantially radially a part of the liquid towards the innermost part of the distribution surface 18.
  • it is a distributor 22 mounted in the axial extension of the hub 13 and extending partly at the bottom of the deflector 14.
  • This distributor has the function of deflecting the liquid introduced axially so that most of the liquid flow is directed towards the distribution surface 18 in the innermost zone thereof.
  • This distributor 22 has a core 24 which obstructs the axial flow of the liquid. It is provided with radial passages 26 arranged at the rear of the core.
  • the core 24 has a lateral surface of revolution 28 extending opposite and at a distance from the distribution surface 18, in the innermost zone thereof, to define with said surface an annular passage 30 extending said radial passages.
  • the distributor 22 includes a tubular element of revolution 32, a rear mounting portion 34 of which is fixed inside the axial hub 13.
  • the injector 17 ends with a nozzle engaged in the axial cavity of the mounting portion 34, facing the rear face of the core 24.
  • the radial passages 26 are formed by three cutouts made in the element 32 between said mounting portion and the core 24. In fact, these three cutouts do not leave any residue in the element 32 that three bridges 36 offset circumferentially 120 degrees from each other and connecting said mounting portion 34 to the core 24.
  • the most central part of the deflector is internally lined with an annular wear part 50 integrated into the innermost part of the distribution surface 18. More particularly, the apparent, internal surface of this annular part matches and extends the distribution surface 18 without breaking continuity. It is generally radially outside and facing the radial passages 26. This annular wear part can be fitted at the bottom of the deflector. In this case, it is intended to be replaced regularly.
  • the annular part can on the contrary be made of a material very resistant to abrasion (ceramic, hard metal, etc.) or at least its internal surface, facing the radial passages 26, can be covered with a resistant material abrasion, for example titanium nitride.
  • a resistant material abrasion for example titanium nitride.
  • at least the innermost part of the distribution surface 18 is covered with a layer of abrasion-resistant material.
  • the core 24 has four divergent channels 38 extending between the rear surface thereof and an annular abutment surface 39 surrounding an axial passage 40 extending in a front part of said core.
  • This comprises a first insert 44 fixed in the front part of the distributor, more particularly at the front of the element 32.
  • the annular abutment surface 39 extending opposite the orifices of the divergent channels 38 and the axial passage 40 which extends this annular abutment surface are defined in the insert 44.
  • a housing cylindrical, defined at the rear of the plug, houses a second insert 46 containing the four divergent channels.
  • the distributor 22 that is to say more particularly the element of revolution 32, is force-fitted inside the hub 13 while the first insert 44 is itself force-fitted in the front part of said dispenser.
  • the insert 46 is forcibly mounted in the insert 44.
  • the channels 38 could be replaced by grooves made on the external surface of the insert 46 or on the internal surface of the housing of said insert. All these elements can be made of plastic or metal. The operation is as follows.
  • the liquid When the liquid is introduced under pressure into the injector 17, it strikes the rear face of the core 24 and is deflected in part radially to the bottom of the distribution surface 18. The liquid continues to propagate, under the effect centrifugal force on this surface, forming a thin film which becomes thinner and thinner as it progresses towards the spraying edge. When the liquid reaches the spray edge, it is sprayed into fine droplets.
  • a small part of the liquid engages in the divergent channels 38 and strikes the annular abutment surface 39.
  • This secondary flow of liquid bypasses the rounded surface 42 of the axial passage 40 without being projected forward and progresses radially towards the outside on the front surface of the dispenser until it joins the main flow of liquid flowing along the distribution surface 18.
  • the front of the dispenser is constantly wetted with liquid. If the liquid is a paint or varnish, there is therefore no risk of drying on the surface of the dispenser.
  • the spray device can easily be cleaned by injecting a cleaning liquid in place of the liquid coating product.
  • the ratio between the maximum diameter of the distributor 22 and the diameter of the spraying edge 15 can be between 5 and 60%. Preferably, this ratio will be between 10 and 40%.
  • the diameter of the spray edge is generally between 25 and 100 mm.
  • the distributor 22 can be replaced by a radial wall attached to the element of revolution and comprising a ring of holes, this arrangement being known per se.
  • any liquid sprayer in particular any paint or varnish sprayer, characterized in that it comprises a spraying device as described above.
  • a sprayer generally consists of a rotary drive device, such as for example a compressed air turbine, carrying the spraying device and arranged to allow an axial injection of liquid to be sprayed inside the hub.
  • This sprayer is generally supplemented by a high voltage electrical supply bringing the centrifugal deflector 14 (conductor, for example metallic) to a high voltage.
  • the rotation speed can be from 50,000 to 100,000 revolutions / minute and the device which has just been described is remarkable for its ability to give a very fine and very regular spraying (small difference in droplet size) , this in a very wide range of rotational speeds.
  • the rotation speed can be lowered to 20,000 rpm with acceptable spraying. It may also be advantageous to provide means for supplying clean air inside the distributor 22 so that this air comes out through the annular passage 30 and / or the passage 40, in order to reduce the vacuum which forms in the center of the pavilion. and which could bring partially dried coating product droplets to the front of the distributor.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
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  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)
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Description

"Dispositif de pulvérisation de produit de revêtement liquide"
L'invention se rapporte à un dispositif de pulvérisation, couramment appelé bol de pulvérisation, destiné à pulvériser un produit de revêtement liquide en fines gouttelettes ; elle s'applique notamment à la pulvérisation de tout type de peinture ou vernis, liquide. L'invention concerne également tout pulvérisateur à tête rotative, équipé d'un tel dispositif de pulvérisation. L'invention s'applique préférentiellement à un pulvérisateur à très grande vitesse de rotation, typiquement de l'ordre de 50 000 à 100 000 tours par minute.
On connaît de nombreux types de dispositifs de pulvérisation de produit de revêtement en forme de bol ou cloche, tournant à grande vitesse. Le produit à pulvériser s'écoule sur la surface intérieure du bol et, sous l'effet de la force centrifuge, parvient jusqu'au bord de celui-ci où il est pulvérisé en fines gouttelettes. Le bol est le plus souvent conformé pour que la surface qui fait face à l'objet à recouvrir soit globalement concave, souvent tronconique. Par exemple, le document EP 0951942 décrit un bol à surface de répartition tronconique.
Le document US 692631 décrit un dispositif rotatif et électrostatique à charge externe permettant de disperser un liquide en filets, formant des fibres textiles au fur et à mesure que le liquide se solidifie dans l'air par dispersion et évaporation de ses composantes les plus volatiles. Les fibres se forment au-delà du dispositif rotatif parce que le liquide est soumis à un champ électrique créé entre deux électrodes situées en aval du dispositif rotatif. Ce document ne concerne pas la pulvérisation électrostatique de produit de revêtement liquide. De plus, la vitesse de rotation est insuffisante pour pulvériser le liquide par le seul effet de la force centrifuge. Le liquide est sous forme d'une fine couche lorsqu'il s'engage dans la zone où règne le champ électrique.
On sait que, pour obtenir une pulvérisation fine et régulière, la régularité de l'étalement du liquide sur la surface de répartition, jusqu'à l'arête de pulvérisation, a une importance particulière. Notamment, le volume d'air entraîné en rotation à l'intérieur du bol peut engendrer un frottement sur la pellicule de liquide qui s'écoule sur la surface de répartition, ayant une influence favorable sur l'étalement et la qualité de pulvérisation. Il faut néanmoins que rien ne perturbe la mise en rotation de ce volume d'air, confiné à l'intérieur de la cavité du bol.
Le brevet US 2658472 décrit une cloche de pulvérisation à l'intérieur de laquelle se trouvent des buses d'éjection du liquide dirigées vers la surface de répartition. La présence de ces buses perturbe l'entraînement en rotation du volume d'air à l'intérieur de la cloche de pulvérisation. En outre, les buses déposent le liquide à une très faible distance de l'arête de pulvérisation, ce qui est défavorable à un bon étalement du liquide sur ladite surface de répartition, avant sa pulvérisation sur le bord de la cloche. L'invention propose un dispositif de pulvérisation rotatif présentant une combinaison de plusieurs caractéristiques qui se conjuguent pour obtenir une pulvérisation plus fine, avec une distribution de diamètre des gouttelettes extrêmement resserrée, permettant d'obtenir, dans le cas notamment d'une peinture, un meilleur aspect du dépôt. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de pulvérisation de produit de revêtement liquide comportant un déflecteur centrifuge divergent présentant un bord de pulvérisation et susceptible d'être entraîné en rotation autour d'un axe de rotation, caractérisé en ce qu'il comprend un moyeu tubulaire formant ou abritant un conduit d'alimentation de liquide, en ce que ledit déflecteur centrifuge comporte une surface de répartition continue s'étendant entre ledit moyeu et ledit bord de pulvérisation, en ce que cette surface de répartition a globalement la forme d'un pavillon de trompette et en ce qu'il comporte des moyens pour dévier sensiblement radialement au moins une partie dudit liquide vers la partie la plus interne de ladite surface de répartition en forme de pavillon de trompette.
Il est permis de penser que ce type de surface répartition, combinée au fait que la cavité du bol est débarrassée de tout injecteur en raison du dépôt du liquide au fond du pavillon, optimalise l'action de l'air mis en rotation dans la cavité du bol sur le film de liquide qui s'écoule sur la surface de répartition. On obtient ainsi un amincissement significatif de l'épaisseur de la couche de liquide
(typiquement la peinture) sur ladite surface de répartition au fur et à mesure qu'il se dirige vers l'arête de pulvérisation et une bonne régularité de l'épaisseur de cette couche. L'amincissement de l'épaisseur de la couche, au fur et à mesure de sa progression vers le bord de pulvérisation est aussi attribuable à un fort accroissement de la surface de la couronne élémentaire de répartition, selon la perpendiculaire à l'axe de rotation, en raison même de la forme, "en trompette", de la surface de répartition, cet accroissement de surface se combinant avec celui de la vitesse centrifuge du liquide, lié à la distance par rapport à l'axe.
On note également que la forme en trompette de cette surface est favorable à un bon nettoyage à l'aide d'un produit liquide de nettoyage injecté en lieu et place du liquide à pulvériser. Plus précisément, cette surface ne présente aucune discontinuité pouvant conduire à une accumulation indésirable de certains composants du liquide à pulvériser, notamment certains pigments.
De façon connue en soi, l'arête de pulvérisation peut être une arête vive ou crantée. Des stries peuvent être imprimées dans cette surface, au voisinage du bord de pulvérisation, ou disposées sur la surface de répartition.
Selon un mode de réalisation possible, le profil de la surface de répartition suivant une demi-coupe passant par l'axe de rotation dudit bol rotatif a sensiblement la forme d'une exponentielle. Ce profil peut aussi avoir la forme d'une courbe représentée par une fonction à croissance rapide telle que y = x2, y = xn, toute combinaison linéaire de fonctions de ce type, ou bien du type y = ax, dont la fonction exponentielle est un cas particulier. Par croissance rapide, on entend toute fonction dont la dérivée croît avec la variable. On peut aussi adopter comme profil un tronçon de fonction hyperbolique. Toute combinaison linéaire de ces types de courbes convient également.
En règle générale, tout bol de pulvérisation rotatif combinant une alimentation centrale (c'est-à-dire une injection axiale de liquide, dans le moyeu) avec une surface de répartition du type décrit ci-dessus, est du domaine de l'invention.
Selon une autre caractéristique avantageuse, le bol comporte un distributeur monté dans le prolongement axial dudit moyeu, s'étendant au fond dudit déflecteur et comportant un noyau faisant obstacle à l'écoulement axial du liquide et des passages radiaux agencés à l'arrière dudit noyau pour diriger au moins la plus grande partie du flux de liquide vers ladite surface de répartition.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation possible d'un dispositif de pulvérisation de produit de revêtement liquide, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe axiale du bol de pulvérisation, selon la flèche l-l de la figure 2 ;
- la figure 2 est une vue selon la flèche II de la figure 1 ;
- la figure 3 est une coupe lll-lll de la figure 1 ; et
- la figure 4 est une vue à plus grande échelle de l'encadré IV de la figure 1. Sur les dessins, on a représenté un dispositif de pulvérisation de liquide
11 , comprenant un élément de révolution 12 destiné à être entraîné en rotation, à relativement grande vitesse autour d'un axe principal x' x. Ce dispositif convient tout particulièrement pour la projection électrostatique de produits de revêtement liquide tels que des peintures ou vernis. L'élément de révolution 12 est essentiellement constitué d'un moyeu 13 axial, tubulaire, prolongé vers l'avant par un déflecteur centrifuge divergent 14 présentant un bord de pulvérisation 15 circulaire. Le moyeu 13 constitue ou abrite un conduit d'alimentation de liquide. Le liquide à pulvériser se propage vers l'avant jusqu'à atteindre une surface de répartition 18, continue, s'étendant entre le moyeu et le bord de pulvérisation. Le moyeu 13 est destiné à être monté à l'extrémité d'un arbre creux d'un dispositif d'entraînement, non représenté. Classiquement, ce dispositif d'entraînement est une turbine à air comprimé. Dans l'exemple décrit, le liquide à pulvériser est introduit par un injecteur 17 placé dans l'arbre creux de cette turbine et dans le moyeu. Il s'écoule vers l'avant en s'étalant sur ladite surface de répartition 18. Ledit moyeu 13 comporte un filetage 20 par lequel il peut être fixé à l'arbre de la turbine. En variante, la fixation peut être magnétique comme décrit dans le document FR 2805182.
Ladite surface de répartition 18 a globalement la forme d'un pavillon de trompette et le liquide sortant du moyeu 13, plus précisément ici de ['injecteur 17, se répartit en un film mince sur la surface de répartition en progressant jusqu'au bord de pulvérisation où il est pulvérisé en fines gouttelettes, sous l'effet de la force centrifuge. Dans le cas d'un dispositif de pulvérisation électrostatique, le déflecteur centrifuge 14 est au moins partiellement en matériau conducteur de l'électricité. Il est placé généralement à un potentiel électrique négatif élevé, voisin de 100 kV, et l'objet à peindre est placé au potentiel de la terre.
Sur la figure 1 , on a représenté schématiquement une source de haute tension 19 électriquement connectée au déflecteur 14. Celui-ci peut par exemple être en métal, ou recouvert intérieurement d'une couche conductrice de l'électricité.
L'action du champ électrique élevé, au voisinage du bord de pulvérisation 15, contribue aussi, tout comme l'effet de la force centrifuge, à rompre le film mince en fines gouttelettes. Un profil continu du déflecteur divergent centrifuge, tel que celui donné par une forme en trompette, permet, du fait de son grand rayon de courbure, de concentrer le champ électrique dans la zone ayant le plus faible rayon de courbure, c'est-à-dire sur le bord de pulvérisation, précisément là où se forment les gouttelettes par effet essentiellement mécanique. La forme trompette est donc favorable à l'ensemble des moyens qui contribue à la bonne pulvérisation du liquide sur le bord de pulvérisation, c'est-à-dire un effet mécanique et un effet électrostatique.
La surface de répartition 18 a globalement la forme d'un pavillon de trompette. En d'autres termes, ladite surface de répartition présente globalement un certaine convexité dirigée vers l'objet à recouvrir. Typiquement, la surface de répartition suivant une demi-coupe passant par l'axe de rotation a ici sensiblement la forme d'une exponentielle.
L'élément de révolution 12 composé du moyeu et du déflecteur centrifuge abrite des moyens pour dévier sensiblement radialement une partie du liquide vers la partie la plus interne de la surface de répartition 18. Dans l'exemple, il s'agit d'un distributeur 22 monté dans le prolongement axial du moyeu 13 et s'étendant pour partie au fond du déflecteur 14. Ce distributeur a pour fonction de dévier le liquide introduit axialement de façon que la plus grande partie du flux de liquide soit dirigée vers la surface de répartition 18 dans la zone la plus interne de celle-ci. Ce distributeur 22 comporte un noyau 24 faisant obstacle à l'écoulement axial du liquide. Il est muni de passages radiaux 26 agencés à l'arrière du noyau. Le noyau 24 comporte une surface latérale de révolution 28 s'étendant en regard et à distance de la surface de répartition 18, dans la zone la plus interne de celle-ci, pour définir avec ladite surface un passage annulaire 30 prolongeant lesdits passages radiaux. Plus particulièrement, le distributeur 22 comporte un élément de révolution 32, tubulaire, dont une portion de montage 34, arrière, est fixée à l'intérieur du moyeu axial 13. L'injecteur 17 se termine par un ajutage engagé dans la cavité axiale de la portion de montage 34, en regard de la face arrière du noyau 24. Les passages radiaux 26 sont constitués par trois découpes pratiquées dans l'élément 32 entre ladite portion de montage et le noyau 24. En fait, ces trois découpes ne laissent subsister dans l'élément 32 que trois ponts 36 décalés circonférentiellement à 120 degrés les uns des autres et reliant ladite portion de montage 34 au noyau 24. Ainsi, la plus grande partie du liquide injecté axialement par le moyeu 13 traverse l'élément 32 jusqu'à venir frapper la face arrière du noyau 24 et poursuit son écoulement radialement jusqu'à venir rencontrer la surface de répartition 18 sur laquelle il s'étale en progressant vers l'avant jusqu'au bord de pulvérisation 15.
De plus, la partie la plus centrale du déflecteur est garnie intérieurement d'une pièce annulaire d'usure 50 intégrée à la partie la plus interne de la surface de répartition 18. Plus particulièrement, la surface apparente, intérieure, de cette pièce annulaire épouse et prolonge la surface de répartition 18 sans rupture de continuité. Elle se trouve globalement radialement à l'extérieur et en regard des passages radiaux 26. Cette pièce annulaire d'usure peut être emboîtée au fond du déflecteur. Dans ce cas, elle est prévue pour être remplacée régulièrement.
En variante, la pièce annulaire peut au contraire être en matériau très résistant à l'abrasion (céramique, métal dur, etc..) ou au moins sa surface interne, en regard des passages radiaux 26, peut être recouverte d'un matériau résistant à l'abrasion, par exemple du nitrure de titane. Selon une autre variante, au moins la partie la plus interne de la surface de répartition 18 (c'est-à-dire celle qui fait face aux passages 26) est recouverte d'une couche de matériau résistant à l'abrasion.
Le noyau 24 comporte quatre canaux divergents 38 s'étendant entre la surface arrière de celui-ci et une surface de butée annulaire 39 entourant un passage axial 40 s'étendant dans une partie avant dudit noyau. La surface de butée annulaire 39, au-delà des orifices avant des canaux, se prolonge par une surface arrondie 42 rejoignant tangentiellement la face avant du noyau. Celui-ci comporte un premier insert 44 fixé dans la partie avant du distributeur, plus particulièrement à l'avant de l'élément 32. La surface de butée annulaire 39 s'étendant en regard des orifices des canaux divergents 38 et le passage axial 40 qui prolonge cette surface de butée annulaire sont définis dans l'insert 44. Un logement cylindrique, défini à l'arrière du bouchon, abrite un second insert 46 renfermant les quatre canaux divergents.
Dans l'exemple décrit, le distributeur 22, c'est-à-dire plus particulièrement l'élément de révolution 32, est monté à force à l'intérieur du moyeu 13 tandis que le premier insert 44 est lui-même monté à force dans la partie avant dudit distributeur. L'insert 46 est quant à lui monté à force dans l'insert 44. En variante, les canaux 38 pourraient être remplacés par des cannelures pratiquées à la surface externe de l'insert 46 ou à la surface interne du logement dudit insert. Tous ces éléments peuvent être en matière plastique ou en métal. Le fonctionnement est le suivant.
Lorsque le liquide est introduit sous pression dans l'injecteur 17, il vient frapper la face arrière du noyau 24 et est dévié en partie radialement jusqu'au fond de la surface de répartition 18. Le liquide continue à se propager, sous l'effet de la force centrifuge, sur cette surface en formant un film de faible épaisseur de plus en plus mince au fur et à mesure qu'il progresse vers le bord de pulvérisation. Lorsque le liquide atteint le bord de pulvérisation, il est pulvérisé en fines gouttelettes.
Une petite partie du liquide s'engage dans les canaux divergents 38 et vient frapper la surface de butée annulaire 39. Ce flux secondaire de liquide contourne la surface arrondie 42 du passage axial 40 sans être projeté vers l'avant et progresse radialement vers l'extérieur sur la surface avant du distributeur jusqu'à venir rejoindre le flux principal de liquide s'écoulant le long de la surface de répartition 18. De cette façon, l'avant du distributeur est constamment mouillé de liquide. Si le liquide est une peinture ou un vernis, il ne risque donc pas de sécher à la surface du distributeur. De plus, le dispositif de pulvérisation peut facilement être nettoyé en injectant un liquide de nettoyage en lieu et place du produit de revêtement liquide.
Il est à noter que le rapport entre le diamètre maximum du distributeur 22 et le diamètre du bord de pulvérisation 15 peut être compris entre 5 et 60 %. De préférence, ce rapport sera compris entre 10 et 40 %. Pour les dispositifs plus particulièrement conçus pour l'application de peinture par voie électrostatique, le diamètre du bord de pulvérisation est généralement compris entre 25 et 100 mm.
Des variantes sont possibles. En particulier, le distributeur 22 peut être remplacé par une paroi radiale rattachée à l'élément de révolution et comportant une couronne de trous, cet agencement étant connu en soi.
Bien entendu, l'invention couvre également tout pulvérisateur de liquide, notamment tout pulvérisateur de peinture ou vernis, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pulvérisation tel que décrit ci-dessus. Un tel pulvérisateur se compose généralement d'un dispositif d'entraînement en rotation, comme par exemple une turbine à air comprimé, portant le dispositif de pulvérisation et agencé pour permettre une injection axiale de liquide à pulvériser à l'intérieur du moyeu. Ce pulvérisateur est généralement complété par une alimentation électrique haute tension portant le déflecteur centrifuge 14 (conducteur, par exemple métallique) à une haute tension. Comme indiqué précédemment, la vitesse de rotation peut être de 50 000 à 100 000 tours/minute et le dispositif qui vient d'être décrit est remarquable par sa capacité à donner une pulvérisation très fine et très régulière (faible écart de taille des gouttelettes), ceci dans une très large gamme de vitesses de rotation. En particulier, on a constaté que la pulvérisation est encore excellente même lorsque la vitesse de rotation est en deçà de la gamme de vitesses indiquée ci-dessus. La vitesse de rotation peut être abaissée jusqu'à 20 000 tours par minute avec une pulvérisation acceptable. II peut aussi être avantageux de prévoir des moyens pour alimenter en air propre l'intérieur du distributeur 22 pour que cet air ressorte par le passage annulaire 30 et/ou le passage 40, en vue de réduire la dépression qui se forme au centre du pavillon et qui pourrait ramener des gouttelettes de produit de revêtement en partie asséchées, sur la face avant du répartiteur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de pulvérisation de produit de revêtement liquide comportant un déflecteur centrifuge divergent (14) présentant un bord de pulvérisation (15) et susceptible d'être entraîné en rotation autour d'un axe de rotation, caractérisé en ce qu'il comprend un moyeu tubulaire (13) formant ou abritant un conduit d'alimentation de liquide, en ce que ledit déflecteur centrifuge (14) comporte une surface de répartition (18) continue s'étendant entre ledit moyeu et ledit bord de pulvérisation, en ce que cette surface de répartition a globalement la forme d'un pavillon de trompette et en ce qu'il comporte des moyens pour dévier sensiblement radialement au moins une partie dudit liquide vers la partie la plus interne de ladite surface de répartition en forme de pavillon de trompette.
2. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le profil de ladite surface de répartition (18) suivant une demi-coupe passant par ledit axe de rotation a sensiblement la forme d'une exponentielle.
3. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le profil de ladite surface de répartition (18) suivant une demi-coupe passant par ledit axe de rotation, a la forme d'un tronçon d'hyperbole.
4. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un distributeur (22) monté dans le prolongement axial dudit moyeu (13), s'étendant au fond dudit déflecteur, ce distributeur comportant un noyau (24) faisant obstacle à l'écoulement axial du liquide et des passages radiaux (26) agencés à l'arrière dudit noyau pour diriger au moins la plus grande partie du flux de liquide vers ladite surface de répartition (18).
5. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit noyau (24) comporte une surface latérale de révolution (28) s'étendant en regard et à distance de ladite surface de répartition (18), pour définir avec celle-ci un passage annulaire (30) prolongeant lesdits passages radiaux.
6. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit noyau (24) comporte des canaux (38) s'étendant entre une surface arrière de celui-ci et une surface de butée annulaire (39) entourant un passage (40) s'étendant dans une partie avant dudit noyau.
7. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ledit distributeur comporte un élément de révolution (32), tubulaire, dont une portion de montage (34), arrière, est fixée à l'intérieur dudit moyeu (13), lesdits passages radiaux à l'arrière dudit noyau étant pratiqués dans cet élément de révolution.
8. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit noyau comprend un premier insert (44) fixé dans la partie avant dudit distributeur et comportant ladite surface de butée annulaire (39) et ledit passage (40).
9. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un second insert (46) est monté à l'arrière dudit premier insert et renferme lesdits canaux divergents.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit passage (40) est axial.
11. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que ledit distributeur (22) est monté à force à l'intérieur dudit moyeu (13).
12. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 8 à 11 , caractérisé en ce que ledit premier insert (44) est monté à force dans la partie avant dudit distributeur.
13. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que ledit second insert (46) est monté à force dans ledit noyau.
14. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie la plus centrale dudit déflecteur est garnie intérieurement d'une pièce annulaire d'usure (50) intégrée à ladite partie la plus interne de la surface de répartition, ladite pièce annulaire étant remplaçable.
15. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la partie la plus centrale dudit déflecteur est pourvue intérieurement d'une pièce annulaire dont au moins la surface interne est en matériau résistant à l'abrasion.
16. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'au moins la partie la plus interne de ladite surface de répartition est recouverte d'une couche de matériau résistant à l'abrasion.
17. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 4 à 16, caractérisé en ce que le rapport entre le diamètre maximum du distributeur (22) et le diamètre du bord de pulvérisation (15) est compris entre 5 et 60 %, de préférence entre 10 et 40 %.
18. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est équipé pour la pulvérisation électrostatique.
19. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour faire circuler de l'air dans ledit passage annulaire (30).
20. Dispositif de pulvérisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour faire circuler de l'air dans ledit passage
(40).
21. Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit déflecteur centrifuge divergent (14) est au moins en partie en matériau conducteur de l'électricité et qu'il est connecté à une source de haute tension.
22. Pulvérisateur de produit de revêtement liquide, notamment de peinture ou vernis, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications précédentes.
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