EP2986857B1 - Pompe a effet venturi et installation d'application de revetement de peinture - Google Patents

Pompe a effet venturi et installation d'application de revetement de peinture Download PDF

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EP2986857B1
EP2986857B1 EP14719684.4A EP14719684A EP2986857B1 EP 2986857 B1 EP2986857 B1 EP 2986857B1 EP 14719684 A EP14719684 A EP 14719684A EP 2986857 B1 EP2986857 B1 EP 2986857B1
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ring
pump
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powder
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Christophe Pravert
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Sames Technologies SAS
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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
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/14—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
    • B05B7/1404—Arrangements for supplying particulate material
    • B05B7/1472—Powder extracted from a powder container in a direction substantially opposite to gravity by a suction device dipped into the powder
    • 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
    • B05B5/047—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns using tribo-charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/1075—Valves; Arrangement of valves the valve being a flexible annular ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04F5/14—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04F5/46—Arrangements of nozzles
    • F04F5/466—Arrangements of nozzles with a plurality of nozzles arranged in parallel

Definitions

  • the present invention relates to a powder pump of Venturi technology used, in particular in a method of electrostatic powder coating paint application.
  • a pump with Venturi effect is a relatively simple and inexpensive organ.
  • This body is based on the Venturi effect which consists of creating a vacuum by injecting air at high speed in order to suck powder from a reservoir that can contain a bed of fluidized powder and then convey it to to a pneumatic or electrostatic applicator by means of a pipe adapted to the transport of powder.
  • a pneumatic or electrostatic applicator In order to more easily suck up the powder at the base of the tank, air is injected into the tank to fluidize the powder.
  • this type of pump can be used to obtain paint flows from the pump. order of fifty to five hundred grams per minute.
  • a pump with a Venturi effect most often comprises a powder suction pipe immersed in the powder tank, an air connection which makes it possible to create a vacuum within the suction duct and an ejector which makes it possible to evacuate the mixture. air / powder inside a transport hose and towards the electrostatic applicator or, more simply, the gun.
  • a pump of this type is therefore most often powered by a pneumatic device generating two air circuits, an "injection” air circuit and a “dilution” air circuit.
  • the pneumatic organ regulates the pressure or the air flow mixed with the powder. Regardless of the mode of regulation chosen, the pneumatic injection and dilution air supply members are sensitive to the rise of powder that can be observed during transient pumping phases or during the cleaning phases.
  • the dilution air circuit is much more sensitive to these rising powder. Indeed, it is sometimes inactive in the pumping phase when the air flow Injection alone makes it possible to transport without pulsations.
  • the dilution air supply circuit is at zero relative pressure, while a pressure of the order of a few tens of millibars reigns at the outlet of the pump in the mixture to be transported.
  • a powder-fed reverse current flows to the pneumatic members of the module.
  • the cleaning phases are also conducive to the rise of powder in the dilution circuit.
  • protective barriers can be integrated at the level of the pneumatic module itself, or in the supply circuits, between the module and the pump, or at the level of the injection air supply and dilution connections. the pump.
  • These protective barriers generally consist of a porous media or a non-return valve such as for example a ball valve or a membrane valve.
  • EP-A-0 552 744 and EP-A-0 913 203 each disclose a Venturi effect pump provided with a check valve. However, this valve does not surround the ejector radially, so that the blocking of the rising of powder is not effective.
  • the invention intends to remedy more particularly by proposing a Venturi effect pump provided with an effective protective barrier and not constituting a wear part.
  • the invention relates to a Venturi effect pump, for sucking a powder from a reserve, to dilute it and then to convey it to a gun via a transport pipe.
  • This pump comprises an external body, at least one powder suction pipe, at least two air connections, among which a first air connection is able to supply an air injector to create a depression in the duct.
  • a second air connection is adapted to feed a dilution air circuit separated from the powder flow, at least one powder outlet ejector, centered on a diffusion axis, the inlet of which is situated downstream of the first air connection and the suction duct, at least one protective barrier arranged inside the dilution of air and at least one outlet end of the dilution air circuit, disposed around the ejector and also connected to the transport pipe.
  • the protective barrier comprises a non-return valve which radially surrounds the ejector.
  • the pneumatic air supply members are protected from the return of powder economically since the protective barrier does not constitute a wear part and therefore does not need to be replaced during the operating period of the Venturi pump.
  • the invention also relates to an installation for applying a powder coating product, comprising a reservoir, in which the powdery product is fluidized, a pneumatic supply module, supplying an "injection" air circuit, and a fuel injection circuit. 'air' of dilution, a pump with Venturi effect powered by the module pneumatic supply and conveying coating product from the reservoir to a gun while the Venturi effect pump is as previously described.
  • FIG. 1 and 2 There is shown a Venturi pump 2 for use in a powder coating paint application apparatus.
  • the Venturi effect pump 2 extends along a main axis Y2 and comprises an outer body 20.
  • the outer body 20 has a plurality of openings for receiving different inlet and outlet ducts.
  • the inlet ducts there is a first suction duct 22 of generally cylindrical shape and centered on an axis Z22.
  • the suction duct 22 is connected upstream to a tank A which is not shown and which contains a bed of fluidized powder.
  • the Venturi effect pump 2 also includes at its inlet a first air injection connector 24.
  • the connector 24 is connected via a duct 25 to a pneumatic supply module B.
  • the injector 242 is located in the extension of the fitting 24 whose section is narrowed so as to accelerate the air at the end of the connector 24 to create a vacuum at the outlet of the injector 242. This is the Venturi effect .
  • the injector 242 belongs to the connector 24.
  • the injector 242 and the connector 24 are two different parts.
  • the air injector 242 opens onto an area 244 located at the downstream end of the suction duct 22. A depression is therefore created in this zone 244, which tends to suck the powder from the tank A to the zone 244 in the direction of the arrow F O at the figure 2 .
  • the zone 244 there is the mixing between the air injected by the connection 24 and the powder sucked into the suction pipe 22.
  • the mixture of air and powder is propelled downstream of the coupling 24, that is to say along the Y242 axis and from the right to the left on the figure 2 .
  • the air / powder mixture thus reaches an ejector 26 which extends along a Y26 diffusion axis, the Y26 axis and the Y242 axis coinciding.
  • the ejector 26 has a downstream end portion, that is to say located on the left side of the ejector 26 to the figure 2 , of an inner section greater than that of the upstream part, or of the part on the right on the figure 2 .
  • the ejector 26 thus has the shape of a nozzle.
  • the fact of using a nozzle shape makes it possible to increase the pressure of the air / powder mixture at the outlet. This makes it easier to route the air / powder mixture to an electrostatic applicator D, especially a gun, through the transport pipe.
  • the Venturi effect pump 2 also includes as input a second air supply connector 28, centered on an axis Z28 which is perpendicular to the axis Y2. It feeds a dilution air circuit, this dilution circuit V28 being separated from the powder flow.
  • This supply duct 28 is also connected to the pneumatic supply module B by a duct 29.
  • the pneumatic supply module B thus provides air in the two connections 24 and 28.
  • the connector 24 is a supply connection called "injection" while the supply connection 28 is a conduit of diet called "dilution".
  • the air injected inside the supply connection 28 passes inside an outlet nozzle 284, this outlet nozzle 284 is disposed around and coaxially with the ejector 26 and having externally projections: therefore a "fir" connection.
  • the passage of the dilution air is annular between the outlet nozzle 284 and the ejector 26.
  • the outlet nozzle 284 and the ejector 26 are connected downstream, that is to say on the left on the figure 2 , to a transport pipe T which conveys the air / powder mixture to the electrostatic applicator or application gun D for coating a piece of paint.
  • the additional air injected into the connection 28 makes it possible to reduce the pulsations that may appear during the transport of the air / powder mixture. These pulsations occur if the transport speed is not sufficient in the pipe resulting in insufficient transport air flow.
  • the diameter of the transport pipe T is optimized according to the powder flow rate to be supplied and the transport distance to be made from the Venturi effect pump 2 to the electrostatic applicator D.
  • the volume present between the outlet nozzle 284 and the ejector 26 is an annular volume V284 which constitutes a dilution chamber.
  • connection 28 The use of additional air or dilution air at connection 28 is actually optional. Indeed, this dilution air supply is sometimes inactivated in the pumping phase when the injection air flow alone allows to ensure a transport without pulsations.
  • the pressure that prevails within the volume V284 is substantially equal to the pressure at the outlet of the ejector 26 which is of the order of a few millibars. This pressure is a consequence of the air / powder flow downstream in the transport pipe.
  • Side pneumatic supply module B the conduit 29 is at zero pressure when the dilution feed is inactivated. At its other end, the conduit 29 is subjected to a pressure substantially equal to that prevailing in the volume V284. Thus part of the air / powder mixture is likely to reach the pneumatic supply module B.
  • the Venturi effect pump 2 further comprises a nonreturn valve 282.
  • This non-return valve 282 ensures, on the one hand, the passage of air freely from upstream to downstream, that is to say, from the supply conduit 28 to the outlet nozzle 284, and secondly, the blocking of the air / powder mixture in the reverse.
  • the nonreturn valve 282 is placed as close as possible to the outlet of the air / powder mixture.
  • the check valve 282 Since it is impossible to position this check valve 282 in the connector "fir", it has been chosen to position it directly at the outlet of the supply conduit 28.
  • the check valve 282 is generally annular shape and is advantageously arranged coaxially around the ejector 26. Thus, the air injected into the dilution circuit is homogeneously distributed in the dilution chamber V284 and the mixture of this dilution air with the powder, at the outlet of the ejector 26 is improved.
  • the check valve 282 comprises a seal ring 2820 and a seal 2822.
  • a volume V2820 is defined as the volume of passage of air from the pneumatic module P to the dilution chamber V284 . This volume includes in particular the channels 2826 to the passage of air in the valve 282 and the throat 2824.
  • the dilution air circuit V28 is constituted by the dilution chamber V284 and the volume V2820 corresponding to the volume borrowed by the air upstream of the V284 dilution chamber.
  • the ring 2820 comprises a plurality of air passage channels 2826, one of which is visible to the figure 3 .
  • channels 2826 are installed at the outlet of the supply conduit 28, extend parallel to the diffusion axis Y26 and open on a groove 2824 formed by two chamfers 2828.
  • the channels 2826 open on the narrowed part of the throat that is, where the gap, taken parallel to the Y26 axis, between the chamfers 2828 is the smallest.
  • the channels 2826 are positioned radially on the axis Y26, on the outside 2824.
  • the groove 2824 extends over the entire periphery of the seal ring 2820, while the air passage channels 2826 are regularly distributed around the diffusion axis Y26. This allows air injection which is homogeneous in the groove 2824 and in the dilution chamber V284.
  • the groove 2824 widens, radially to the axis Y26, ie along a central axis Z2824, inwards.
  • the two chamfers 2828 are arranged symmetrically with respect to the central axis Z2824 and are inclined at an angle of about 45 ° with respect to this central axis. Between the two chamfers 2828 is disposed an O-ring 2822.
  • the seal 2822 has an annular section whose diameter D1 is greater than the minimum opening distance D2 of the groove 2824. Thus, the seal 2822 is able to close the throat 2824.
  • the air injected into the passage 2826 tends to compress the seal 2822 in a direction radial to the Y26 axis and directed inwardly. This direction is represented by the arrow F1 at the figure 3 .
  • a shoulder 2829 is provided in the ring 2820 and is radially located inside the O-ring 2822.
  • the seal is elastically deformed so as to move from a first position shown in FIG. figure 3 where it closes the groove 2824 to a second position shown in the figure 4 where it is possibly bearing against the shoulder 2829 of the ring.
  • the inlet air pressure is too low, the seal is compressed radially but does not reach the shoulder 2829.
  • the air can flow along the chamfers 2828, as represented by the arrows F2 on the figure 4 .
  • the gasket 2822 is expanded, that is to say pressed against the chamfers 2828 and closes the groove 2824.
  • the nonreturn valve 282 is designed so that it has the least areas of retention powder possible.
  • the valve 282 is cleaned simply during the passage of the dilution air because the entire seal is bathed by the air flow.
  • the valve 282 is advantageously disposed coaxially with the ejector 26, thus limiting the compressible volume V284 which separates the valve 282 from the powder outlet. This makes it possible, on the one hand, to facilitate the cleaning of the dilution chamber V284 and, on the other hand, to limit the infiltrations of the air / powder mixture arriving at the outlet of the ejector 26 in the volume V284.
  • the outlet tip 284 is made of a generally electrically conductive material and caps the ejector 26 to its downstream end. Thus, the outlet nozzle 284 is practically indestructible and makes it possible to discharge a portion of the triboelectric charges present on the ejector 26.
  • the passageways for the passage of the powder, namely the suction duct 22 and the ejector 26, are made of suitable plastic, so as not to polymerize the powder on contact.
  • the dilution air is therefore added to the mixture of air and powder injected upstream.
  • the injection air and dilution air flows add up and form a total air flow rate of the powder coating product.
  • a good adjustment of the transport air flow ensures a transport without pulsations, that is to say smoothly and at a constant rate. In this way, the application of the powder coating product is uniform.
  • a seal 202 seals the dilution air supply duct relative to the outside.
  • the seal ring 2820 and the body 20 of the pump 2 are monobloc.
  • the ring 2820 can also be integrated in the outlet nozzle 284 or in the ejector 26.
  • the nonreturn valve 282 can be mounted fixed or removable on the pump 2.
  • a lip seal integrated directly into the dilution chamber, and whose lip preferably deforms in one direction.
  • the direction of deformation of the lip being that of the passage of the dilution air. It is this unilateral deformation of the lip that provides the anti-return function.
  • the installation comprising the Venturi effect pump 2 uses a non-electrostatic application gun, for example of the pneumatic type.
  • the groove 2824 widens, radially to the axis Y26, towards the outside.
  • the channels 2826 are positioned, radially to the axis Y26, inside the groove 2824 and open on the narrowed portion of the groove 2824.
  • the seal 2822 is therefore radially expanded to allow air to enter the throat 2824.

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Description

  • La présente invention concerne une pompe à poudre de technologie Venturi utilisée, notamment dans un procédé d'application électrostatique de revêtement de peinture pulvérulente.
  • Une pompe à effet Venturi, telle que décrite dans EP-A-0 818 245 , est un organe relativement simple et peu onéreux. Cet organe est basé sur l'effet Venturi qui consiste à créer une dépression en injectant de l'air à haute vitesse afin d'aspirer de la poudre à partir d'un réservoir pouvant contenir un lit de poudre fluidisé puis de l'acheminer jusqu'à un applicateur pneumatique ou électrostatique par l'intermédiaire d'un tuyau adapté au transport de poudre. Afin d'aspirer plus facilement la poudre à la base du réservoir, de l'air est injecté à l'intérieur du réservoir pour fluidiser la poudre. En fonction de la distance d'alimentation entre la pompe à effet Venturi et l'applicateur et de la longueur du tuyau de transport qui peuvent varier entre trois et quinze mètres, ce type de pompe permet d'obtenir des débits de peinture de l'ordre de cinquante à cinq cents grammes par minute.
  • Une pompe à effet Venturi comprend le plus souvent un conduit d'aspiration de poudre immergé au réservoir de poudre, un raccord d'air qui permet de créer une dépression au sein du conduit d'aspiration et un éjecteur qui permet d'évacuer le mélange air/poudre à l'intérieur d'un tuyau de transport et vers l'applicateur électrostatique ou, plus simplement, le pistolet.
  • Afin de permettre un transport optimum en phase diluée sans pulsations, c'est-à-dire assurer un flux continu de poudre tout au long du tuyau de transport, il est connu d'ajouter au niveau de la pompe des moyens d'injection d'un air additionnel dit de « dilution » en aval du mélange d'air et poudre et ce, en amont du tuyau de transport. Une pompe de ce type est donc le plus souvent alimentée par un organe pneumatique générant deux circuits d'air, un circuit d'air « d'injection » et un circuit d'air de « dilution ». L'organe pneumatique régule la pression ou le débit d'air mélangé à la poudre. Indépendamment du mode de régulation choisi, les organes pneumatiques d'alimentation d'air d'injection et de dilution sont sensibles aux remontées de poudre que l'on constate lors de phases transitoires de pompage ou bien lors des phases de nettoyage. Il a été constaté que le circuit d'air de dilution est nettement plus sensible à ces remontées de poudre. En effet, celui-ci est parfois inactif en phase de pompage lorsque le débit d'air d'injection permet à lui seul d'assurer un transport sans pulsations. Ainsi, le circuit d'alimentation d'air de dilution est à pression relative nulle, alors qu'une pression de l'ordre de quelques dizaines de millibars règne au niveau de la sortie de la pompe dans le mélange à transporter. Il en résulte qu'un courant inverse chargé en poudre parvient jusqu'aux organes pneumatiques du module. De même, les phases de nettoyage sont également propices aux remontées de poudre dans le circuit de dilution.
  • Pour remédier à ce problème, il est connu de protéger les modules de commandes pneumatiques en intégrant des barrières de protection. Ces barrières de protection peuvent être intégrées au niveau du module pneumatique lui-même, ou dans les circuits d'alimentation, entre le module et la pompe, ou encore au niveau des raccords d'alimentation d'air d'injection et de dilution sur la pompe. Ces barrières de protection sont généralement constituées d'un média poreux ou d'un clapet anti-retour tel que par exemple un clapet à bille ou un clapet à membrane.
  • EP-A-0 552 744 et EP-A-0 913 203 divulguent chacun une pompe à effet Venturi muni d'un clapet anti-retour. Cependant, ce clapet n'entoure pas radialement l'éjecteur, si bien que le blocage des remontées de poudre n'est pas efficace.
  • L'emploi d'un clapet anti-retour logé dans le raccord d'alimentation d'air rend le raccord onéreux et encombrant. L'emploi d'un média poreux offre une barrière de protection efficace, puisque l'air peut circuler au travers des pores du média, mais les pores sont suffisamment fins pour que la poudre ne puisse pas traverser le média. En revanche, après une certaine période de fonctionnement, le flux d'air inverse chargé de poudre a pour conséquence de boucher lentement les pores du média poreux par incrustation des grains de poudre dans le matériau. Cette incrustation à pour conséquence une diminution du passage de l'air et donc une perte d'efficacité lors du pompage. Il convient alors de remplacer cette pièce au bout d'une certaine période de fonctionnement, ce qui engendre un coût supplémentaire d'entretien pour l'utilisateur. Ainsi, bien que le média poreux est peu onéreux en fabrication et offre une protection efficace contre les retours de poudre, il constitue une pièce d'usure supplémentaire et induit une maintenance plus coûteuse.
  • C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une pompe à effet Venturi munie d'une barrière de protection efficace et ne constituant pas une pièce d'usure.
  • A cet effet l'invention concerne une pompe à effet Venturi, permettant d'aspirer une poudre à partir d'une réserve, de la diluer, puis de l'acheminer jusqu'à un pistolet via un tuyau de transport. Cette pompe comprend un corps externe, au moins un conduit d'aspiration de poudre, au moins deux raccords d'air, parmi lesquels un premier raccord d'air est apte à alimenter un injecteur d'air pour créer une dépression au sein du conduit d'aspiration et un second raccord d'air est apte à alimenter un circuit d'air de dilution séparé du flux de poudre, au moins un éjecteur de sortie de la poudre, centré sur un axe de diffusion, dont l'entrée est située en aval du premier raccord d'air et du conduit d'aspiration, au moins une barrière de protection, disposée à l'intérieur du circuit de dilution d'air et au moins un embout de sortie du circuit d'air de dilution, disposé autour de l'éjecteur et également raccordé au tuyau de transport. Conformément à l'invention, la barrière de protection comprend un clapet anti-retour qui entoure radialement l'éjecteur.
  • Grâce à l'invention, les organes pneumatiques d'alimentation en air sont protégés du retour de poudre de manière économique puisque la barrière de protection ne constitue pas une pièce d'usure et n'a donc pas besoin d'être remplacée au cours de la période de fonctionnement de la pompe à effet Venturi.
  • Selon des aspects avantageux non obligatoires de l'invention, une pompe à effet Venturi peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible :
    • Le clapet anti-retour est un joint à lèvre, radialement disposé entre l'éjecteur et l'embout de sortie.
    • En variante, le clapet anti-retour comprend une bague portant un joint torique d'étanchéité.
    • La bague comprend une gorge qui s'élargit vers l'intérieur radialement à l'axe de diffusion et qui comprend deux chanfreins, entre lesquels est disposé le joint d'étanchéité en position d'obturation de la gorge.
    • En variante, la bague comprend une gorge qui s'élargit vers l'extérieur radialement à l'axe de diffusion et qui comprend deux chanfreins, entre lesquels est disposé le joint d'étanchéité en position d'obturation de la gorge.
    • Le joint d'étanchéité présente une section de diamètre supérieur ou égal à l'ouverture minimale de la gorge.
    • Lors du passage de l'air injecté en amont, le joint d'étanchéité se déforme élastiquement afin de passer d'une première position où il obture la gorge à une seconde position où il n'obture pas la gorge.
    • La bague comprend un épaulement situé radialement à l'intérieur du joint.
    • Le joint torique est, dans sa deuxième position, en appui contre l'épaulement.
    • La bague et le corps de la pompe sont monobloc.
    • L'embout de sortie et la bague sont monobloc.
    • L'éjecteur et la bague sont monobloc.
  • L'invention concerne également une installation d'application de produit de revêtement pulvérulent, comprenant un réservoir, dans lequel le produit pulvérulent est fluidisé, un module d'alimentation pneumatique, alimentant un circuit d'air « d'injection » et un circuit d'air « de dilution », une pompe à effet Venturi alimentée par le module d'alimentation pneumatique et acheminant du produit de revêtement à partir du réservoir jusqu'à un pistolet alors que la pompe à effet Venturi est telle que décrite précédemment.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une pompe à effet Venturi conforme à son principe, donné uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue de face d'une pompe à effet Venturi conforme à l'invention,
    • la figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1,
    • la figure 3 est une vue à plus grande échelle de l'encadré III de la figure 2,
    • la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 lorsqu'un joint d'étanchéité de la pompe est dans une deuxième position différente de cette représentée à la figure 3.
  • Sur les figures 1 et 2 est représentée une pompe 2 à effet Venturi, destinée à être utilisée dans une installation d'application de produit de revêtement de peinture pulvérulent. La pompe à effet Venturi 2 s'étend selon un axe principal Y2 et comprend un corps externe 20. Le corps externe 20 comporte plusieurs ouvertures permettant d'accueillir différents conduits d'entrée et de sortie. Parmi les conduits d'entrée, on distingue un premier conduit d'aspiration 22, de forme globalement cylindrique et centré sur un axe Z22. Le conduit d'aspiration 22 est raccordé en amont à un réservoir A qui n'est pas représenté et qui contient un lit de poudre fluidisé.
  • La pompe à effet Venturi 2 inclut également en entrée un premier raccord 24 d'injection d'air. Le raccord 24 est raccordé par un conduit 25 à un module d'alimentation pneumatique B. Sur la partie terminale du raccord 24, est disposé un injecteur 242 qui s'étend le long d'un axe Y242, l'axe Y242 étant confondu avec l'axe Y2 défini précédemment. L'injecteur 242 est situé dans le prolongement du raccord 24 dont la section est rétrécie de manière à accélérer l'air à l'extrémité du raccord 24 pour créer une dépression en sortie de l'injecteur 242. C'est l'effet Venturi. Dans ce cas, l'injecteur 242 appartient au raccord 24. En variante, l'injecteur 242 et le raccord 24 sont deux pièces différentes. L'injecteur d'air 242 débouche sur une zone 244 située à l'extrémité aval du conduit d'aspiration 22. Une dépression se crée donc dans cette zone 244, ce qui tend à aspirer la poudre depuis le réservoir A jusqu'à la zone 244 dans le sens de la flèche FO à la figure 2. Au niveau de la zone 244, se produit le mélange entre l'air injecté par le raccord 24 et la poudre aspirée dans le conduit d'aspiration 22. Le mélange d'air et de poudre est propulsé en aval du raccord 24, c'est-à-dire selon l'axe Y242 et de la droite vers la gauche sur la figure 2. Le mélange air/poudre atteint donc un éjecteur 26 qui s'étend selon un axe de diffusion Y26, l'axe Y26 et l'axe Y242 étant confondus. L'éjecteur 26 présente une partie terminale aval, c'est-à-dire située du coté gauche de l'éjecteur 26 à la figure 2, d'une section intérieure supérieure à celle de la partie amont, ou de la partie à droite sur la figure 2. L'éjecteur 26 a donc la forme d'une tuyère. Le fait d'utiliser une forme en tuyère permet d'augmenter la pression du mélange air/poudre en sortie. Cela permet d'acheminer plus facilement le mélange air/poudre jusqu'à un applicateur électrostatique D, notamment un pistolet, à travers le tuyau de transport.
  • La pompe à effet Venturi 2 inclut aussi en entrée un deuxième raccord d'alimentation en air 28, centré sur un axe Z28 qui est perpendiculaire à l'axe Y2. Il alimente un circuit d'air de dilution, ce circuit de dilution V28 étant séparé du flux de poudre. L'injection de l'air de dilution dans le mélange air/poudre a lieu en aval de la première injection, intervenue en amont via l'injecteur 242. Ce conduit d'alimentation 28 est également raccordé au module d'alimentation pneumatique B par un conduit 29. Le module d'alimentation pneumatique B fournit donc en air les deux raccords 24 et 28. Le raccord 24 est un raccord d'alimentation dit « d'injection » alors que le raccord d'alimentation 28 est un conduit d'alimentation dit de « dilution ». L'air injecté à l'intérieur du raccord d'alimentation 28 passe à l'intérieur d'un embout de sortie 284, cet embout de sortie 284 est disposé autour et coaxialement à l'éjecteur 26 et comportant extérieurement des saillies : on parle donc d'un raccord « sapin ». Le passage de l'air de dilution se fait de manière annulaire entre l'embout de sortie 284 et l'éjecteur 26.
  • L'embout de sortie 284 et l'éjecteur 26 sont raccordés en aval, c'est-à-dire à gauche sur la figure 2, à un tuyau de transport T qui permet d'acheminer le mélange air/poudre jusqu'à l'applicateur électrostatique ou pistolet d'application D permettant de revêtir une pièce de peinture. L'air additionnel injecté dans le raccord 28, permet de diminuer les pulsations pouvant apparaitre lors du transport du mélange air/poudre. Ces pulsations apparaissent si la vitesse de transport n'est pas suffisante dans le tuyau entrainant un débit d'air de transport insuffisant. Le diamètre du tuyau de transport T est optimisé en fonction du débit de poudre à fournir et de la distance de transport à effectuer à partir de la pompe à effet Venturi 2 jusqu'à l'applicateur électrostatique D.
  • Le volume présent entre l'embout de sortie 284 et l'éjecteur 26 est un volume annulaire V284 qui constitue une chambre de dilution.
  • L'utilisation de l'air additionnel ou air de dilution au niveau du raccord 28 est en réalité optionnelle. En effet, cette alimentation en air de dilution est parfois inactivée en phase de pompage lorsque le débit d'air d'injection permet, à lui seul, d'assurer un transport sans pulsations. Dans ce cas précis, la pression qui règne au sein du volume V284 est sensiblement égale à la pression en sortie de l'éjecteur 26 qui est de l'ordre de quelques millibars. Cette pression est une conséquence de l'écoulement air/poudre en aval dans le tuyau de transport. Coté module d'alimentation pneumatique B, le conduit 29 est à pression nulle lorsque l'alimentation en dilution est inactivée. A son autre extrémité, le conduit 29 est soumis à une pression sensiblement égale à celle qui règne dans le volume V284. Ainsi une partie du mélange air/poudre est susceptible de parvenir jusqu'au module d'alimentation pneumatique B.
  • C'est pourquoi, le circuit d'air de dilution est nettement plus sensible aux remontées de poudre. Afin de protéger le module d'alimentation pneumatique B des remontées de poudre, la pompe à effet Venturi 2 comprend en outre un clapet anti-retour 282. Ce clapet anti-retour 282 assure, d'une part, le passage de l'air librement de l'amont vers l'aval, c'est-à-dire, depuis le conduit d'alimentation 28 jusqu'à l'embout de sortie 284, et d'autre part, le blocage du mélange air/poudre dans le sens inverse. Afin de stopper au plus près l'infiltration du mélange air/poudre à l'intérieur du circuit d'air de dilution V28, le clapet anti-retour 282 est disposé au plus près de la sortie du mélange air/poudre. Etant donné qu'il est impossible de positionner ce clapet anti-retour 282 dans le raccord « sapin », il a été choisi de le positionner directement en sortie du conduit d'alimentation 28. Le clapet anti-retour 282 est de forme globalement annulaire et est avantageusement disposé coaxialement, autour de l'éjecteur 26. Ainsi, l'air injecté dans le circuit de dilution est reparti de manière homogène dans la chambre de dilution V284 et le mélange de cet air de dilution avec la poudre, en sortie de l'éjecteur 26 en est amélioré.
  • Plus précisément et comme visible à la figure 3, le clapet anti-retour 282 comprend une bague porte-joint 2820 et un joint d'étanchéité 2822. On définit un volume V2820 comme le volume de passage de l'air à partir du module pneumatique P jusqu'à la chambre de dilution V284. Ce volume inclut notamment les canaux 2826 au passage de l'air dans le clapet 282 ainsi que la gorge 2824. Ainsi, le circuit d'air de dilution V28 est constitué par la chambre de dilution V284 et le volume V2820 correspondant au volume emprunté par l'air en amont de la chambre de dilution V284. La bague 2820 comprend plusieurs canaux 2826 de passage de l'air dont un est visible à la figure 3. Ces canaux 2826 sont installés en sortie du conduit d'alimentation 28, s'étendent parallèlement à l'axe de diffusion Y26 et débouchent sur une gorge 2824 formée par deux chanfreins 2828. Les canaux 2826 débouchent sur la partie la plus rétrécie de la gorge, c'est-à-dire où l'écart, pris parallèlement à l'axe Y26, entre les chanfreins 2828 est le plus faible. En d'autres termes, les canaux 2826 sont positionnés radialement à l'axe Y26, à l'extérieur de la gorge 2824. La gorge 2824 s'étend sur toute la périphérie de la bague porte-joint 2820, alors que les canaux de passage de l'air 2826 sont régulièrement repartis de autour de l'axe de diffusion Y26. Cela permet une injection en air qui est homogène dans la gorge 2824 et dans la chambre de dilution V284. La gorge 2824 s'élargit, radialement à l'axe Y26, c'est à dire selon un axe central Z2824, vers l'intérieur. Les deux chanfreins 2828 sont disposés symétriquement par rapport à l'axe central Z2824 et sont inclinés d'un angle d'environ 45° par rapport à cet axe central. Entre les deux chanfreins 2828, est disposé un joint d'étanchéité torique 2822. Le joint d'étanchéité 2822 présente une section annulaire dont le diamètre D1 est supérieur à la distance D2 d'ouverture minimale de la gorge 2824. Ainsi, le joint 2822 est en mesure d'obturer la gorge 2824.
  • L'air injecté dans le passage 2826 tend à comprimer le joint d'étanchéité 2822 dans une direction radiale à l'axe Y26 et dirigée vers l'intérieur. Cette direction est représentée par la flèche F1 à la figure 3.
  • Afin de limiter la compression du joint torique 2822 et qu'il se déchausse, un épaulement 2829 est prévu dans la bague 2820 et est radialement situé à l'intérieur du joint d'étanchéité torique 2822. Lors du passage de l'air injecté en amont, le joint d'étanchéité se déforme donc élastiquement afin de passer d'une première position représentée à la figure 3 où il obture la gorge 2824 à une seconde position représentée à la figure 4 où il est éventuellement en appui contre l'épaulement 2829 de la bague. En effet, dans le cas où la pression d'air en entrée est trop faible, le joint est comprimé radialement mais ne parvient pas jusqu'à l'épaulement 2829. L'air peut cependant circuler le long des chanfreins 2828, comme représenté par les flèches F2 sur la figure 4.
  • A l'inverse, en supposant qu'un mélange air/poudre arrive dans le sens opposé, c'est-à-dire de la gauche vers la droite sur la figure 3, le joint d'étanchéité 2822 est expansé, c'est-à-dire plaqué contre les chanfreins 2828 et obture la gorge 2824. Le clapet anti-retour 282 est conçu de manière à ce qu'il comporte le moins de zones de rétention de poudre possible. De plus, le clapet 282 se nettoie simplement lors du passage de l'air de dilution car l'intégralité du joint est baigné par le flux d'air.
  • En effet, une remontée de poudre depuis l'éjecteur 26 dans la chambre de dilution V284 et voire même jusqu'au joint torique 2822, entraîne des dépôts de résidus de poudre sur les parois du clapet et sur le joint. Lors de l'injection de l'air de dilution, l'air tend à balayer ces résidus de poudre en aval. Cette fonction autonettoyante est particulièrement avantageuse puisqu'on évite une opération de maintenance consistant à démonter et nettoyer le clapet anti-retour 282. Par opposition avec les clapets de l'art antérieur, le clapet anti-retour 282 ne constitue donc pas une pièce d'usure de la pompe 2.
  • Le clapet 282 est disposé de manière avantageuse, coaxialement avec l'éjecteur 26, on limite ainsi le volume compressible V284 qui sépare le clapet 282 de la sortie de poudre. Cela permet, d'une part, de faciliter le nettoyage de la chambre de dilution V284 et, d'autre part, de limiter les infiltrations du mélange air/poudre arrivant en sortie de l'éjecteur 26 dans le volume V284.
  • L'embout de sortie 284 est fabriqué dans un matériau généralement électriquement conducteur et coiffe l'éjecteur 26 jusqu'à son extrémité aval. Ainsi, l'embout de sortie 284 est pratiquement inusable et permet d'écouler une partie des charges tribo-électriques présente sur l'éjecteur 26. Les conduits de passage de la poudre, à savoir le conduit d'aspiration 22 et l'éjecteur 26, sont réalisés en matière plastique appropriée, afin de ne pas polymériser la poudre à leur contact.
  • Lors du raccordement entre le tuyau de transport T et la sortie de la pompe 2, constituée de l'éjecteur 26 et de l'embout de sortie 284, l'air de dilution s'ajoute donc au mélange d'air et de poudre injecté en amont. Les débits d'air d'injection et d'air de dilution s'additionnent et forment un débit d'air total de transport du produit de revêtement pulvérulent. Un bon ajustement du débit d'air de transport permet de garantir un transport sans pulsations, c'est-à-dire sans à-coups et selon un débit constant. De cette manière, l'application du produit de revêtement pulvérulent se fait de manière uniforme. Un joint 202 assure l'étanchéité du conduit d'alimentation en air de dilution par rapport à l'extérieur.
  • A titre de variante non représentée, la bague porte-joint 2820 et le corps 20 de la pompe 2 sont monobloc. La bague 2820 peut être aussi intégrée à l'embout de sortie 284 ou à l'éjecteur 26.
  • Le clapet anti-retour 282 peut être monté fixe ou amovible sur la pompe 2.
  • Selon une autre variante, il est envisageable d'utiliser un joint à lèvre, intégré directement dans la chambre de dilution, et dont la lèvre se déforme préférentiellement dans un seul sens. Le sens de déformation de la lèvre étant celui du passage de l'air de dilution. C'est cette déformation unilatérale de la lèvre qui assure la fonction anti-retour.
  • Selon une autre variante, l'installation comprenant la pompe à effet Venturi 2 utilise un pistolet d'application qui n'est pas électrostatique, par exemple de type pneumatique.
  • Selon une autre variante, il n'y a qu'un canal de passage de l'air 2826 qui a une forme annulaire dans la bague porte-joint 2820.
  • Selon une autre variante, la gorge 2824 s'élargit, radialement à l'axe Y26, vers l'extérieur. Ainsi les canaux 2826 sont positionnés, radialement à l'axe Y26, à l'intérieur de la gorge 2824 et débouchent sur la partie rétrécie de la gorge 2824. Lors de l'injection de l'air en amont, le joint 2822 est donc radialement expansé afin de laisser passer l'air dans la gorge 2824.
  • Les variantes et modes de réalisation mentionnés ci-dessus peuvent être combinés pour donner de nouveaux modes de réalisation de l'invention.

Claims (13)

  1. Pompe (2) à effet Venturi, permettant d'aspirer une poudre à partir d'une réserve (A), de la diluer, puis de l'acheminer jusqu'à un pistolet (D) via un tuyau de transport (T), cette pompe comprenant :
    - un corps externe (20),
    - au moins un conduit (22) d'aspiration de poudre,
    - au moins deux raccords d'air (24 , 28), parmi lesquels un premier raccord d'air (24) est apte à alimenter un injecteur (242) d'air pour créer une dépression au sein du conduit d'aspiration (22) et un second raccord d'air (28) est apte à alimenter un circuit (V28) d'air de dilution séparé du flux de poudre,
    - au moins un éjecteur (26) de sortie de la poudre, centré sur un axe de diffusion (Y26), dont l'entrée est située en aval du premier raccord (24) d'air et du conduit d'aspiration (22),
    - au moins une barrière de protection (282), disposée à l'intérieur du circuit d'air de dilution et,
    - au moins un embout de sortie (284) du circuit (V28) d'air de dilution, disposé
    autour de l'éjecteur (26) et également raccordé au tuyau de transport (T), caractérisée en ce que la barrière de protection comprend un clapet anti-retour (282) qui entoure radialement l'éjecteur (26).
  2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet anti-retour (282) est un joint à lèvre, radialement disposé entre l'éjecteur (26) et l'embout de sortie (284).
  3. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet anti-retour (282) comprend une bague (2820) portant un joint torique d'étanchéité (2822).
  4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que la bague (2820) comprend une gorge (2824) qui s'élargit vers l'intérieur radialement à l'axe de diffusion (Y26) et qui comprend deux chanfreins (2828), entre lesquels est disposé le joint d'étanchéité (2822) en position d'obturation de la gorge.
  5. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que la bague (2820) comprend une gorge (2824) qui s'élargit vers l'extérieur radialement à l'axe de diffusion (Y26) et qui comprend deux chanfreins (2828), entre lesquels est disposé le joint d'étanchéité (2822) en position d'obturation de la gorge.
  6. Pompe selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le joint d'étanchéité (2822) présente une section de diamètre (D1) supérieur ou égal à l'ouverture minimale (D2) de la gorge (2824).
  7. Pompe selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que lors du passage de l'air injecté en amont, le joint d'étanchéité (2822) se déforme élastiquement (F1) afin de passer d'une première position (figure 3) où il obture la gorge (2824) à une seconde position (figure 4) où il n'obture pas la gorge.
  8. Pompe selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que la bague (2820) comprend un épaulement (2829) situé radialement à l'intérieur du joint (2822).
  9. Pompe selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce que le joint torique (2822) est, dans sa seconde position, en appui contre l'épaulement (2829).
  10. Pompe selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisée en ce que la bague (2820) et le corps (20) de la pompe sont monobloc.
  11. Pompe selon l'une des revendications 3 à 10, caractérisée en ce que l'embout de sortie (284) et la bague (2820) sont monobloc.
  12. Pompe selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisée en ce que l'éjecteur (26) et la bague (2820) sont monobloc.
  13. Installation d'application de produit de revêtement pulvérulent, comprenant :
    - un réservoir (A), dans lequel le produit pulvérulent est fluidisé,
    - un module d'alimentation pneumatique (B), alimentant un circuit d'air « d'injection » et un circuit d'air « de dilution »,
    - une pompe à effet Venturi (2) alimentée par le module d'alimentation pneumatique (B) et acheminant du produit de revêtement à partir du réservoir (A) jusqu'à un pistolet (D),
    caractérisée en ce que la pompe à effet Venturi est une pompe selon l'une des revendications 1 à 12.
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