FR2698801A1

FR2698801A1 - Atomiseur rotatif à transfert de charge électrostatique.

Info

Publication number: FR2698801A1
Application number: FR9314372A
Authority: FR
Inventors: Davis Dennis; Beam Harold
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1993-12-01
Publication date: 1994-06-10
Also published as: DE4340441A1; US5346139A; JPH06210205A; JP3542621B2

Abstract

L'invention concerne un atomiseur rotatif (10) ayant une tête d'atomisation en forme de coupelle à faible capacité (52) montée pour rotation autour d'un axe de rotation (46), possèdant une surface d'écoulement de matière de revêtement formant une cavité avant. Des moyens d'entraînement en rotation (22) reliés à la tête d'atomisation (52) font tourner la tête d'atomisation (52) autour de l'axe de rotation (46). L'énergie électrostatique à haute tension est conduite à travers les moyens d'entraînement en rotation (22) directement dans la tête d'atomisation (52) de sorte que la matière de revêtement chargée s'écoule vers l'extérieur sur la surface d'écoulement.

Description

"Atomiseur rotatif à transfert de charge électrostatique" Cette invention

concerne un atomiseur rotatif pour le pulvérisation de liquide de revêtement, et plus particulièrement un appareil d'atomisation rotatif dans lequel une charge électrostatique élevée est transférée par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement de turbine à une tête d'atomisation à grande vitesse fixée

à une extrémité de celui-ci.

Les atomiseurs rotatifs sont un type d'appareil de revêtement par pulvérisation de liquide qui comprend une tête rotative pouvant tourner à grande vitesse (de manière typique 10000 à 40000 tours par minute) afin d'appliquer une matière de revêtement liquide sous une forme atomisée sur la surface d'une

pièce La tête est habituellement sous la forme d'un-

disque ou d'une coupelle qui comprend une paroi intérieure définissant une cavité et se terminant par un bord d'atomisation La matière de revêtement liquide délivrée à l'intérieur de la coupelle migre vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge le long de la paroi jusqu'à ce qu'elle soit projetée du bord de la coupelle et ainsi atomisée Afin d'améliorer le rendement de transfert du processus de revêtement, une charge électrostatique est appliquée sur la matière de revêtement de sorte que la matière de revêtement atomisée est attirée vers une pièce électriquement à la masse Un exemple d'un atomiseur rotatif du type chargé de manière électrostatique est divulgué par le brevet U S numéro 4 877 770 (appelé par la suite 770) au nom de Wacker et autres Dans la forme de réalisation de la figure 12 du brevet 770, la coupelle 20 est réalisée

dans une matière isolante et comprend une bague semi-

conductrice 546 qui est chargée par l'intermédiaire de trois barres 504 par trois pointes d'électrodes externes 462 Ce système présente comme inconvénient

2 2698801

que l'extrémité avant du boîtier duquel dépasse la coupelle a un profil large qui amène les courants d'air, générés par la rotation à grande vitesse de la coupelle, à créer un vide autour de l'extrémité avant du boîtier qui amène à son tour la peinture à revenir sur le boîtier Bien que ce problème ait été traité en dirigeant de l'air auxiliaire autour de l'extrémité avant du boîtier afin de supprimer le vide, il existe un besoin pour un atomiseur qui ne provoque pas de

retour et ne crée pas un risque.

Avant le brevet 770, un des risques associés à l'utilisation d'une coupelle d'atomisation conductrice était la possibilité d'un choc pour l'opérateur ou d'une inflammation des revêtements combustibles du fait de la haute tension à laquelle les coupelles étaient maintenues Par exemple, comme cela est divulgué dans le brevet U S numéro 4 369 924, une charge est transférée par l'intermédiaire d'un arbre de turbine d'une alimentation vers la coupelle d'atomisation rotative Toutefois, la coupelle et le boîtier d'atomisation rotatif complet sont en métal et sont chargés à une tension élevée Avec ce type de construction, il y a un risque significatif du fait que l'atomiseur porte une charge suffisante pour choquer sérieusement un opérateur, et des grilles de protection et des verrous doivent par conséquent être installés

autour de l'atomiseur.

Le brevet 770, cité précédemment, divulgue un atomiseur rotatif à faible capacité qui, tout en chargeant de manière électrostatique la peinture au niveau de la coupelle d'atomiseur rotatif, n'emmagasine pas de charge suffisante pour présenter un risque de choc et ne doit par conséquent pas être protégé par des grilles et des verrous de sécurité Toutefois, du fait que la coupelle 20 est chargée par l'intermédiaire de pointes d'électrode externes 462, le système présente

3 2698801

comme inconvénient que l'extrémité avant du boîtier a

un profil important avec les problèmes exposés ci-

dessus. Dans un autre type d'atomiseur rotatif, tel que divulgué dans le brevet U S numéro 3 826 425, un disque il constitué à la fois de parties conductrices et isolantes est chargé par une alimentation 21 au moyen d'un câble 22, d'une résistance 23, d'une mousse conductrice, d'une tige semi-conductrice 62, d'une bague semi-conductrice 61, d'un vide d'air 39, d'une première tige en matière plastique semi- conductrice 24, d'un bouchon semi-conducteur 60, d'une deuxième tige en matière plastique semi-conductrice 24 et d'une encre conductrice 38 Ce système présente comme inconvénient que le passage électrique est constitué d'un grand nombre de pièces qui augmente les chances de panne du système De même, du fait que le passage électrique est espacé vers l'extérieur de l'arbre rotatif, la périphérie extérieure de l'extrémité avant du boîtier a un profil important qui amène la peinture à revenir sur

le boîtier.

C'est un but de la présente invention que de procurer un appareil destiné à transférer une charge à une coupelle dans un atomiseur rotatif du type à faible capacité par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement de turbine de façon à éviter les problèmes et

limitations des systèmes de l'état de la technique.

C'est un autre but de la présente invention que de procurer un appareil destiné à transférer une charge à une coupelle dans un atomiseur rotatif du type à faible capacité par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement de turbine de façon à réduire le profil du boîtier et éliminer sensiblement le retour de

peinture sur le boîtier.

C'est un autre but de la présente invention que de procurer un appareil destiné à transférer une

4 2698801

charge à une tête dans un atomiseur rotatif du type à faible capacité par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement de turbine sans nécessiter l'installation de grilles de protection et de verrous autour de l'atomiseur afin d'empêcher à l'opérateur

d'être choqué par la charge.

Selon l'invention, un atomiseur comporte un boîtier électriquement non conducteur ayant une extrémité avant et une extrémité arrière et définissant une chambre intérieure entre elles Des moyens d'entraînement en rotation disposés à l'intérieur de la chambre intérieure et reliés à une tête d'atomisation en forme de coupelle disposée à l'extérieur de l'extrémité avant du boîtier entraînent en rotation la tête d'atomisation en forme de coupelle autour d'un axe de rotation s'étendant longitudinalement à travers le boîtier Des moyens sont prévus pour amener la matière de revêtement liquide vers la tête d'atomisation en forme de coupelle Des moyens conduisent l'énergie électrostatique à haute tension à travers les moyens d'entraînement en rotation et directement dans la tête d'atomisation en forme de coupelle sans conduire l'énergie électrostatique à haute tension à travers le boîtier La tête d'atomisation en forme de coupelle est construite dans une matière composite comprenant une matière isolante à faible capacité et une matière électriquement conductrice, de sorte que l'énergie électrostatique à haute tension est transmise des moyens d'entraînement en rotation à la tête d'atomisation en forme de coupelle afin de charger la matière de revêtement avec une énergie électrostatique à haute tension par contact avec au moins une partie de la matière électriquement conductrice dans la tête d'atomisation. En outre, selon l'invention, les moyens d'entraînement comprennent un moteur à turbine

2698801

pneumatique relié par un arbre d'entraînement à la tête d'atomisation en forme de coupelle L'arbre d'entraînement a un alésage aligné avec l'axe de rotation et s'étendant à travers Un tube d'alimentation reçu de façon amovible dans l'alésage est en communication avec la tête d'atomisation afin d'amener la matière de revêtement liquide vers la surface d'écoulement de la tête d'atomisation lorsque la tête d'atomisation tourne autour de l'axe de rotation Le moteur est monté dans la chambre intérieure d'un boîtier de moteur ayant une extrémité avant et une extrémité arrière et définissant la

chambre intérieure entre elles.

Selon l'invention, les moyens destinés à conduire l'énergie électrostatique à haute tension à travers les moyens d'entraînement en rotation comprennent des moyens destinés à diriger l'énergie électrostatique à haute tension vers l'arbre d'entraînement pour conduction directe à travers et dans la tête d'atomisation en forme de coupelle Dans une forme de réalisation, les moyens destinés à diriger l'énergie électrostatique à haute tension comprennent un tube d'alimentation reçu de façon amovible dans l'alésage et en communication avec la tête d'atomisation afin d'amener la matière de revêtement liquide vers la surface d'écoulement de la tête d'atomisation Le tube d'alimentation conduit l'énergie électrostatique à haute tension dans l'arbre d'entraînement et dans la tête d'atomisation Le tube d'alimentation possède une première extrémité qui est engagée avec le moteur de façon à être supportée en porte-à-faux sans contact électrique avec la paroi de l'alésage et une deuxième extrémité à proximité de la tête d'atomisation Dans une autre forme de réalisation, les moyens destinés à amener l'énergie électrostatique à haute tension comprennent des moyens

6 2698801

destinés à diriger l'énergie à haute tension dans des ailettes de turbine du moteur à turbine pneumatique qui conduit à son tour l'énergie à haute tension dans l'arbre d'entraînement Les moyens destinés à diriger l'énergie électrostatique à haute tension dans les ailettes de turbine comprennent des électrodes de charge montées à proximité des ailettes de turbine afin de transmettre l'énergie à haute tension à travers un espace dans les ailettes de turbine et à travers

l'arbre d'entraînement jusqu'à la tête d'atomisation.

Dans une troisième forme de réalisation, les moyens destinés à conduire l'énergie électrostatique à haute tension à travers les moyens d'entraînement en rotation comprennent des moyens encerclant l'arbre d'entraînement afin de transmettre l'énergie à haute tension dans l'arbre d'entraînement pour une conduction directe à travers et-dans-la tête d'atomisation Les moyens encerclant l'arbre d'entraînement sont disposés à proximité de l'arbre d'entraînement de sorte que l'énergie électrostatique est transmise à travers un espace vers l'arbre d'entraînement Les moyens d'encerclement sont constitués par un dispositif de palier sans contact disposé dans le boîtier de moteur afin de supporter axialement l'arbre d'entraînement

dans un état sans contact.

Selon l'invention, une forme de réalisation de la tête d'atomisation en forme de coupelle est constituée par une matière composite comprenant une matière électriquement conductrice et une matière de renforcement comprenant une matière liante qui ne conduit pas l'électricité de sorte que la matière de revêtement est chargée avec l'énergie électrostatique à haute tension par contact avec la matière composite La matière conduisant l'électricité représente environ 3 à 8 % en poids du poids total de la matière composite et de préférence environ 5 à 6 k en poids du poids total de la matière composite La matière de renforcement représente environ 20 à 40 % en poids du poids total de la matière composite et de préférence environ 25 à 35 % en poids du poids total de la matière composite La matière de renforcement comprend une matière de liaison électriquement non conductrice ayant un pourcentage d'environ 65 % en poids du poids total de la matière composite. Selon l'invention également, la tête d'atomisation en forme de coupelle possède une chambre de montage fixée par vissage sur l'arbre d'entraînement et une cavité arrière disposée entre la chambre de montage et une cavité avant ayant la surface d'écoulement La cavité arrière est séparée par un élément de séparation de la cavité avant Plusieurs trous relient la cavité arrière à la cavité avant de sorte que la matière de revêtement délivrée à la cavité arrière peut s'écouler de la cavité arrière vers la cavité avant en passant par les trous et sur une surface d'écoulement juste avant d'être expulsée d'un

bord d'atomisation dans un état chargé.

Dans une autre forme de réalisation, la tête d'atomisation en forme de coupelle possède des moyens d'électrode de charge noyés dans la matière composite et s'étendant depuis la chambre de montage jusqu'à une électrode de charge en forme de bague circulaire plate noyée dans la surface d'écoulement Les moyens d'électrode de charge sont constitués par une matière composite électriquement conductrice comprenant un liant électriquement non conducteur et des matières électriquement conductrices La matière électriquement conductrice représente environ 3 à 8 % en poids du poids total de la matière composite et de préférence environ à 6 % en poids du poids total de la matière composite. La structure, le fonctionnement et les avantages de la forme de réalisation préférée de

8 2698801

l'invention apparaîtront à la lecture de la description

suivante faite en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un atomiseur rotatif illustrant plusieurs variantes de moyens d'alimentation en charge devant être transférées par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement de turbine à la coupelle selon la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle représentant plus en détail l'extrémité avant d'une première forme de réalisation de l'atomiseur rotatif de la figure 1; et La figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle représentant plus en détail l'extrémité avant d'une deuxième forme de réalisation

de l'atomiseur rotatif de la figure 1.

Si l'on se réfère à la figure 1, un atomiseur rotatif 10 construit selon l'invention y est représenté L'atomiseur comprend un boîtier de moteur 12, réalisé de préférence dans une matière électriquement non conductrice, avec une extrémité avant 14, une extrémité arrière 16 et une section intermédiaire 18 définissant une chambre intérieure 20 dans laquelle sont montés des moyens d'entraînement en rotation 22 La chambre intérieure 20 est définie par un premier alésage cylindrique 24, un deuxième alésage cylindrique 26 d'un diamètre supérieur au premier alésage cylindrique et un alésage tronconique 28

reliant les premier et deuxième alésages 24, 26.

L'extrémité avant 14 possède un alésage traversant 30 s'ouvrant dans le premier alésage cylindrique 24 de la chambre 20 L'extrémité arrière 16 s'ouvre dans le deuxième alésage cylindrique 26 de la chambre 20 Le boîtier de moteur 12 peut être fixé par n'importe quel moyen conventionnel (non représenté) à un support fixe

ou à un support mobile tel qu'un robot.

Les moyens d'entraînement en rotation 22 comprennent un moteur à turbine pneumatique 23 ayant une section arrière de forme cylindrique 32 disposée dans l'alésage cylindrique 26, une section intermédiaire de forme tronconique 34 reçue dans l'alésage tronconique 28 et une section avant de forme cylindrique 36 reçue dans le premier alésage cylindrique 24 Le moteur 23 est maintenu de façon fixe en place dans la chambre intérieure 20 par des moyens conventionnels telle qu'une ou plusieurs pinces (non représentée) qui sont reliées à l'extrémité arrière 16

du boîtier 12 et à la base 38 du moteur 23.

Un arbre d'entraînement de moteur 40 est relié à une première extrémité 42 à des ailettes de turbine 44 disposées dans la section arrière 32 du moteur 23 et s'étend vers l'avant le long d'un axe 46 de rotation afin de traverser toute la longueur du moteur 23 de sorte que la deuxième extrémité opposée 48 de l'arbre d'entraînement 40 dépasse vers l'extérieur-à travers l'alésage 30 du boîtier 12 La deuxième extrémité 48 possède une section filetée 50 et une extrémité de forme tronconique prévue pour recevoir de façon fixe une tête d'atomisation rotative en forme de coupelle 52 L'arbre d'entraînement de moteur 40 possède un alésage traversant 53 qui est aligné avec l'axe 46 et s'étend sur la longueur de l'arbre d'entraînement Les surfaces externes et internes de l'arbre d'entraînement 40 peuvent être revêtues avec une matière électriquement non conductrice 55, par exemple une matière polymère La surface externe de l'arbre d'entraînement 40 qui est en contact avec un élément adjacent dans lequel de l'énergie à haute tension doit être dirigée est exempte de matière de revêtement Le moteur 23 comporte de préférence une

2698801

turbine du type entraînée par air qui comprend des paliers à air interne 54, une entrée d'air d'entraînement 56 et une entrée d'air de freinage 58 afin de commander la rotation à grande vitesse de la tête 52, tous ces composants étant bien connus dans

l'état de la technique.

Des moyens 59 destinés à amener la matière de revêtement comprennent un tube d'alimentation en matière de revêtement amovible 60 qui s'étend à travers l'alésage 53 Le tube 60 possède une première extrémité 62 qui communique avec l'intérieur de la tête d'atomisation 52 et qui porte de préférence une buse amovible 64 et une deuxième extrémité opposée 66 ayant un raccord de fluide femelle 68 Le raccord 68 possède une base 70 qui est reçue avec friction et de façon amovible (non représentée) dans la base 38 du moteur 23 Lorsqu'il est engagé dans la base du moteur 23, le tube d'alimentation 60 est supporté en porte-à-faux sans contact avec la paroi de l'alésage 53, comme cela est divulgué par le brevet U S numéro 5 100 057

(appelé par la suite 057) au nom de Wacker et autres.

Comme cela est par ailleurs divulgué par le brevet U S. numéro 5 078 321 (appelé par la suite 321) au nom de Wacker et autres, le tube d'alimentation 60 a de préférence une première partie 72 constituée par une matière électriquement conductrice rigide, une deuxième partie 74 constituée par une matière électriquement non conductrice et une couche de revêtement 76 en matière non conductrice thermorétractable En variante, le tube d'alimentation 60 peut être réalisé dans une matière conductrice telle que de l'acier inoxydable Tout comme avec l'arbre d'entraînement 40, la surface externe du tube d'alimentation 60 peut être revêtue avec une matière électriquement non conductrice, par exemple une

matière polymère, lorsque cela est nécessaire.

il Si l'on se réfère maintenant aux figures 1 et 2, un aspect important de cette invention est représenté par les moyens 78 destinés à conduire l'énergie électrostatique à haute tension à travers les moyens d'entraînement en rotation 22 et directement dans la tête d'atomisation 52 fixée sur la deuxième extrémité 48 de l'arbre d'entraînement 40 Les moyens 78 destinés à conduire l'énergie à haute tension comprennent des moyens 79 destinés à amener l'énergie à haute tension vers l'arbre d'entraînement 40 pour conduction directe à travers et dans la tête d'atomisation 52 Les moyens 79 comprennent un générateur haute tension externe 80 utilisé pour

générer de l'énergie électrostatique à haute tension.

Dans une forme de réalisation, les moyens 79 destinés à amener l'énergie à haute tension comprennent des moyens 81 destinés à diriger une charge électrique dans un tube d'alimentation 60 reçu de façon amovible dans l'alésage 53 Les moyens 81 comprennent une ligne 82 reliant un générateur haute tension externe 80 à une borne 84 fixée sur la deuxième extrémité 66 du tube d'alimentation 60, par exemple un collier fixé autour du raccord 68 Dans cette forme de réalisation, l'énergie électrostatique à haute tension est transmise à la tête d'atomisation en forme de coupelle 52, comme cela est décrit plus en détail ci-dessus, par l'intermédiaire de la deuxième extrémité 66 du tube 60 qui est en contact direct avec l'arbre d'entraînement de moteur 40 Bien que le générateur haute tension 80 soit de préférence disposé à l'extérieur du boîtier 12, cela reste dans les buts de l'invention que de disposer le générateur haute tension externe 80 à l'intérieur du

boîtier de moteur 12.

Dans une variante de réalisation, les moyens 79 destinés à amener l'énergie électrostatique à haute tension à travers l'arbre d'entraînement 40 comprennent des moyens 83 destinés à diriger l'énergie électrique à haute tension dans les ailettes de turbine 44 du moteur à turbine pneumatique 23 qui conduit à son tour l'énergie à haute tension dans l'arbre d'entraînement 40 Les moyens 83 destinés à diriger l'énergie électrique à haute tension comprennent une ligne d'alimentation 82 A reliant le générateur haute tension externe 80 à une électrode 86 qui est disposée à proximité des ailettes de turbine 44 afin de former un espace 87 L'énergie électrostatique est transmise depuis la ligne 82 A jusqu'aux ailettes de turbine en passant par l'espace 87, dans l'arbre d'entraînement de moteur 40 et enfin dans la tête d'atomisation 52 comme

cela est décrit plus en détail ci-après.

Dans une autre variante de réalisation, les moyens 79 destinés à amener l'énergie électrostatique à haute tension comprennent des moyens 85 encerclant l'arbre d'entraînement 40 afin de diriger l'énergie électrostatique à haute tension dans l'arbre d'entraînement 40 et directement à travers et dans la tête d'atomisation en forme de coupelle 52 Les moyens comprennent une ligne d'alimentation 82 B reliant le générateur haute tension externe 80 au palier à air 54 qui est disposé à proximité de l'arbre d'entraînement de moteur 40 afin de former un espace 89 L'énergie électrostatique est transmise depuis la ligne 82 B jusqu'à l'arbre d'entraînement de moteur 40 en passant par l'espace 89, et enfin dans la tête d'atomisation 52 comme cela est décrit plus en détail ci-après Pour une

description détaillée d'un palier à air 54 approprié

utilisé dans l'atomiseur rotatif 10 de la figure 1, on peut se reporter à la figure 1 et à la colonne 4, lignes 30 à 60 du brevet U S numéro 4 369 924 au nom

de Morishita et autres.

La tête d'atomisation 52 est vissée sur l'extrémité de l'arbre d'entraînement en rotation 40, comme cela est illustré sur les figures 1 à 3 Pour une

description détaillée d'une tête d'atomisation 52

appropriée utilisée dans l'atomiseur rotatif 10, on peut se reporter à la figure 1 et colonne 4, ligne 57 à colonne 5, ligne 29 du brevet 321 cité ci-dessus La tête 52, comme cela est illustré sur la figure 2, est construite uniformément dans une matière composite comprenant une matière isolante à faible capacité et

une matière électriquement conductrice.

La matière isolante à faible capacité est une matière de renforcement non conductrice choisie afin de pourvoir la matière composite des propriétés mécaniques souhaitées telles qu'une bonne résistance à l'impact et à la traction et une stabilité dimensionnelle En outre, la matière isolante à faible capacité présente des propriétés de résistance électrique et thermique et de résistance chimique et mécanique à l'action des ingrédients de la matière de revêtement Un type préféré de matière isolante de renforcement est la fibre de verre, mais d'autres fibres organiques ou synthétiques peuvent être utilisées Le pourcentage en poids total de la matière de renforcement par rapport au poids total de la matière composite est d'environ 20 à 40 % en poids et de préférence environ 25 à 35 % en poids, et de préférence encore environ 30 % en poids Le pourcentage en poids de la matière de renforcement peut être modifié tant que la matière de renforcement

remplit sa fonction prévue.

La matière de liaison doit posséder des propriétés telle qu'une bonne résistance thermique et électrique et une bonne résistance chimique et mécanique à l'action des ingrédients de la matière de revêtement Une matière polymère telle que du polyéther- éther-cétone disponible auprès de ICI Amérique s'avère appropriée Le pourcentage en poids total de la matière de liaison sur le poids total de la matière composite est d'environ 65 % en poids Le pourcentage en poids de la matière de liaison peut être modifiée tant que la matière de liaison remplit sa

fonction prévue.

La matière électriquement conductrice est une matière contenant du carbone, et plus particulièrement une fibre de carbone, bien que d'autres matières électriquement conductrices telles que du noir de fumée

ou du graphite en particules puissent être utilisées.

Le pourcentage en poids de fibres de carbone dans la tête 52 est choisi de façon à procurer une résistivité souhaitée Un pourcentage en poids approprié de fibres de carbone par rapport au poids total de la matière composite est d'environ 3 à 8 % en poids, et de préférence 5 à 6 % en poids du poids total de la matière composite Des matières composites contenant plus d'environ 8 en poids de fibres de carbone s'avèrent être trop conductrices, alors que des matières composites contenant moins d'environ 3 % en poids de

fibres de carbone s'avèrent trop peu conductrices.

En fonctionnement, la tête 52 est entraînée en rotation à grande vitesse en fonction de la pression d'air appliquée sur l'entrée d'air d'entraînement 56 et l'entrée d'air de freinage 58 Dans le même temps, une énergie électrostatique à haute tension est conduite par l'intermédiaire des moyens d'entraînement en rotation 22 directement dans la tête d'atomisation 52 fixée sur la deuxième extrémité 48 de l'arbre d'entraînement 40 L'énergie électrostatique est dirigée du générateur haute tension 80 vers l'arbre d'entraînement 40 et enfin dans la tête d'atomisation 52, suivant les principes décrits ci-dessus Alors que l'énergie électrostatique est de préférence conduite de la deuxième extrémité 48 de l'arbre d'entraînement 40 dans la tête 52 par l'intermédiaire de la section filetée 50, il est également dans les buts de l'invention de conduire l'énergie électrostatique à travers l'extrémité de forme tronconique sur laquelle est fixée la tête d'atomisation rotative en forme de

coupelle 52.

Afin de commencer la pulvérisation, la matière fluide appliquée sur le tube d'alimentation 60 s'écoule à travers la buse 64 et dans la tête d'atomisation en forme de coupelle 52 On peut se reporter à la figure 3 et colonne 12, ligne 60 à colonne 13, ligne 30 du brevet 057 cité ci-dessus La matière fluide s'écoule alors dans la cavité arrière 90 de la tête 52 Une partie du liquide s'écoule alors à travers l'ouverture 92 prévue dans le séparateur 94 afin de maintenir la surface avant du séparateur 94 dans un état mouillé La majorité de la matière de revêtement, toutefois, est forcée le long de la paroi 96 du fait de la force centrifuge et amenée à migrer le long de la paroi 96 vers l'extérieur à travers les trous 98 dans la cavité de tête avant 100 La matière de revêtement s'écoule alors sur la surface d'écoulement 102 juste avant d'être expulsée du bord

d'atomisation 104 afin d'effectuer l'atomisation.

Pendant le contact de la matière de revêtement avec les surfaces de la tête 52, la charge électrostatique est appliquée sur la matière de revêtement Le nuage résultant de matière de revêtement chargée est propulsé

vers l'avant en direction d'une pièce.

Du fait que la charge électrostatique est conduite à travers l'arbre d'entraînement 40, selon les principes de la présente invention, le boîtier de moteur 12 peut être construit avec une extrémité avant 12disposée de façon coïncidente avec l'axe 46 et ayant un diamètre qui est inférieur au diamètre du bord d'atomisation 104 de la tête rotative 52 L'effet de cette relation, c'est-à-dire le profil du boîtier de moteur par rapport à la tête rotative, est l'élimination substantielle du retour de peinture sur le boîtier de moteur Les têtes 52 et 110, comme cela est illustré sur les figures 2 et 3, ont leurs sections filetées au niveau de la base de la tête disposée partiellement dans l'ouverture 30 Du fait que l'arbre d'entraînement 40 est revêtu de manière typique avec une matière électriquement non conductrice, la charge peut être transférée par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement 40 vers la tête dans un atomiseur rotatif du type à faible capacité sans nécessiter l'installation de grilles de protection et de verrous autour de l'atomiseur afin d'empêcher un opérateur d'être choqué par la charge Un autre avantage de la conception de boîtier de moteur amélioré, telle que divulguée ici, est le poids faible de l'atomiseur rotatif amélioré et sa capacité à être facilement

adapté à une commande automatique par un robot.

Bien que les formes de réalisation décrites ci-dessus de l'invention procurent des moyens très efficaces de transfert de charge vers une tête rotative par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement de moteur et ensuite vers une matière de revêtement, il est également dans les buts de l'invention de prévoir une variante de réalisation dans laquelle la tête d'atomisation rotative 52 est remplacée par une tête d'atomisation rotative 110, comme cela est illustré sur la figure 3 La tête 110 est construite d'une manière générale dans une matière composite comprenant une matière isolante à faible capacité et une matière de liaison électriquement non conductrice des types décrits dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 2 La tête 110 comprend plusieurs électrodes de charge en forme de tige espacées de manière égale 112 noyées dans la paroi 114 et qui s'étendent depuis la surface filetée 116 de la chambre de montage 118 jusqu'à une électrode de charge en forme de bague circulaire plate 120 noyée dans la paroi 114 et

constituant une partie de la surface d'écoulement 102 '.

Dans cette description, les références pourvues de

prime représentent des éléments structurels qui sont sensiblement identiques aux éléments structurels repérés par les mêmes références sans prime Les deux électrodes de charge en forme de tige et en forme de bague 112, 120 sont réalisées dans une matière composite électriquement conductrice comprenant un liant isolant non conducteur et des matières électriquement conductrices du type utilisé dans la tête rotative 52 décrite ci-dessus Dans la forme de réalisation préférée, la matière isolante peut être du polyéther- éther-cétone et la matière électriquement conductrice peut être des fibres de carbone Un pourcentage en poids approprié de fibres de carbone par rapport au poids total de la matière composite est d'environ 3 à 8 % en poids, et de préférence environ 5 à 6 % en poids du poids total de la matière composite Des matières composites contenant plus d'environ 8 en poids de fibres de carbone s'avèrent être trop conductrices, alors que des matières composites contenant moins d'environ 3 % en poids de fibres de carbone s'avèrent trop peu conductrices Bien que plusieurs électrodes de charge en forme de tige 112 soient préférées, il est dans les buts de l'invention de prévoir une électrode de charge de forme tronconique noyée dans la paroi 114 et s'étendant depuis la surface filetée 116 de la chambre de montage 118 jusqu'à l'électrode de charge en forme de bague circulaire

plate 120.

Le fonctionnement de la forme de réalisation illustrée sur la figure 3 est essentiellement identique au fonctionnement de la forme de réalisation illustrée sur la figure 2, excepté que l'énergie électrostatique est dirigée du générateur haute tension 80 vers l'arbre d'entraînement 40 et enfin dans la tête d'atomisation 52 en passant par la section filetée 50 et la surface filetée 116 L'énergie électrostatique est alors dirigée dans les électrodes en forme de tige 112 et l'électrode en forme de bague 120 afin d'être appliquée dans la matière de revêtement s'écoulant sur la surface 102 ', de la manière représentée dans le brevet 770 cité ci-dessus Cette forme de réalisation est particulièrement avantageuse du fait que la matière composite électriquement non conductrice formant la tête et la matière composite électriquement conductrice formant les tiges et la bague conductrices ont des caractéristiques physiques similaires et n'ont pas tendances à se séparer dans des conditions de fonctionnement, comme cela était parfois le cas avec

les têtes de l'état de la technique.

Il -ressort qu'il est prévu selon cette invention un appareil destiné à transférer une charge électrostatique élevée par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement de moteur à une tête à grande vitesse fixée à une extrémité de celui-ci, qui répond aux buts, moyens et avantages exposés précédemment L'appareil comprend plusieurs moyens destinés à amener de l'énergie électrostatique à haute tension vers l'arbre d'entraînement de moteur qui dirige l'énergie dans la tête rotative de telle sorte que le profil du boîtier est réduit afin d'éliminer sensiblement le retour de peinture sur le boîtier En outre, les formes de réalisation de la tête rotative procurent des moyens efficaces à longue durée de vie afin de transférer une

charge dans la matière de revêtement.

Claims

REVENDICATIONS

1 Atomiseur rotatif ( 10) caractérisé en ce qu'il comporte: un boîtier électriquement non conducteur ( 12) ayant une extrémité avant ( 14) et une extrémité arrière ( 16) et définissant une chambre intérieure ( 20) entre elles; des moyens d'entraînement en rotation ( 22) disposés à l'intérieur de ladite chambre intérieure ( 20) et reliés à une tête d'atomisation en forme de coupelle ( 52) disposée à l'extérieur de ladite extrémité avant ( 14) dudit boîtier ( 12) afin d'entraîner en rotation ladite tête d'atomisation en forme de coupelle ( 52) autour d'un axe ( 46) de rotation s'étendant longitudinalement à travers ledit boîtier

( 12);

des moyens ( 59) destinés à amener la matière de revêtement liquide vers ladite tête d'atomisation en forme de coupelle ( 52); des moyens ( 78) destinés à conduire l'énergie électrostatique à haute tension par l'intermédiaire des moyens d'entraînement en rotation ( 22) et directement dans ladite tête d'atomisation en forme de coupelle ( 52) sans conduire ladite énergie électrostatique à haute tension à travers ledit boîtier ( 12); ladite tête d'atomisation en forme de coupelle ( 52) étant construite dans une matière composite comprenant une matière isolante à faible capacité et une matière électriquement conductrice, de sorte que ladite énergie électrostatique à haute tension est transmise desdits moyens d'entraînement en rotation ( 22) à ladite tête d'atomisation en forme de coupelle ( 52) afin de charger ladite matière de revêtement avec une énergie électrostatique à haute tension par contact avec au moins une partie de ladite matière électriquement conductrice dans ladite tête

d'atomisation ( 52).

2 Atomiseur rotatif ( 10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tête d'atomisation ( 52) possède une surface d'écoulement de matière de revêtement ( 102) formant une cavité avant ( 100) de sorte que la matière de revêtement chargée s'écoule vers l'extérieur sur ladite surface d'écoulement ( 102) et est projetée radialement vers l'extérieur afin de former des particules atomisées de matière de revêtement chargée prévue pour une

application sur une pièce.

3 Atomiseur rotatif ( 10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement en rotation ( 22) comprennent un moteur à turbine pneumatique ( 23) relié par un arbre d'entraînement ( 40) à ladite tête d'atomisation ( 52), ledit arbre d'entraînement ( 40) ayant un alésage ( 53) aligné avec ledit axe ( 46) de rotation et s'étendant à

travers.

4 Atomiseur rotatif ( 10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 59) destinés à amener la matière de revêtement liquide vers ladite tête d'atomisation ( 52) comprennent un tube d'alimentation ( 60) reçu de façon amovible dans ledit alésage ( 53) à travers ledit arbre d'entraînement ( 40) et en communication avec ladite tête d'atomisation ( 52) afin d'amener la matière de revêtement liquide vers ladite surface d'écoulement ( 102) de ladite tête d'atomisation ( 52) lorsque ladite tête d'atomisation

( 52) tourne autour dudit axe ( 46) de rotation.

Atomiseur rotatif ( 10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 78) destinés à conduire l'énergie électrostatique à haute tension à travers lesdits moyens d'entraînement en rotation ( 22) comprennent des moyens ( 79) destinés à amener l'énergie électrostatique à haute tension vers ledit arbre d'entraînement ( 40) pour conduction directe

à travers et dans ladite tête d'atomisation ( 52).

6 Atomiseur rotatif ( 10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 79) destinés à amener l'énergie électrostatique à haute tension à travers ledit arbre d'entraînement ( 40) comprennent des moyens ( 81) destinés à diriger ladite énergie électrostatique à haute tension dans ledit tube d'alimentation ( 60) reçu de façon amovible dans ledit alésage ( 53), de sorte que ledit tube d'alimentation ( 60) conduit ladite énergie électrostatique à haute

tension dans ledit arbre d'entraînement ( 40).

7 Atomiseur rotatif ( 10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tube d'alimentation ( 60) possède une première extrémité ( 62) qui est engagée avec ledit moteur ( 23) de façon à être supportée en porte-à-faux sans contact électrique avec la paroi dudit alésage ( 53) et ledit tube d'alimentation ( 60) possède une deuxième extrémité ( 66)

à proximité de ladite tête d'atomisation ( 52).

8 Atomiseur rotatif ( 10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 79) destinés à amener l'énergie électrostatique à haute tension à travers ledit arbre d'entraînement ( 40) comprennent des moyens ( 81) destinés à diriger l'énergie électrostatique à haute tension dans des ailettes de turbine ( 44) dudit moteur à turbine pneumatique ( 23) qui conduit à son tour l'énergie électrostatique à haute tension dans ledit arbre

d'entraînement ( 40).

9 Atomiseur rotatif ( 10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 81) destinés à diriger l'énergie électrostatique à haute tension dans lesdites ailettes de turbine ( 44) comprennent des électrodes ( 86) montées à proximité

22 2698801

desdites ailettes de turbine ( 44) afin de former un espace ( 87) de sorte que ladite énergie électrostatique à haute tension est transmise à travers ledit espace

( 87) et dans lesdites ailettes de turbine ( 44).

10 Atomiseur rotatif ( 10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 78) destinés à conduire l'énergie électrostatique à haute tension à travers lesdits moyens d'entraînement en rotation ( 22) comprennent des moyens ( 85) encerclant ledit arbre d'entraînement ( 40) afin de transmettre ladite énergie électrostatique à haute tension dans

ledit arbre d'entraînement ( 40).