FR2876600A1 - Dispositif de pulverisation electrostatique - Google Patents

Abstract

Ce dispositif en forme d'atomiseur comprend une électrode principale externe (13) et une électrode auxiliaire externe (17) disposées radialement à l'extérieur d'un corps principal (4) de l'atomiseur, une ligne (15) pour appliquer une haute tension à l'électrode (13) est connectée à un élément de tête (5) du corps (4) au moyen d'une ligne additionnelle formant conducteur (18), l'électrode (17) étant connectée entre des première et seconde résistances (19,20).Application notamment à l'application de peinture.

Description

"DISPOSITIF DE PULVÉRISATION ÉLECTROSTATIQUE

La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif de pulvérisation électrostatique et de préférence un atomisateur électrostatique comportant une électrode externe. L'invention a trait à des applications à la fois pour des matières conductrices telles que de la peinture à l'eau, et des matières non conductrices comme par exemple de la peinture à l'huile, ainsi que des applications pour des matières en poudre, telle qu'une peinture à l'état de poudre.

En outre, l'invention a trait à des applications servant à réaliser la pulvérisation de produits chimiques tels que des produits agrochimiques sous forme liquide ou sous forme de poudre.

Les dispositifs de pulvérisation électrostatique ont été largement utilisés historiquement dans le domaine de l'application de revêtements pour faire adhérer des matières pulvérisées sur des ouvrages ou d'autres objets à l'aide d'une force électrostatique. Récemment on a assisté à une extension du domaine technique utilisant une force électrostatique à la dispersion ou à l'étalement de produits agrochimiques.

Les atomiseurs électrostatiques utilisés dans le domaine du dépôt de revêtements de l'enduction sont classés grossièrement en des atomiseurs à charge indirecte, configurés pour appliquer une haute tension au corps principal de l'atomiseur, et des atomiseurs à charge indirecte, qui incluent une électrode externe située à l'extérieur du corps principal de l'atomiseur et appliquent une haute tension à l'électrode externe. On sait que ces deux types d'atomiseurs électrostatiques comprennent des atomiseurs du type à cloche utilisant un élément rotatif pour projeter la peinture, et des atomiseurs du type à canon utilisant une buse pour projeter la peinture. Comme cela est déjà connu, la gamme d'applications des atomiseurs électrostatiques s'est étendue aux peintures à l'état de poudre en plus des peintures liquides. La demande de brevet japonais mise à l'inspection publique N de publication JP-H10 43644 (qui est équivalente au brevet U.S. N 5 922 131) décrit un dispositif de pulvérisation électrostatique du type à canon convenant pour être utilisé à la fois avec des peintures liquides et des peintures sous forme de poudre. La demande de brevet japonais mise à l'inspection publique N de publication JP-H11-505173 (qui est équivalente à la publication internationale PCT N WO 96/36438) décrit un atomiseur du type à cloche convenant pour être utilisé avec des peintures à l'état de poudre.

Les atomiseurs électrostatiques du type à charge directe et les atomiseurs électrostatiques du type à charge indirecte ont été utilisés respectivement avec des matières formées de peintures particulières. Un atomiseur électrostatique typique du type à charge directe est décrit dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique N de publication JP-H6-269701 (qui est équivalente au brevet U.S. N 5 433 387). Il s'agit d'un atomiseur du type à cloche, dans lequel un champ électrique est généré dans une région entre le corps principal de l'atomiseur et un objet à traiter par application d'une haute tension au corps principal (de façon typique une tête d'atomisation rotative) pour charger la peinture éjectée de la tête d'atomisation rotative. Les atomiseurs électrostatiques de ce type sont utilisés avec des peintures non conductrices telles que des peintures à l'huile.

D'autre part, un atomiseur électrostatique typique du type à charge indirecte est décrit dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique, N de publication JP-H6-134352. Il s'agit d'un atomiseur du type à cloche comportant une tête d'atomisation rotative, dans laquelle un champ électrique est généré dans une région située entre une électrode externe disposée radialement à l'extérieur du corps principal de l'atomiseur et un objet à traiter, moyennant l'application d'une haute tension à l'électrode externe pour charger des particules de peinture éjectées par la tête d'atomisation rotative et pénétrant dans le champ électrostatique. Les atomiseurs électrostatiques de ce type sont utilisés avec des matières conductrices telles que des peintures à l'huile contenant une poudre métallique, des peintures à l'eau, etc. Les atomiseurs électrostatiques du type à cloche du type à charge directe sont configurés de manière à éjecter de l'air à partir de la périphérie de la tête d'atomisation rotative pour refouler des particules de peinture qui se déplacent tout d'abord radialement vers l'extérieur à partir de la tête d'atomisation rotative pour revenir dans la région du champ électrique. Cependant, si l'air n'est pas bien conditionné du point de vue pression, quantité et vitesse, les particules de peinture rebondissent à partir de l'objet à traiter et contaminent l'environnement.

D'autre part, les atomiseurs électrostatiques du type à charge indirecte sont soumis à une décharge anormale (de façon typique une décharge irrégulière) due à l'existence de la couche d'air isolante située entre le corps principal de l'atomiseur et l'électrode externe. Une décharge anormale déclenche un claquage dans le champ électrique, qui à son tour réduit le rendement du dépôt de peinture et contamine ainsi fortement l'environnement.

Dans les atomiseurs électrostatiques du type à charge indirecte, il se pose un autre problème indiqué dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique N de publication JP-H6-320065. C'est-à-dire que, en raison d'une différence de potentiel élevée entre l'électrode externe et le corps principal de l'atomiseur, les particules de peinture éjectées du dispositif de pulvérisation de peinture prennent une charge positive en raison de la polarisation diélectrique et contaminent l'environnement. Pour résoudre le problème de la contamination, la plupart des atomiseurs électrostatiques sont enveloppés par des éléments en matière plastique ayant des constantes diélectriques élevées, comme par exemple des substances formées d'une résine fluorocarbonée. Pour résoudre ce même problème, le numéro de publication JP-H6-320065 propose cependant l'utilisation d'une électrode auxiliaire externe intercalée entre la tête d'atomisation rotative d'une électrode externe et connectée au potentiel de masse pour empêcher une concentration du champ électrique sur le bord circonférentiel de la tête d'atomisation rotative.

La demande de brevet japonais mise à l'inspection publique N de publication JP-H6-7709 traite également du problème de la contamination et propose l'utilisation d'une électrode auxiliaire externe située à l'extérieur de l'électrode principale externe et d'appliquer à l'électrode auxiliaire externe une tension supérieure à celle appliquée à l'électrode auxiliaire principale externe. Etant donné que l'électrode auxiliaire externe, à laquelle est appliquée la tension plus élevée, augmente l'intensité de champ électrique entre l'atomiseur et l'objet à traiter, ce système présente l'avantage de faciliter l'adhérence des particules de peinture éjectées des moyens de libération de peinture, sur l'objet à traiter et de ce fait de réduire d'autant le problème de la contamination.

La tendance actuelle dans l'industrie du revêtement va dans le sens du remplacement de peintures à l'huile traditionnelles par des peintures à l'eau, en prenant en compte le problème environnemental. Cependant, la substitution est encore incomplète et on utilise encore également des peintures à l'huile. Dans ces conditions, la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique N JP-H9-192543 décrit un atomiseur électrostatique à charge indirecte destiné à l'utilisation conjointe avec des peintures à l'eau et des peintures à l'huile. Cet atomiseur à deux usages inclut une première ligne d'alimentation à haute tension pour appliquer une haute tension au corps principal de l'atomiseur et une seconde ligne d'alimentation à haute tension pour appliquer une haute tension à une électrode externe. Lorsqu'il est utilisé avec une peinture non conductrice (peinture à l'huile), l'atomiseur applique une haute tension au corps principal au moyen de la première ligne d'alimentation à haute tension. Lorsqu'il est utilisé avec une peinture conductrice (peinture à l'eau), l'atomiseur applique une haute tension à l'électrode externe au moyen de la seconde ligne d'alimentation à haute tension.

Le principe d'atomiseurs électrostatiques est actuellement utilisé dans des dispositifs de pulvérisation de produits agrochimiques (demande de brevet japonais mise à l'inspection publique N de publication JP-H8275709) pour amener des produits agrochimiques à l'état liquide ou à l'état de poudre à adhérer à des articles agricoles, à l'aide d'une source électrostatique.

L'invention est basée sur ces problèmes et demandes concernant des atomiseurs électrostatiques classiques et des technologies périphériques pour fournir un dispositif de pulvérisation électrostatique, qui soit utilisable avec des peintures ou des produits agrochimiques soit électriquement conducteurs, soit non électriquement conducteurs, qui peut déposer d'une manière plus efficace un matériau pulvérisé sur des objets prévus, et contamine par conséquent moins l'environnement et permettent d'atténuer la contamination due soit à une décharge anormale signalée en liaison avec des atomiseurs électrostatiques classiques à charge indirecte, soit par une polarisation diélectrique indiquée en liaison avec des atomiseurs électrostatiques classiques à charge directe.

Ces problèmes sont résolus à l'aide des caractéristiques résumées ciaprès.

Conformément au premier aspect de la présente invention, il est prévu un dispositif de pulvérisation électrostatique, comprenant: un corps principal du dispositif incluant des moyens de libération de matière pour éjecter une matière devant être pulvérisée; un passage d'amenée de matière pour amener la matière depuis une source de matière aux moyens de libération de matière, ledit passage d'amenée de matière étant connecté à un potentiel de masse et étant connecté électriquement au corps principal du dispositif, une électrode externe située radialement à l'extérieur du corps principal du dispositif, une ligne d'alimentation à haute tension pour appliquer une haute tension à l'électrode externe, et une ligne additionnelle formant conducteur, qui connecte la ligne d'alimentation à haute tension au corps principal du dispositif par l'intermédiaire d'une résistance.

Le fonctionnement du dispositif de pulvérisation électrostatique va être expliqué en référence à la figure 1 annexée à la présente demande, qui représente un atomiseur électrostatique typique du type à cloche. Cet atomiseur électrostatique du type à cloche comprend une tête d'atomisation rotative, fréquemment désignée comme étant une coupelle en cloche, et le bord circonférentiel de la tête d'atomisation rotative agit en tant qu'électrode. Dans le cas où l'atomiseur électrostatique du type à cloche de la figure 1 est utilisé avec une peinture conductrice telle qu'une peinture à l'eau, la peinture à l'eau circule dans le passage d'amenée de matière (passage d'amenée de matière) 106 qui raccorde pour l'essentiel les moyens de libération de matière (tête d'atomisation rotative) 100 au potentiel de masse. D'autre part, dans le cas où la valeur résistive de la résistance 112 dans la ligne additionnelle formant conducteur 114 est suffisamment élevée pour minimiser le courant circulant dans la ligne additionnelle formant conducteur 114, même lorsque la ligne d'alimentation à haute tension 110 est connectée électriquement au corps principal 112 du dispositif par l'intermédiaire de la ligne additionnelle formant conducteur 114, la valeur de haute tension appliquée à l'électrode externe 108 ne varie pas de façon substantielle. Par exemple si la valeur résistive de la résistance 112 dans la ligne additionnelle formant conducteur 114 est de 2 giga. S2 et que la haute tension de -100 kV est appliquée à l'électrode externe 108 au moyen de la ligne d'alimentation à haute tension 114, alors le courant qui pénètre dans le corps principal 114 de l'atomiseur en circulant dans la ligne additionnelle formant conducteur 114 est aussi faible qu'une valeur de courant de l'ordre de pA, et une tension d'environ -100 kV et alors appliquée à l'électrode externe 108.

C'est pourquoi, lorsqu'il est utilisé avec une peinture conductrice, l'atomiseur électrostatique est configuré automatiquement de manière à fonctionner sensiblement de la même manière que les atomiseurs électrostatiques classiques à charge directe. En outre, dans le dispositif de pulvérisation électrostatique (atomiseur électrostatique) il ne se pose pas le problème d'une décharge anormale comme par exemple une décharge irrégulière étant donné que le corps principal du dispositif (le corps principal de l'atomiseur) 102 est connecté électriquement à l'électrode externe 108 par l'intermédiaire d'une ligne additionnelle formant conducteur 114, et le corps principal du dispositif (corps principal de l'atomiseur) 102 est connecté au potentiel de masse par la peinture conductrice (peinture à l'eau) qui circule dans le passage d'amenée de la matière (passage d'amenée de la peinture) 106 et sur deux conducteurs. C'est pourquoi ce dispositif évite une altération du rendement de dépôt et une contamination de l'environnement provoquée par une décharge anormale, qui ont été notées comme étant des problèmes rencontrés avec des atomiseurs électrostatiques classiques à charge indirecte.

Le dispositif de pulvérisation électrostatique selon le premier aspect de l'invention peut être utilisé avec des matières non conductrices telles que des peintures à l'huile. En se référant à nouveau à la figure 1, dans le cas où une peinture à l'huile est chargée dans la source de matière (source de peinture) 104 et est éjectée par les moyens de libération de matière (tête d'atomisation rotative) 100 par l'intermédiaire du passage d'amenée de matière (passage d'amenée de peinture) 106, les moyens de libération de peinture (tête d'atomisation rotative) 100 et le corps principal du dispositif (corps principal de l'atomiseur) 102 sont déconnectés électriquement du potentiel de masse par la peinture à l'huile circulant dans le passage d'amenée de matière (passage d'amenée de matière) 106 et servant d'isolant. Par conséquent la haute tension est appliquée au corps principal du dispositif (corps principal de l'atomiseur) 102 par l'intermédiaire de la ligne additionnelle formant conducteur 114, et l'atomiseur est automatiquement configuré de manière à fonctionner d'une manière équivalente à des atomiseurs électrostatiques classiques à charge directe.

En outre, lorsque le dispositif est utilisé avec une peinture à l'huile, l'électrode externe 108, qui est disposée radialement à l'extérieur du corps principal du dispositif (corps principal de l'atomiseur) 102, et à laquelle une tension est appliquée au moyen de la ligne d'alimentation à haute tension 110, génère un champ électrique additionnel. C'est pourquoi, même si une partie des particules de peinture éjectées par les moyens 100 de libération de peinture dévient radialement vers l'extérieur à partir de la région de charge directe générée entre le corps principal 102 du dispositif et l'objet à traiter W, ces particules de peinture sont chargées par le champ électrique additionnel à l'extérieur de la région de charge directe et ne contaminent pas l'environnement.

L'atomiseur électrostatique du type à cloche représenté sur la figure 1 peut comporter une seconde électrode externe 116 située à une distance différente D du corps principal 102 du dispositif comme représenté sur la figure 2 annexée à la présente demande. De façon plus détaillée, si cette distance D entre la première électrode externe 108 et une électrode interne, c'est-à-dire le bord circonférentiel des moyens de libération de matière (tête d'atomisation rotative 100), est Dl, alors la distance D2 entre la seconde électrode externe 116 et le bord circonférentiel des moyens de libération de matière (tête d'atomisation rotative) 100 est supérieure ou inférieure à la distance Dl (dans l'exemple représenté, D2<D1). Une haute tension est appliquée à la seconde électrode externe 116 au moyen d'un seconde ligne d'alimentation à haute tension 118 qui est connectée au corps principal 102 du dispositif (corps principal de l'atomiseur) 102 par l'intermédiaire d'une seconde résistance 120 possédant une valeur résistive élevée. Dans le cas où l'on a D2<D1, la tension V2 appliquée à la seconde électrode externe 116 est réglée sur une valeur inférieure à la tension V1 appliquée à la première électrode externe 108. Au contraire, dans le cas où l'on a D2>D1, la tension V2 est réglée à une valeur supérieure à la tension V1.

De même, lorsque le dispositif de pulvérisation électrostatique est un atomiseur électrostatique du type à cloche représenté sur la figure 2, il assume les mêmes fonctions et opérations que celles du dispositif de pulvérisation électrostatique expliqué en référence à la figure 1 et présente certains avantages additionnels. C'est-à-dire qu'en positionnant une pluralité d'électrodes externes 108, 106 à des distances différentes des moyens 111 de libération de matière et en appliquant une tension supérieure à l'une des électrodes qui est plus distante des moyens 100 de libération de matière, que la tension appliquée à l'autre électrode (V1> V2), en d'autres termes en appliquant une tension inférieure à l'autre électrode externe plus proche des moyens 100 de libération de matière, dans le dispositif possédant la configuration de la figure 2 on peut disposer l'électrode la plus intérieure 116 plus près des moyens de libération de matière 100. De ce fait, même si une partie des particules de peinture éjectées par les moyens de libération de matière (peinture) 100 sont chargées positivement en raison d'une polarisation diélectrique, le dispositif peut immédiatement recharger ces particules de peinture pour former des ions négatifs au moyen du champ électrique présent entre l'électrode externe 116 la plus proche des moyens de libération de peinture et le corps principal 102 du dispositif (atomiseur). Ceci est efficace pour atténuer une pollution provoquée par une polarisation électrostatique diélectrique.

Conformément au second aspect de l'invention, comme cela sera mieux compris en référence à la figure 3 annexée à la présente demande, il est prévu un dispositif de pulvérisation électrostatique comprenant: un corps principal du dispositif incluant des moyens de libération de matière pour éjecter une matière devant être pulvérisée; un passage d'amenée de matière pour amener la matière depuis une source de matière aux moyens de libération de matière, ledit passage d'amenée de matière étant connecté à un potentiel de masse et étant connecté électriquement au corps principal du dispositif, une électrode externe principale située radialement à l'extérieur du corps principal du dispositif, une électrode auxiliaire externe située radialement à l'extérieur dudit corps principal du dispositif d'une manière plus proche que l'électrode principale externe, une ligne d'alimentation à haute tension pour appliquer une haute tension à l'électrode principale externe, et une première ligne additionnelle formant conducteur, qui connecte la ligne d'alimentation à haute tension à l'électrode auxiliaire externe par l'intermédiaire d'une première résistance, et une seconde ligne formant conducteur qui connecte l'électrode auxiliaire externe au corps principal du dispositif au moyen d'une résistance.

La figure 3 représente un atomiseur électrostatique du type à cloche en tant qu'exemple de dispositif de pulvérisation électrostatique selon le second aspect de l'invention. Cet atomiseur électrostatique du type à cloche assume essentiellement les mêmes fonctions et opérations que celles de l'atomiseur électrostatique du type à cloche, représenté sur la figure 2. C'est-à-dire que, lorsqu'on l'utilise avec une peinture conductrice telle qu'une peinture à l'eau, le dispositif est configuré automatiquement de manière à fonctionner en tant qu'atomiseur électrostatique à charge indirecte. Lorsqu'il est utilisé avec une peinture non conductrice telle qu'une peinture à l'huile, le dispositif est configuré automatiquement de manière à fonctionner en tant qu'atomiseur électrostatique à charge directe. Lorsque le dispositif fonctionne dans le mode à charge indirecte, l'électrode principale externe 108 et l'électrode auxiliaire externe 124 sont reliées par une connexion électrique au corps principal 102 du dispositif par l'intermédiaire des première et seconde lignes formant conducteurs 128, 132. Par conséquent le dispositif peut empêcher une décharge anormale telle qu'une décharge irrégulière.

Sinon, comme cela est représenté sur la figure 4 annexée à la présente demande, le dispositif de pulvérisation électrostatique selon le second aspect de l'invention peut comprendre des électrodes auxiliaires externes 124, 132 situées à des distances D du corps principal 102 du dispositif, qui sont différentes l'une de l'autre. Dans ce cas, une pluralité de résistances 126, 130, 136, etc. sont connectées en série entre elles de manière à apparaître respectivement entre chaque ensemble de deux électrodes adjacentes dans une ligne additionnelle formant conducteur 134 connectée entre la ligne d'alimentation à haute tension pour l'envoi d'une haute tension à l'électrode principale externe 108, et le corps principal 102 du dispositif. C'est-à-dire que dans la ligne additionnelle formant conducteur 134, la première électrode externe 124 est connectée entre la première résistance 126 et la seconde résistance 130 et la seconde électrode auxiliaire externe est connectée entre la seconde résistance 130 et la troisième résistance 136.

Cet agencement conduit à la réalisation d'un dispositif de pulvérisation électrostatique à charge directe comportant une pluralité d'électrodes externes 108, 124, 132 situées à des distances différentes radialement à l'extérieur du corps principal 102 du dispositif. Par conséquent la tension V3 appliquée à la seconde électrode auxiliaire externe plus proche du corps principal 102 du dispositif devient minimale, la tension V2 appliquée à la première électrode auxiliaire externe 104 plus éloignée du corps principal 102 du dispositif devient supérieure à la tension V3 et la tension V1 appliquée à l'électrode principale externe 108 la plus éloignée du corps principal 102 du dispositif devient maximale (V1>V2>V3). Ici à nouveau les valeurs résistives des résistances 126, 130, 136 dans chaque ligne additionnelle formant conducteur 134 peuvent être déterminées de manière à minimiser le courant circulant dans la ligne additionnelle formant conducteur 114.

L'atomiseur électrostatique possédant l'agencement représenté sur la figure 3 ou sur la figure 4 permet d'empêcher une décharge anormale de la même manière ou même mieux que l'atomiseur électrostatique possédant l'agencement de la figure 1 ou de la figure 2 et peut être utilisé également avec des matières non conductrices telles que des peintures à l'huile. En outre l'électrode auxiliaire externe 132 la plus intérieure empêche une contamination provoquée par une polarisation diélectrique.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1, dont il a déjà été fait mention, est une illustration schématique permettant d'expliquer le concept de base du premier aspect de la présente invention; - la figure 2, dont il a déjà été fait mention, est un schéma permettant d'expliquer une variante du concept de base représenté sur la figure 1; - la figure 3, dont il a déjà été fait mention, est une illustration schématique permettant d'expliquer le concept de base du second aspect de l'invention; - la figure 4, dont il a déjà été fait mention, est un schéma permettant d'expliquer une variante du concept de base illustré sur la figure 3; - la figure 5 est un schéma montrant un agencement général d'un atomiseur électrostatique du type à cloche selon une forme de réalisation de l'invention; - la figure 6 est un schéma montrant l'agencement d'électrodes principales externes et d'électrodes auxiliaires externes dans un atomiseur du type à cloche; - la figure 7 est un schéma montrant un autre agencement des électrodes principales externes et des électrodes auxiliaires externes dans un atomiseur du type à cloche; - la figure 8 est un schéma montrant un agencement d'électrodes externes principales et d'électrodes externes auxiliaires dans un atomiseur du type à canon; - la figure 9 est un schéma montrant un autre agencement d'électrodes externes principales et d'électrodes externes auxiliaires dans un 25 atomiseur du type à canon; - la figure 10 est un schéma montrant un agencement général d'un atomiseur électrostatique modifié; - la figure 11 est un schéma montrant un agencement général d'un autre atomiseur électrostatique modifié; et - la figure 12 est un schéma montrant un agencement d'électrodes externes dans les structures incluant des électrodes externes à couches multiples situées à des distances différentes de la tête d'atomisation rotative de manière à entourer cette dernière selon des couches multiples.

On va maintenant expliquer ci-après certaines formes de réalisation en référence aux dessins.

La figure 5 représente un atomiseur électrostatique selon une forme de réalisation de l'invention. L'atomiseur électrostatique 1 représenté ici est ce qu'on appelle un atomiseur du type à cloche, qui comporte une tête d'atomisation et est configuré de manière à éjecter des particules de matière radialement vers l'extérieur à partir de la tête d'atomisation rotative, qui est entraînée en rotation à grande vitesse par un moteur pneumatique 3.

Le corps principal 4 de l'atomiseur électrostatique du type à cloche 1 possède essentiellement la même construction que celle d'atomiseurs classiques.

De façon plus spécifique, le corps principal 4 de l'atomiseur possède la tête d'atomisation rotative 2 supportée de manière à pouvoir tourner sur un élément de tête métallique 5 et entraînée par le moteur pneumatique. Le corps principal 4 de l'atomiseur possède une plaque de mise à la masse 6 au moins sur son extrémité arrière. Une couche isolante 7 est de préférence intercalée entre la plaque de mise à la masse 6 et le moteur pneumatique 3. Le corps principal 4 de l'atomiseur est de préférence recouvert par un capot isolant 8 comme des atomiseurs classiques.

L'atomiseur électrostatique 1 du type à cloche est de façon typique monté sur un bras d'un robot d'enduction (non représenté). La tête d'atomisation rotative 2 est alimentée en peinture par un passage 10 d'amenée de peinture qui communique avec une source de peinture 9. En d'autres termes, une extrémité aval du passage d'amenée de peinture 10 est reliée continûment à un passage pour peinture 10a à l'intérieur de l'élément de tête 5, qui raccorde le passage d'amenée de peinture 10 à une partie centrale de la tête d'atomisation rotative 2. La peinture dans la source de peinture 9 est extraite par pompage en direction du corps principal 4 de l'atomiseur par une pompe 11. La plaque de mise à la masse 10, la source de peinture 9 et la pompe 11 sont connectées au potentiel de masse. L'atomiseur électrostatique 1 du type à cloche possède une électrode

principale externe 13 située radialement à l'extérieur du corps principal 4 de l'atomiseur. L'électrode principale externe 13 est alimentée par une haute tension délivrée par un générateur de haute tension 14 par l'intermédiaire d'une ligne d'alimentation à haute tension 15. En outre, l'atomiseur électrostatique 1 possède une électrode auxiliaire externe 17 qui est située plus près du corps principal 4 de l'atomiseur que ne l'est l'électrode principale externe 13. C'est-à-dire que la distance Dl de l'électrode principale externe 13 par rapport au bord circonférentiel de la tête d'atomisation rotative 2 est supérieure à la distance D2 entre chaque électrode auxiliaire externe 17 et le bord circonférentiel de la tête d'atomisation rotative 2 (D1>D2).

L'élément de tête 5 est connecté à une ligne d'alimentation à haute tension 15 par une ligne additionnelle formant conducteur 18. Dans la ligne additionnelle formant conducteur 18, des première et seconde résistances 19, 20 sont connectées en série sur des extrémités opposées de l'électrode auxiliaire externe 17. Si la haute tension délivrée à l'électrode principale externe 13 à partir du générateur de haute tension 14 est égale à -100 kV, alors les première et seconde résistances 19, 20 peuvent posséder également la valeur résistive de 1 giga. Q. Cependant, les valeurs résistives des première et seconde résistances 19, 20 peuvent être déterminées d'une autre manière, en tenant compte de la distance D2 de l'électrode auxiliaire externe 17 et de la distance Dl de l'électrode principale externe 13. Par exemple, si la distance D2 de l'électrode auxiliaire externe est égale à la moitié de la distance Dl de l'électrode principale externe 13 (D2 = (1/2) x Dl), alors les première et seconde résistances 19, 20 peuvent avoir des valeurs résistives égales (par exemple également 1 giga. Q). Si la distance D2 de l'électrode auxiliaire 17 est égale à un tiers de la distance Dl de l'électrode principale externe 13 (D2 = (1/3) x Dl), alors les valeurs résistives des première et seconde résistances 19, 20 peuvent se situer entre elles dans le rapport 2:1 (par exemple {2x(2/3)} giga. S2 comme première résistance et {2x(1/3)} giga. S2 en tant que seconde résistance 20). Les première et seconde résistances 19, 20 peuvent se présenter sous la forme de dispositifs à résistances discrètes ou sous la forme d'un dispositif à une seule résistance.

Les figures 6 et 7 représentent les agencements d'électrodes principales externes 13 et d'électrodes auxiliaires externes 17. Dans l'agencement de la figure 6, six électrodes principales externes 13 sont alignées selon des intervalles égaux le long d'un cercle entourant concentriquement la tête d'atomisation rotative 2 à partir de la distance radiale Dl, et six électrodes auxiliaires externes 17 sont alignées selon des intervalles égaux le long d'un cercle entourant concentriquement la tête d'atomisation 2 à partir de la distance radiale D2. Pour appliquer une haute tension aux électrodes principales externes 13, toutes les électrodes externes 13 peuvent être connectées à une première ligne formant conducteur en forme d'anneau 22, qui applique la haute tension à ces électrodes 13 conjointement, à partir d'une ligne d'alimentation à haute tension 15. Sinon, chaque électrode principale externe 13 peut être alimentée par la haute tension individuellement au moyen de sa propre ligne d'alimentation à haute tension 15.

De façon similaire, six électrodes auxiliaires externes 17 peuvent être connectées par une seconde ligne formant conducteur en forme d'anneau 23, qui est connectée à la première ligne formant conducteur en forme d'anneau 23 et à l'élément de tête 5 par une ligne additionnelle formant conducteur 18, et les première et seconde résistances peuvent être connectées dans la ligne additionnelle unique formant conducteur 18. Cependant, dans le cas où chaque électrode principale externe 13 est alimentée par la haute tension individuellement au moyen de sa propre ligne d'alimentation à haute tension 15, chaque électrode auxiliaire externe 17 peut comporter sa propre ligne additionnelle formant conducteur 18, qui connecte la ligne à haute tension associée 15 à l'élément de tête 5. Dans ce cas, les première et seconde résistances 19, 20 peuvent être connectées dans chaque ligne additionnelle formant conducteur 18.

La figure 6 montre également que les électrodes principales externes 13 et les électrodes auxiliaires externes 17 sont décalées dans le sens de rotation de telle sorte que chaque électrode auxiliaire externe 17 est également distante de deux électrodes principales externes les plus proches 13, 13.

Dans l'agencement représenté sur la figure 7, quatre électrodes principales externes 13 sont prévues à des intervalles égaux sur un cercle qui entoure concentriquement la tête d'atomisation rotative 2, à partir de la distance radiale Dl, et quatre électrodes auxiliaires externes 17 sont prévues à des intervalles égaux le long d'un cercle entourant concentriquement la tête d'atomisation rotative 2 à partir de la distance radiale D2. Ici à nouveau les électrodes principales externes 13 et les électrodes auxiliaires externes 17 sont décalées dans le sens de rotation de telle sorte que chaque électrode auxiliaire 17 est également espacée de deux électrodes principales externes les plus proches 13, 13.

Un spécialiste de la technique comprendra que les agencements représentés sur les figures 6 et 7 sont de simples exemples et que des agencements modifiés sont également acceptables. Par exemple le nombre d'électrodes principales externes 13 ou le nombre d'électrodes auxiliaires externes 17 peut être déterminé comme on le désire, et les électrodes principales externes 13 et/ou les électrodes auxiliaires 17 peuvent être espacées d'une manière inégale les unes des autres. En outre, on peut déterminer librement si et comment les électrodes auxiliaires 17 sont décalées des électrodes principales externes 13. Par exemple, les électrodes principales externes 13 et les électrodes auxiliaires externes 17 peuvent être alignées sur des lignes radiales communes à partir du centre de la tête d'atomisation rotative 2.

Comme cela a été expliqué, les figures 6 et 7 représentent des agencements convenant pour des atomiseurs électrostatiques du type à cloche.

Cependant, si l'atomiseur électrostatique représenté sur la figure 5 est un atomiseur du type à canon comportant une buse d'injection comme par exemple une buse de projection d'air ou une buse d'atomisation hydraulique, le diagramme d'atomisation devient elliptique en fonction du profil de l'air du diagramme. Dans le cas d'atomiseurs électrostatiques du type à canon, une buse d'atomisation est incorporée dans l'élément de tête 5.

Les figures 8 et 9 illustrent des agencements des électrodes principales externes 13 et des électrodes auxiliaires externes 17 convenant pour des atomiseurs du type à canon. Comme cela est représenté sur les figures 8 et 9, les électrodes principales externes 13 sont diamétralement opposées entre elles dans la direction horizontale dans le plan du dessin, et les électrodes auxiliaires externes 17 sont diamétralement opposées entre elles dans la direction verticale dans le plan du dessin, d'une manière appropriée pour un diagramme de projection elliptique.

A nouveau en référence à la figure 5, lorsque l'atomiseur électrostatique du type à cloche 1 comportant une électrode externe 13 et une électrode externe 17 est utilisé avec une peinture conductrice telle qu'une peinture à l'eau, sa tête d'atomisation rotative 2 est connectée à la masse par l'écoulement d'eau délivré par la source de peinture 9. D'autre part, bien que la ligne d'alimentation en tension 15 connectée à l'électrode principale externe 13 soit connectée électriquement à la tête d'atomisation rotative 2 par l'intermédiaire de la ligne additionnelle formant conducteur 18, les première et seconde résistances 19, 20 d'une valeur résistive élevée sont insérées dans la ligne additionnelle formant conducteur 18. Le courant circulant dans la ligne additionnelle formant conducteur 18 est très faible. C'est pourquoi à l'électrode principale externe 13 est appliquée une tension V1 qui est sensiblement identique à la haute tension délivrée par le générateur de haute tension 14, et à l'électrode auxiliaire externe 17 est appliquée une tension V2 qui est inférieure à la tension V1, et ce de la chute de tension provoquée par la résistance 19 connectée entre l'électrode auxiliaire externe 17 et la ligne d'alimentation à haute tension 15.

Par conséquent, lorsqu'il est utilisé avec une peinture à l'eau, l'atomiseur électrostatique représenté sur la figure 5 est configuré automatiquement de manière à fonctionner en tant qu'atomiseur incluant des électrodes externes doubles 17, 13 alignées dans la direction radiale à partir de la tête d'atomisation rotative 2. Dans ce cas, la tension inférieure V2 est appliquée à l'électrode auxiliaire externe 17 la plus proche de la tête d'atomisation rotative 2, tandis que la tension plus élevée V1 est appliquée à l'électrode principale externe 13 la plus éloignée de la tête d'atomisation rotative 2.

Il en résulte que de la même manière que dans des atomiseurs classiques à charge indirecte comportant des électrodes externes, l'atomiseur électrostatique 1 peut charger électriquement des particules de peinture injectées de la tête d'atomisation rotative et peut réaliser un revêtement électrostatique. Dans ce cas cependant, étant donné que l'électrode auxiliaire externe 17 et l'électrode principale externe 13 doublement insérées dans la direction radiale sont connectées électriquement à l'élément de tête conducteur 5 par la ligne additionnelle formant conducteur 18, l'atomiseur électrostatique 1 peut empêcher une décharge anormale (décharge régulière) entre l'électrode auxiliaire externe 17 et l'électrode principale externe 13. C'est pourquoi l'atomiseur électrostatique 1 représenté sur la figure 5 permet de résoudre le problème de la contamination de l'environnement et de la réduction du rendement de dépôt, qui sont provoqués par un claquage dans le champ électrique dû à une décharge anormale, ce qui était un problème grave dans des atomiseurs électrostatiques classiques à charge indirecte. En outre, même si des ions positifs sont générés à proximité de la tête d'atomisation rotative 2 en raison d'une polarisation diélectrique, la région de charge générée entre l'électrode auxiliaire externe 17 et la tête d'atomisation rotative 2, qui sont positionnées comme étant relativement proches, permet de recharger ces ions positifs en ions négatifs. C'est pourquoi le problème de la contamination entraînée par une polarisation diélectrique est atténué.

L'atomiseur électrostatique 1 représenté sur la figure 5 peut être utilisé pour réaliser l'application électrostatique d'une peinture non conductrice comme par exemple une peinture à l'huile. De façon plus spécifique, si la source de peinture 9 contient une peinture à l'huile, alors le passage 10 d'amenée de la peinture est déconnecté du potentiel de masse par la peinture à huile délivrée par la source de peinture 9. D'autre part, la ligne d'alimentation à haute tension 15 connectée à l'électrode principale externe 13 est connectée électriquement à la tête d'atomisation rotative 2 par l'intermédiaire de l'élément de tête 5, formé d'un matériau conducteur, et par l'intermédiaire de la ligne additionnelle formant conducteur 18. C'est pourquoi, une haute tension est appliquée à la tête d'atomisation rotative 2. Par conséquent, lorsqu'il est utilisé avec une peinture à l'huile, l'atomiseur électrostatique 1 est configuré automatiquement de manière à fonctionner de la même manière que des atomiseurs électrostatiques classiques à charge directe.

Dans le cas d'une utilisation avec une peinture à l'huile, l'atomiseur électrostatique 1 représenté sur la figure 5 présente des avantages supplémentaires qui ne sont pas obtenus avec des atomiseurs électrostatiques classiques à charge directe. De façon plus spécifique, lorsque l'atomiseur électrostatique 1 est utilisé avec une peinture à l'huile, un champ électrique additionnel est généré dans la région située entre les électrodes externes 13, 17 et l'objet à traiter situé à l'extérieur de la région du champ électrique principal entre la tête d'atomisation rotative 2 et l'objet à traiter. C'est pourquoi, si une partie de particules de peinture éjectées par la tête d'atomisation rotative 2 se disperse radialement vers l'extérieur et ne pénètre pas dans la région du champ électrique principal, alors la région du champ électrique additionnel générée par les électrodes externes 13, 17 charge électriquement ces particules de peinture et les amène à être attirées électriquement sur l'objet à traiter. C'est pourquoi, lorsqu'il est utilisé avec une peinture à l'huile, l'atomiseur électrostatique 1 représenté sur la figure 5 permet d'atténuer le problème de la contamination de l'environnement et permet d'améliorer par conséquent le rendement de dépôt, par rapport à des atomiseurs électrostatiques classiques à charge directe.

En tant que tel, l'atomiseur électrostatique selon la forme de réalisation précédente est préparé automatiquement pour fonctionne dans le mode de charge indirecte ou dans le mode de charge directe en fonction de la peinture utilisée, sans l'utilisation de moyens particuliers tels qu'un commutateur. En outre, lorsqu'il est utilisé pour appliquer un revêtement avec une peinture conductrice telle qu'une peinture à l'eau, l'atomiseur électrostatique 1 selon cette forme de réalisation élimine les problèmes présents dans les atomiseurs classiques à charge indirecte. En outre, lorsqu'il est utilisé pour appliquer un revêtement avec une matière non conductrice telle qu'une peinture à l'huile, cet atomiseur élimine les problèmes principaux qui apparaissent dans les atomiseurs classiques à charge directe. Si l'atomiseur électrostatique 1 est utilisé exclusivement avec des peintures conductrices comme par exemple une peinture à l'eau, la couche isolante 7 et/ou le capot isolant 8 peuvent être supprimées du corps principal 4 de l'atomiseur.

Les figures 10 et 11 représentent des variantes de l'atomiseur 1 expliqué ci-dessus. Dans les atomiseurs électrostatiques modifiés des figures 10 et 11, la pointe de l'électrode principale externe 13 est positionnée en arrière de la tête d'atomisation rotative 2 afin d'améliorer l'effet visant à empêcher une contamination. En outre, on utilise ici une pluralité (deux dans ce cas) d'électrodes auxiliaires externes 17a, 17b, .

espacées dans la direction radiale par rapport à la tête d'atomisation rotative 2 et espacées l'une de l'autre, et les pointes de ces électrodes 17a, 17b, ... sont décalées graduellement vers l'arrière en direction de l'électrode principale externe 13. Ceci est efficace pour améliorer l'effet visant à empêcher également une contamination. Conjointement avec l'accroissement des électrodes auxiliaires externes 17a, 17b, ..., des résistances additionnelles 20a, 20b, ... sont également connectées...DTD: De façon plus spécifique, dans l'exemple de la figure 10, la pointe de l'une des électrodes auxiliaires externes 17b, qui est la plus proche de la tête d'atomisation rotative 2, est positionnée sur une ligne droite imaginaire qui s'étend depuis le bord circonférentiel de la tête d'atomisation rotative 2, approximativement perpendiculairement à la direction radiale du corps principal 4 de l'atomiseur, et les pointes de l'autre électrode externe auxiliaire 17a et de l'électrode principale externe 13 sont disposées sur une ligne imaginaire s'étendant continûment depuis ladite droite rectiligne et s'inclinant en direction du cylindre du corps principal 4 de l'atomiseur. Cet agencement d'électrodes externes empêche une auto-contamination du corps principal 4 de l'atomiseur et d'un bras de robot (non représenté) étant donné que des particules de peinture chargées négativement existant à l'extérieur de l'atomiseur électrostatique 20 ont une réaction à l'encontre des champs électriques générés par l'électrode auxiliaire externe 17a et l'électrode principale externe 13 pendant des mouvements de rotation, des mouvements horizontaux ou des mouvements verticaux du bras du robot d'enduction.

On obtient le même effet avec l'agencement de l'atomiseur électrostatique représenté sur la figure 11. De façon plus spécifique, dans l'atomiseur électrostatique de la figure 11, la pointe de l'électrode externe principale 13 est positionnée sur une ligne s'étendant du bord circonférentiel de la tête d'atomisation rotative 2, approximativement perpendiculairement à la direction axiale du corps principal 4 de l'atomiseur. En outre les électrodes auxiliaires externes 17a, 17b, ... sont alignées de manière à être décalées de plus en plus en arrière, au fur et à mesure qu'elles sont plus distantes radialement de la tête d'atomisation rotative 2.

Lorsqu'une pluralité d'électrodes externes 13, 17a, 17b, ... sont prévues de manière à entourer de façon multiple le corps principal 4 d'un atomiseur électrostatique du type à cloche comme représenté sur les figures 10 et 11, ces électrodes externes 13, 17a, 17b, ... peuvent être alignées dans l'ordre de l'électrode principale externe 13 et des électrodes auxiliaires externes 17a, 17b, ... sur une ligne parabolique P (parabolique d'alignement d'électrodes) s'étendant dans le sens de rotation de la tête d'atomisation rotative 2 (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre représentée par une flèche). Lors du fonctionnement de l'atomiseur électrostatique, des flux de particules de liquide ou de peinture éjectées par la tête d'atomisation rotative 2 et des lignes paraboliques L (lignes paraboliques de peinture) orientées en sens opposé du sens de rotation de la tête d'atomisation rotative 2. Cependant l'agencement représenté sur la figure 12, qui oriente les lignes paraboliques P d'alignement des électrodes dans le sens de rotation de la tête d'atomisation rotative 2, permet à la peinture de suivre des lignes paraboliques de peinture L pour pénétrer séquentiellement dans des champs électriques respectifs générés par l'électrode auxiliaire externe intérieure 17b, l'électrode auxiliaire externe 17a et l'électrode principale externe 13 alignée sur les lignes paraboliques P d'alignement des électrodes. Ceci augmente la possibilité d'application d'une charge électrique aux particules de peinture. C'est pourquoi, cet agencement permet d'appliquer de façon uniforme une charge électrique aux particules de peinture éjectées de l'ensemble du bord circonférentiel de la tête d'atomisation rotative.

Dans ce qui précède, on a expliqué des formes de réalisation sous la forme d'applications à des atomiseurs électrostatiques utilisés avec des peintures liquides. Cependant l'invention est applicable à des atomiseurs utilisés également avec des peintures à base de poudre. En outre, le principe de l'invention est applicable dans une large mesure à des dispositifs de pulvérisation électrostatique pour la pulvérisation d'une poudre ou d'un liquide comme par exemple des produits agrochimiques pour effectuer le dépôt électrostatique sur un objet cible.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de pulvérisation électrostatique, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps principal (4) de dispositif incluant des moyens (2) de libération de matière pour éjecter une matière devant être pulvérisée; un passage (10) d'amenée de matière pour amener la matière depuis une source de matière aux moyens (2) de libération de matière, ledit passage (10) d'amenée de matière étant connecté à un potentiel de masse et étant connecté électriquement au corps principal (4) du dispositif, une électrode externe (17) située radialement à l'extérieur du corps principal du dispositif, une ligne d'alimentation à haute tension (15) pour appliquer une haute tension à l'électrode externe (17), et une ligne additionnelle formant conducteur (18), qui connecte la ligne d'alimentation à haute tension (15) au corps principal (4) du dispositif par l'intermédiaire d'une résistance (20).

2. Dispositif de pulvérisation électrostatique, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps principal (4) du dispositif incluant des moyens (2) de libération de matière pour éjecter une matière devant être pulvérisée; un passage (10) d'amenée de matière pour amener la matière depuis une source de matière aux moyens (2) de libération de matière, ledit passage d'amenée de matière étant connecté à un potentiel de masse et étant connecté électriquement au corps principal (4) du dispositif, une électrode externe principale (13) située radialement à l'extérieur du corps principal (4) du dispositif, une électrode auxiliaire externe (17) située radialement à l'extérieur dudit corps principal (4) du dispositif d'une manière plus proche que l'électrode principale externe (13), une ligne d'alimentation à haute tension (15) pour appliquer une haute tension à l'électrode principale externe (13), et une première ligne formant conducteur (18), qui connecte la ligne d'alimentation à haute tension (15) à l'électrode auxiliaire externe (17) par l'intermédiaire d'une première résistance (19), et une seconde ligne formant conducteur (18) qui connecte l'électrode auxiliaire externe (17) au corps principal (4) du dispositif au moyen d'une seconde résistance (20).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il fonctionne en tant qu'atomiseur électrostatique.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matière à pulvériser se présente sous la forme d'un liquide ou d'une poudre.

5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode auxiliaire externe (17) est située derrière les moyens (2) de libération de matière.

6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode principale externe (13) est située derrière les moyens (2) de libération de matière.

7. Dispositif de pulvérisation électrostatique, caractérisé en ce qu'il comprend: un corps principal (4) du dispositif incluant des moyens (2) de libération de matière pour éjecter une matière devant être pulvérisée, un passage (10) d'amenée de matière pour amener la matière depuis une source de matière aux moyens (2) de libération de matière, ledit passage d'amenée de matière étant connecté à un potentiel de masse et étant connecté électriquement au corps principal (4) du dispositif, une électrode principale externe (13) située radialement à l'extérieur du corps principal (4) du dispositif, une première électrode auxiliaire externe (17a) située radialement à l'extérieur du corps principal (4) du dispositif plus proche que l'électrode principale externe (13), une seconde électrode auxiliaire externe (17b) située radialement à l'extérieur du corps principal (4) du dispositif, plus proche que la première électrode auxiliaire externe, une ligne d'alimentation à haute tension (15) pour appliquer une haute tension à l'électrode principale externe (13), une première ligne formant conducteur (18), qui connecte la ligne d'alimentation à haute tension (15) à la première électrode auxiliaire externe (17a) par l'intermédiaire d'une première résistance (19), une seconde ligne formant conducteur (18), qui connecte la première électrode auxiliaire externe (17a) à la seconde électrode auxiliaire externe (17b) par l'intermédiaire d'une seconde résistance (20a), et une troisième ligne formant conducteur (18), qui connecte la seconde électrode auxiliaire externe (17b) au corps principal (4) du dispositif par l'intermédiaire d'une troisième résistance (20b).

8. Dispositif de pulvérisation électrostatique, caractérisé en ce qu'il comporte un corps principal (4) du dispositif incluant des moyens (2) de libération de matière pour éjecter une matière devant être pulvérisée, un passage (10) d'amenée de matière pour amener la matière depuis une source de matière aux moyens (2) de libération de matière, ledit passage (10) d'amenée de matière étant connecté à un potentiel de masse et étant connecté électriquement au corps principal (4) du dispositif, une électrode principale externe (13) située radialement à l'extérieur du corps principal (4) du dispositif, des moyens formant électrodes auxiliaires externes, positionnés radialement à l'extérieur du corps principal du dispositif plus proche que l'électrode principale externe, une ligne additionnelle formant conducteur (18), qui connecte l'électrode principale externe (13) au corps principal (4) du dispositif, et une pluralité de résistances (19, 20a, 20b) connectées en série dans la ligne additionnelle formant conducteur (18), les moyens formant électrodes auxiliaires externes (17a, 17b, ...) incluant au moins une électrode auxiliaire externe (17a), qui est connectée entre deux résistances adjacentes (19, 20a) dans la ligne additionnelle formant conducteur (18).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens formant électrodes auxiliaires externes (17a, 17b, ...) comprennent une pluralité d'électrodes auxiliaires externes séparées du corps principal du dispositif par des distances radiales différentes.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens (2) de libération de matière sont une tête d'atomisation rotative servant à éjecter la matière radialement vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge pour fonctionner à la manière d'un atomiseur électrostatique du type à cloche.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les électrodes auxiliaires externes (17a, 17b, ...) situées à des distances radiales différentes et l'électrode principale externe (13) sont alignées sur une ligne parabolique s'étendant dans la même direction que le sens de rotation de la tête d'atomisation rotative 2.