Dispositif de projection électrostatique de produit en poudre

Description

[0001] L'invention se rapporte à un dispositif de projection électrostatique de produit en poudre et plus particulièrement un produit de revêtement véhiculé par de l'air, l'invention vise plus particulièrement un perfectionnement permettant d'éviter qu'une contre-électrode (dont le rôle est, notamment, de capter les ions libres du mélange air-poudre éjecté vers un objet à recouvrir), ne perde progressivement son efficacité en étant recouverte par le produit de revêtement formant une pellicule isolante.

[0002] Le poudrage électrostatique est couramment utilisé dans l'industrie, notamment pour recouvrir des objets d'une peinture thermofusible appliquée en poudre. Lorsque de tels objets sont entièrement recouverts d'une couche suffisante de poudre, ils sont acheminés vers un four où le revêtement pulvérulent se transforme en une couche de peinture homogène et résistante, par fusion des grains de poudre entre eux suivie en général d'une polymérisation.

[0003] Pour charger électriquement les particules de poudre du mélange air-poudre, on peut créer un champ électrique de charge entre une électrode de charge placée dans le mélange air-poudre et une contre-électrode séparée de l'électrode de charge par une distance de quelques centimètres. Il est nécessaire, aussi, de créer un champ de dépôt entre le dispositif de projection et l'objet à recouvrir. Ceci est généralement obtenu en portant l'électrode de charge à une haute tension électrique et en reliant l'objet à la terre. La contre-électrode peut elle-même reliée à la terre ou portée à un potentiel intermédiaire, pour créer le champ voulu, compte tenu des dimensions du projecteur et notamment de la distance entre les deux électrodes.

[0004] De ce point de vue, on cherche à mettre au point des dispositifs mettant en oeuvre des tensions qui ne soient pas exagérément élevées. Il est souhaitable en particulier de créer un champ de charge sur une distance de 30 à 40 mm avec une différence de potentiel de l'ordre de 30 kV entre les électrodes.

[0005] On a constaté que, si des ions libres se propageaient en même temps que le mélange air-poudre vers l'objet à recouvrir, en étant entraînés par le champ de dépôt, des différences de concentration de dépôt de poudre pouvaient se produire entre les reliefs et les enfractuosités de l'objet. Ces différences de concentration de poudre sont bien évidemment à l'origine de différences d'épaisseur dans la couche de peinture, après passage au four. Il est donc souhaitable que, sensiblement tous les ions libres qui n'ont pas pu charger la poudre soient récupérés par un piège à ions, en l'occurrence la contre-électrode. Plusieurs configurations de contre-électrode ont été proposées pour assurer au mieux la "récupération" des ions libres. Beaucoup de solutions proposées placent la contre-électrode à l'intérieur du conduit de circulation du mélange air-poudre ou en communication directe avec l'intérieur de ce conduit. Ces solutions sont généralement peu satisfaisantes en raison du fait que la poudre vient plus ou moins rapidement recouvrir la contre-électrode aboutissant à la formation d'un revêtement isolant l'empêchant de jouer son rôle de piège à ions. On suppose que l'un des phénomènes en cause est une fusion locale des grains de poudre résultant de leur énergie d'impact sur la contre-électrode. Pour éviter une telle agglomération de poudre sur la contre-électrode, on a proposé de la nettoyer en permanence par une circulation d'air propre et même de prévoir une contre-électrode poreuse traversée en permanence par de l'air. Une solution de ce type est par exemple décrite dans le brevet français N° 2 283 729. On a aussi proposé de placer l'électrode à l'extérieur du conduit de circulation du mélange air-poudre mais on n'a pas pu, jusqu'à présent, empêcher que des particules de poudre entraînées par des tourbillons ne viennent recouvrir la contre-électrode. Dans cet ordre d'idée, le brevet américain N° 4 228 961 propose une structure à contre-électrode cylindrique axiale, nettoyée par un jet d'air entretenu dans un très faible espace annulaire autour de la contre-électrode. Le nettoyage permanent de la contre-électrode par ce jet d'air n'a pas donné de bons résultats et on peut attribuer cet échec au fait que le jet d'air peut favoriser lui-même la formation de tourbillons au voisinage de la contre-électrode. De plus, il semble que la forme de cette contre-électrode et la faible section du passage que doivent emprunter les ions libres pour venir rencontrer la contre-électrode, réduisent considérablement l'efficacité de cette dernière en tant que piège à ions. En outre, un passage d'aussi faible section peut s'obturer en utilisation.

[0006] L'invention propose un nouvel agencement de dispositif de projection électrostatique de poudre, comportant une contre-électrode située à l'extérieur du conduit de circulation, de forme et dimensions propres à lui permettre de jouer efficacement son rôle de piège à ions, ladite contre-électrode étant associée à des moyens de soufflage assurant, entre autre, son nettoyage permanent. L'invention vise notamment un agencement permettant d'éviter que des tourbillons de mélange air-poudre ne se forment au voisinage immédiat de la contre-électrode, notamment en raison de l'écoulement même de l'air chargé de nettoyer cette contre-électrode.

[0007] Dans cet esprit, l'invention concerne donc un dispositif de projection électrostatique de produit en poudre, notamment un produit de revêtement, du type comportant un conduit de circulation d'un mélange air-poudre, muni d'un orifice d'éjection à une extrémité, une électrode de charge disposée au voisinage dudit orifice d'éjection et une contre-électrode agencée coaxialement à ladite électrode de charge dans un espace annulaire allongé ouvert, coaxial audit conduit de circulation et en retrait axialement par rapport à l'orifice d'éjection de ce dernier, cet espace annulaire étant relié à des moyens de soufflage d'air et une différence de potentiel étant appliquée entre les deux électrodes pour créer un champ électrique susceptible d'entraîner des ions libres vers ladite contre-électrode, caractérisé en ce que ladite contre-électrode est située au fond dudit espace annulaire par rapport à son ouverture et s'étend sensiblement perpendiculairement à l'axe de ce dernier et en ce que lesdits moyens de soufflage d'air débouchent dans ledit espace annulaire au voisinage de ladite contre-électrode.

[0008] De façon simple, l'espace annulaire précité est défini entre la surface externe dudit conduit de circulation du mélange air-poudre et un manchon extérieur et coaxial à ce conduit.

[0009] Ainsi, la contre-électrode peut, sans inconvénient, présenter une surface annulaire (perpendiculaire à l'axe du dispositif) relativement importante et disposée de telle sorte que les ions libres subsistant dans l'espace où règne le champ de charge, soient en quasi-totalité attirés vers elle. Du fait que l'air se trouve canalisé dans ledit espace annulaire, relativement long, les particules de poudre qui pourraient être attirées vers la contre-électrode du fait de leur charge, sont repoussées par la force du jet d'air. Le rôle de ce dernier n'est donc plus seulement de nettoyer la contre-électrode, mais aussi, d'empêcher que des grains de poudre ne l'atteignent. De plus, des tourbillons susceptibles de transporter de la poudre vers la contre-électrode ne sont plus à craindre puisqu'aucun appel d'air ambiant pollué n'est possible au voisinage de celle-ci.

[0010] L'invention concerne aussi une forme particulière de réalisation d'un tel aménagement qui procure une amélioration surprenante des performances du dispositif.

[0011] Un premier moyen de cette variante consiste en une configuration effilée, en particulier tronconique, du manchon de confinement de l'espace annulaire formé devant la contre-électrode: il en résulte une réduction avantageuse intéressante de la consommation d'air et une meilleure pénétration du revêtement sur les pièces présentant des cavités.

[0012] Selon une autre disposition de cette variante le manchon de confinement précité est percé d'une pluralité d'orifices débouchant à proximité de la contre-électrode: ces orifices créent pour l'air de balayage de la contre-électrode des voies d'échappement selon une pluralité de directions transversales par rapport à la direction de projection. Ces voies d'échappement de l'air de balayage constituent un moyen d'amélioration de l'efficacité de la contre-électrode dans son action de piège à ions en vue du captage sélectif des ions libres dans le mélange air-poudre éjecté vers l'objet à recouvrir.

[0013] Selon une autre disposition de la variante, on donne à la partie terminale du conduit de mélange air-poudre une forme très effilée avec comme avantage d'éviter pratiquement tout risque d'accumulation de poudre à l'orifice d'éjection ce qui est une source d'amélioration de la qualité du revêtement obtenu grâce à la réduction du risque de projection d'agglomérats.

[0014] L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:

_ la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un mode de réalisation possible d'un dispositif de projection électrostatique de poudre conforme à l'invention;

_ la figure 2 est une vue en plan d'un autre dispositif de projection conforme à l'invention; et

_ la figure 3 est une vue en coupe longitudinale selon le plan III-III de la figure 2.

[0015] Le dispositif de projection de poudre 11, tel que représenté à la figure 1, se compose principalement de l'assemblage d'un corps 12 métallique et relié à la terre dans l'exemple décrit renfermant un certain nombre de passages et cavités et d'un conduit de circulation 13 du mélange air-poudre tubulaire et cylindrique, raccordé de façon étanche au corps 12 par l'une de ses extrémités, avec interposition d'un joint annulaire 14. Le conduit 13 isolant, comporte à son autre extrémité, un orifice d'éjection 15 dudit mélange air-poudre. Le corps 12 et le conduit de circulation 13 sont traversés par une tige isolante 16, disposée coaxialement au conduit 13, à structure tubulaire abritant un câble haute-tension 17 dont l'âme 17a est en contact avec un ressort 18 établissant la liaison électrique avec une extrémité d'une résistance 19. L'autre extrémité de cette résistance est en contact avec une électrode de charge 20 comportant une collerette en forme de disque 21 coaxiale à la tige 16 et au conduit 13 et s'étendant sensiblement perpendiculairement à cet axe. Son contour circulaire émerge de la surface latérale de la tige isolante 16. Cette dernière est maintenue dans sa position axiale en étant engagée dans un alésage 22 du corps 12 d'une part, et dans l'alésage central d'une pièce 24 munie d'ailettes radiales 26 en appui contre la paroi interne du conduit 13, d'autre part. L'électrode de charge 20 est située à l'extérieur de l'orifice d'éjection 15, dans le prolongement axial du conduit de circulation 13 du mélange air-poudre. De façon connue en soi, la tige isolante est prolongée dans la direction d'éjection du mélange air-poudre par une partie élargie 27 formant déflecteur. L'électrode de charge 20 est ici interposée entre la tige cylindrique 16 et la partie élargie 27 et constitue, grâce à des portions filetées situées dans le prolongement l'une de l'autre, le moyen d'assemblage de ces deux éléments. Le corps 12 est muni d'un raccord 29 par lequel le mélange air-poudre est introduit dans un passage incliné 30. Ce dernier communique avec l'extrémité du conduit de circulation 13, assemblée audit corps 12.

[0016] Un autre raccord (non visible sur le dessin) communique avec des perçages 31, 32 du corps 12. Il est prévu pour être connecté à une source d'air comprimé. Le perçage 32 débouche dans un logement annulaire 34 défini entre la surface externe du conduit 13 et un élément de conduit 35, globalement cylindrique, rapporté de façon étanche au corps 12, par l'une de ses extrémités, avec interposition d'un joint 36. L'agencement (31, 32, 34, 35) forme des moyens de soufflage pour le nettoyage d'une contre-électrode 38 placée à l'extérieur du conduit de circulation 13 de façon à obturer une extrémité du logement annulaire 34. Dans le dispositif décrit, la contre-électrode est poreuse, par exemple en bronze poreux. Cette particularité est connue en soi. Ainsi, de l'air sous pression injecté dans le logement annulaire 34 s'échappe au travers de ladite contre-électrode 38. Cette dernière forme une paroi annulaire plate prenant appui, intérieurement, contre un épaulement de la surface externe dudit conduit de circulation 13 et, extérieurement, contre une extrémité de l'élément de conduit 35. Le conduit 13 et l'élément de conduit 35 sont en matériau isolant et la contre-électrode est portée à un potentiel choisi, dans le cas présent le potentiel de la terre, par un ressort 39 légèrement comprimé dans le logement annulaire et venant au contact du corps 12.

[0017] Selon une caractéristique importante de l'invention, la contre-électrode, extérieure au conduit 13 et qui s'étend perpendiculairement à l'axe de ce dernier est protégée par un manchon extérieur 40 qui définit avec le conduit de circulation 13 et autour de celui-ci, un espace annulaire allongé 41. Ce dernier se situe donc dans le prolongement de la contre-électrode en direction de l'électrode de charge 20 et, du fait ici que la contre-électrode est poreuse, les moyens de soufflage définis ci-dessus débouchent dans cet espace annulaire 41. La contre-électrode 38, en forme de paroi annulaire plate, s'étend donc entre la surface externe du conduit de circulation et une extrémité du manchon extérieur 40. Pour faciliter le montage, l'élément de conduit 35 et le manchon 40 sont situés coaxialement dans le prolongement l'un de l'autre et la contre-électrode 38 est serrée extérieurement entre les extrémités en regard dudit élément de conduit 35 et dudit manchon 40. Pour ce faire, une bague de montage 45, filetée intérieurement, est vissée sur une portion filetée externe de l'élément de conduit 35 et elle comporte un épaulement interne 46 à une extrémité, lequel prend appui contre un épaulement externe 47 du manchon 40. Avantageusement, la bague 40 et le manchon 45 peuvent être réalisés en une seule pièce.

[0018] On a constaté qu'avec cet agencement, la force communiquée par l'air circulant dans le manchon 40 aux particules chargées (cette force dépend essentiellement de la vitesse de l'écoulement de l'air dans le manchon et de la surface des particules) était supérieure à la force d'origine électrique attirant ces mêmes particules chargées. Ces conditions ne sont réalisées qu'en présence du manchon en raison de la canalisation de l'air s'échappant de la contre-électrode. Par ailleurs, aucun tourbillon (susceptible d'entraîner de la poudre) ne peut se former au voisinage de la contre-électrode, les zones tourbillonnaires étant, au pire, reportées vers l'avant, au voisinage de l'extrémité du manchon 40.

[0019] Une tige métallique 48, en contact électrique avec l'électrode de charge 20 (et pouvant avantageusement être un prolongement de celle-ci) émerge axialement de l'extrémité de ladite partie élargie 27. Cette particularité améliore la configuration du champ de dépôt.

[0020] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. Le manchon 40 n'est pas obligatoirement cylindrique, il peut être conique, en s'élargissant en direction de la contre-électrode 38, ce qui permet d'utiliser une contre-électrode plus grande. Si l'électrode de charge n'est pas portée à une haute-tension très élevée, la contre-électrode 38 peut être reliée à la terre. En revanche, si on veut augmenter la tension appliquée à l'électrode de charge, de façon à augmenter le champ de dépôt, on peut éviter de modifier les dimensions du dispositif, c'est-à-dire notamment la distance entre l'électrode de charge et la contre-électrode, en portant ladite contre-électrode à une tension intermédiaire. A titre d'exemple, on cherche à maintenir une différence de potentiel de 30 kV entre les deux électrodes. Si on désire augmenter le champ de dépôt, on peut porter l'électrode de charge jusqu'à 90 kV, la contre-électrode étant alors portée à 60 kV. D'autres modifications sont possibles. En particulier, l'électrode de charge 20 n'est pas obligatoirement située à la jonction entre la partie cylindrique de la tige 16 et la partie élargie 27. L'électrode de charge peut notamment émerger en n'importe quel point de ladite partie élargie et même être constituée par un simple disque métallique recouvrant l'extrémité du déflecteur, la tige 48 étant alors supprimée. On peut encore envisager de réaliser l'électrode de charge sous forme de plusieurs pointes, par exemple trois, régulièrement réparties angulairement et faisant saillie de préférence à la périphérie du déflecteur. Enfin, la contre-électrode peut être formée dans un autre métal poreux (par exemple de l'acier inoxydable poreux) ou dans un matériau synthétique conducteur. Il n'est pas non plus indispensable qu'elle soit poreuse; on pourrait parfaitement concevoir une variante dans laquelle des passages d'air la contourneraient pour établir une circulation d'air entre le logement 34 et l'espace annulaire 41.

[0021] On reconnaît dans l'exemple de réalisation des figures 2 et 3, la plupart des éléments du dispositif décrit en référence à la figure 1, les éléments semblables étant désignés par les mêmes références augmentées de 100.

[0022] On retrouve donc, pour constituer le dispositif de projection de poudre 111, l'assemblage d'un corps arrière 112 avec un conduit de circulation 113 de mélange air-poudre aboutissant à un orifice d'éjection 115. On retrouve une tige isolante 116 traversant le corps 112 et le conduit 113 avec le câble de haute tension 117 dont l'âme est placée par le ressort 118 en liaison électrique avec une résistance 119, elle-même en contact avec l'électrode de charge 120 comportant la collerette 121, en arrière de la partie terminale évasée 127, formant déflecteur.

[0023] Il convient de noter que le dépassement en sens radial de la collerette 121 par rapport à la surface périphérique de la tige isolante 116 et de son prolongement 127, est limité à la valeur juste suffisante pour la formation d'effluves. Ce dépassement est de l'ordre du dixième de millimètre.

[0024] Le corps arrière 112 équipé d'un pied support 110 est réalisé dans le cas présent en matériau isolant. Il est muni du raccord 129 par lequel le mélange air-poudre est introduit dans le passage incliné et évasé 130 débouchant dans le conduit de circulation 113. Un autre raccord 131 relié à une source d'air comprimé donne accès à un perçage 132 qui débouche dans le logement annulaire 134 défini entre la surface externe du conduit de circulation 113 et l'élément de conduit extérieur 135. On retrouve en 138 la contre-électrode, par exemple en bronze poreux, qui obture l'extrémité antérieure du passage annulaire 134. Cette contre-électrode est maintenue au potentiel à la terre par l'intermédiaire du ressort 139 qui trouve ici un appui sur le corps arrière 112, par l'intermédiaire d'un plot conducteur 150, lui-même connecté à une cosse de mise à la terre 151, par l'intermédiaire d'un ressort 152 s'étendant dans une canalisation 153 ménagée à cet effet dans le corps 112.

[0025] La contre-électrode 138 est maintenue en butée contre des portées ménagées à cet effet sur le conduit de circulation 113, d'une part, et en bout du conduit extérieur 134, d'autre part, au moyen d'un manchon ou jupe 140 venu d'une seule pièce avec un écrou de jupe 145. Selon une caractéristique importante de ce mode de réalisation, le manchon-jupe 140 présente une forme tronconique effilée réalisant une réduction notable de la section de l'espace annulaire 141. La paroi tronconique du manchon-jupe 140 est percée d'une rangée circulaire de trous 142 uniformément répartis sur la périphérie, en regard de la contre-électrode 138.

[0026] Le conduit de circulation 113 présente, de son côté, une partie terminale 113A très effilée avec une paroi externe de forme tronconique, la génératrice de ce tronc de cône formant avec la direction axiale un angle aigu de faible valeur, par exemple d'environ 5°.

[0027] Le manchon-jupe tronconique 140 comporte, de son côté, une partie terminale effilée délimitée du côté radialement intérieur par une paroi tronconique 143 sensiblement parallèle à la surface terminale tronconique 113A, de manière à établir avec celle-ci un passage annulaire de section réduite constituant une sorte de tuyère d'échappement T pour l'espace annulaire 141.

[0028] L'espace annulaire 141 confiné par le manchon-jupe 140 devant la contre-électrode 138 autour du conduit 113 de circulation du mélange offre donc à l'air de soufflage ayant franchi la contre-électrode la possibilité de s'échapper par deux voies différentes:

• la voie axiale pour laquelle la section de passage est fortement réduite et la vitesse d'écoulement accélérée dans la tuyère d'échappement T;
• la voie radiale constituée par la série de trous 142 dont la présence a pour effet de réduire la pression susceptible de s'établir devant la contre-électrode en offrant une multiplicité de voies d'échappement à des vitesses d'écoulement qui seront naturellement fonction du diamètre de perçage des trous.

[0029] L'expérience montre que cet agencement permet une amélioration considérable des performances du dispositif de projection et ceci pour de multiples raisons dont les effets se combinent entre eux de manière particulièrement opportune et avantageuse.

[0030] On constate, en premier lieu, une amélioration extrêmement sensible de la qualité du revêtement obtenu, en particulier sur des pièces présentant des cavités grâce à une réduction du risque de réentraînement des particules parvenues sur la pièce par l'air de soufflage provenant de la contre-électrode.

[0031] En effet, toutes choses égales par ailleurs, une partie notable de cet air de soufflage s'échappe latéralement par la voie radiale offerte par les trous 142, ce qui diminue d'autant la quantité d'air s'échappant en direction de la pièce par la tuyère axiale T.

[0032] On bénéficie en second lieu globalement d'une réduction de la consommation d'air.

[0033] En troisième lieu, on constate une amélioration surprenante de l'efficacité de la contre-électrode en tant que piège à l'égard des ions libres, avec une réduction de la probabilité du captage indésirable des particules chargées.

[0034] Ce captage efficace et régulier des ions libres se traduit notamment par l'établissement d'un courant important et stable, par exemple de 30 microampères entre électrode et contre-électrode, ce qui semble être principalement attribuable aux faisceaux de lignes de force et d'écoulement susceptibles de traverser les trous 142.

[0035] La protection contre le captage indésirable des particules chargée est attribuable aux vitesses d'écoulement accélérées à travers la tuyère T dans le sens axial où les forces d'entraînement électrostatiques sont les plus élevées. La protection est également assurée à l'égard des risques de remontée des particules à travers les trous et les vitesses d'échappement de l'air sont plus faibles mais les forces électrostatiques d'entraînement le sont aussi.

[0036] Le diamètre de perçage des trous 142 sera en général compris entre 1 et 4 mm. On a obtenu d'excellents résultats avec un prototype muni de douze trous de 3 mm de diamètre, offrant donc une surface totale de passage d'environ 85 mm2, alors que la section de passage offerte par la tuyère T avec un diamètre moyen de 22 mm et une épaisseur de 2,5 mm était sensiblement équivalente.

[0037] La forme très effilée de la partie terminale 113 du conduit de circulation du mélange air-poudre évite très efficacement les risques d'accumulation de poudre et la projection d'agglomérats. Interviennent à cet égard de manière également avantageuse la forme également effilée de la partie terminale 143 du manchon-jupe 140 et la continuité de ce dernier avec l'écrou de jupe 145.

Revendications

1. Dispositif de projection électrostatique de produit en poudre, notamment un produit de revêtement, du type comportant un conduit de circulation (13, 113) d'un mélange air-poudre, muni d'un orifice d'éjection (15, 115) à une extrémité, une électrode de charge (20, 120) disposée au voisinage dudit orifice d'éjection et une contre-électrode (38, 138) agencée coaxialement à ladite électrode de charge dans un espace annulaire allongé ouvert, coaxial audit conduit de circulation et en retrait axialement par rapport à l'orifice d'éjection de ce dernier, cet espace annulaire étant relié à des moyens de soufflage d'air (34, 134) et une différence de potentiel étant appliquée entre les deux électrodes pour créer un champ électrique susceptible d'entraîner des ions libres vers ladite contre-électrode, caractérisé en ce que ladite contre-électrode (38, 138) est située au fond dudit espace annulaire (41, 141) par rapport à son ouverture et s'étend sensiblement perpendiculairement à l'axe de ce dernier et en ce que lesdits moyens de soufflage d'air débouchent dans ledit espace annulaire au voisinage de ladite contre-électrode.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite électrode de charge (20) est située à l'extérieur dudit orifice d'éjection (15), dans le prolongement axial dudit conduit de circulation (13).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit espace annulaire (41) est défini entre la surface externe dudit conduit de circulation (13) et un manchon (40) extérieur à ce conduit.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite contre-électrode (38) forme une paroi annulaire plate s'étendant au moins entre la surface externe dudit conduit de circulation et ledit manchon extérieur.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite contre-électrode (38) est une paroi poreuse et que lesdits moyens de soufflage comportent un élément de conduit (35) fermé à une extrémité par cette paroi poreuse, cet élément de conduit étant adapté pour être connecté à des moyens d'alimentation en air.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élément de conduit (35) entoure ledit conduit de circulation (13).

7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit élément de conduit (35) et ledit manchon extérieur (40) sont situés coaxialement dans le prolongement l'un de l'autre et en ce que ladite contre-électrode (38) est serrée extérieurement entre les extrémités en regard dudit élément de conduit et dudit manchon extérieur.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une bague de montage (45) filetée intérieurement est vissée sur une portion filetée externe dudit élément de conduit (35) et comporte un épaulement interne (46) à une extrémité, lequel prend appui contre un épaulement externe (47) correspondant dudit manchon extérieur (40).

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite électrode de charge est munie d'une partie (21) à contour circulaire, coaxiale audit conduit de circulation.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite électrode de charge comporte un disque métallique (21) dont le bord circulaire émerge de la surface latérale d'une tige (16) isolante disposée coaxialement audit conduit de circulation.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que, de façon connue en soi, ladite tige isolante (16) se termine par une partie élargie (27) formant déflecteur.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une tige métallique (48) en contact électrique avec ladite électrode de charge (20) émerge axialement de l'extrémité de ladite partie élargie (27).

13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite électrode de charge comporte un disque métallique monté à une extrémité élargie formant déflecteur, d'une tige isolante disposée coaxialement audit conduit de circulation.

14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite électrode de charge comporte plusieurs pointes régulièrement réparties angulairement.

15. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un confinement de cet espace annulaire (141) au moyen d'un manchon-jupe (140) de forme effilée déterminant un passage d'écoulement notablement rétréci autour du conduit de circulation, tandis qu'une rangée circulaire de trous (142) est ménagée dans ledit manchon-jupe à proximité de ladite contre-électrode.

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par l'aménagement, en bout du tube de circulation (113) d'une partie terminale (113A) très effilée avec une paroi radialement extérieure tronconique à génératrice formant avec la direction axiale un angle aigu.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'angle aigu est d'environ 5°.

18. Dispositif selon la revendication 16 ou 17, caractérisé par l'aménagement, en bout du manchon-jupe, d'une partie terminale effilée délimitée du côté radialement intérieur par une surface tronconique (143) sensiblement parallèle à la surface extérieure de la partie terminale (113A) du tube de circulation, ces deux surfaces coaxiales réalisant ainsi une sorte de tuyère d'échappement T.

19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la rangée de trous (142), d'une part, et la tuyère (T), d'autre part, offrent des surfaces d'écoulement de valeurs globalement voisines.

20. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les trous (142) ont un diamètre de 1 à 4 mm.

21. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les trous (142) ont un diamètre de 3 mm.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum elektrostatischen Zerstäuben von pulverförmigen Produkten, insbesondere eines Überzugsproduktes, mit einer Zuführleitung (13, 113) für ein Luft/ Pulver-Gemisch, die an ihrem einen Ende eine Ausstoßöffnung (15, 115) hat, und mit einer in der Nähe der Ausstoßöffnung angeordneten Aufladungselektrode (20, 120), sowie einer Gegenelektrode (38, 138), die koaxial zu der Aufladelektrode in einem länglichen, offenen Ringraum vorgesehen ist, der zu der Leitung koaxial und in Bezug auf deren Ausstoßöffnung axial zurückgesetzt angeordnet ist, wobei der Ringraum mit Blasluftmitteln (34, 134) verbunden ist und zwischen die zwei Elektroden eine Potentialdifferenz angelegt wird, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, das freie Ionen in Richtung der Gegenelektrode treibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (38, 138) sich am Boden des Ringraumes (41, 141) gegenüber dessen Öffnung befindet und sich im wesentlichen rechtwinklig zur Achse letzterer erstreckt, und daß die Blasluftmittel in den Ringraum in der Nähe der Gegenelektrode münden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeelektrode (20) sich außerhalb der Ausstoßöffnung (15) in der axialen Verlängerung der Zuführleitung (13) befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (41) zwischen der äußeren Oberfläche der Zuführleitung (13) und einer Hülse (40) außerhalb dieser Leitung definiert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (38) eine plane Ringwand bildet, die sich mindestens zwischen der äußeren Oberfläche der Zuführleitung und der genannten, außerhalb dieser befindlichen Hülse erstreckt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (38) eine poröse Wand ist, und daß die Blasluftmittel ein an einem Ende durch die poröse Wand abgeschlossenes Leitungselement (35) umfassen, das zur Verbindung mit Luftzuführmitteln ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungselement (35) die Zuführleitung (13) umgibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungselement (35) und die außerhalb dessen befindliche Hülse (40) in koaxialer Verlängerung hintereinander sitzen, und daß die Gegenelektrode außenseitig zwischen die sich gegenüberstehenden Enden des Leitungselementes und der außerhalb dessen befindlichen Hülse eingespannt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Montagering (45) mit Innengewinde auf einen mit einem Außengewinde versehenen Abschnitt des Leitungselementes (35) aufgeschraubt ist und am einen Ende eine Innenschulter (46) hat, die gegen eine entsprechende Außenschulter (47) der außerhalb befindlichen Hülse (40) anliegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeelektrode mit einem Teil (21) mit kreisförmigem Umfang versehen ist, das koaxial zu der Zuführleitung ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeelektrode eine Metallscheibe (21) umfaßt, deren kreisförmiger Rand über die seitliche Oberfläche eines Isolierbolzens (16) vorsteht, der koaxial zu der Zuführleitung angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierbolzen (16) in an sich bekannter Weise in einem verbreiterten Teil (27) endet, das einen Deflektor bildet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallbolzen (8), der sich in elektrischer Verbindung mit der Aufladeelektrode (20) befindet, axial über das Ende des verbreiterten Teils (27) übersteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeelektrode eine Metallscheibe umfaßt, die an einem verbreiterten, einen Deflektor bildenden Ende eines Isolierbolzens angeordnet ist, der koaxial zu der Zuführleitung angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeelektrode mehrere winkelmäßig gleichmäßig verteilte Spitzen umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Begrenzung des Ringraumes (141) mittels einer hülsenförmigen, sich verjüngenden Kappe (140), die einen Strömungsdurchlaß begrenzt, der um die Zuführleitung herum deutlich verengt ist, während eine kreisförmige Reihe von Löchern (142) in der hülsenförmigen Kappe in der Nähe der Gegenelektrode vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die Ausbildung eines stark verjüngten Endteiles (113A) am Ende der Zuführleitung, mit einer radial außenliegenden, kegelstumpfförmigen Wand, deren Erzeugende mit der Achsrichtung einen spitzen Winkel einschließt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel etwa 5° beträgt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch die Ausbildung eines verjüngten Endstückes am Ende der hülsenförmigen Kappe, welches Endstück auf der radial inneren Seite durch eine Kegelstumpffläche (143) begrenzt wird, die im wesentlichen parallel zu der Außenfläche des Endteils (113A) der Zuführleitung ist, so daß diese zwei koaxialen Flächen eine Art Auslaßleitung T bilden.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe von Löchern (142) einerseits und die Auslaßleitung (T) andererseits Strömungsflächen von im großen und ganzen gleichem Wert bilden.

20. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (142) einen Durchmesser von 1 bis 4 mm haben.

21. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (142) einen Durchmesser von 3 mm haben.

Claims

1. An electrostatic spraying device for spraying product in powder form, in particular a coating product, of the type comprising a conduit (13, 113) for the flow of an air-powder mixture, provided with an ejection orifice (15, 115) at one end, a charging electrode (20, 120) disposed in the vicinity of said ejection orifice and a counter-electrode (38, 138) arranged coaxially with said charging electrode in an open elongated annular space, in coaxial relationship with said flow conduit and set back axially with respect to the ejection orifice of the latter, said annular space being connected to air blowing means (34, 134) and a potential difference being applied between the two electrodes to generate an electrical field capable of entraining free ions towards said counter-electrode, characterised in that said counter-electrode (38, 138) is disposed at the bottom of said annular space (41, 141) with respect to its opening and extends substantially perpendicularly to the axis of the annular space, and that said air blowing means open into said annular space in the vicinity of said counter-electrode.

2. A device according to claim 1 characterised in that said charging electrode (20) is disposed on the outside of said ejection orifice (15) in axial alignment with said flow conduit (13).

3. A device according to claim 1 or claim 2 characterised in that said annular space (41) is defined between the external surface of said flow conduit (13) and a sleeve (40) which is external to said conduit.

4. A device according to claim 3 characterised in that said counter-electrode (38) forms a flat annular wall extending at least between the external surface of said flow conduit and said external sleeve.

5. A device according to one of claims 1 to 4 characterized in that said counter-electrode (38) is a porous wall and that said blowing means comprise a conduit element (35) which is closed at one end by said porous wall, said conduit element being adapted to be connected to air supply means.

6. A device according to claim 5 characterised in that said conduit element (35) surrounds said flow conduit (13).

7. A device according to claim 5 or claim 6 characterised in that said conduit element (35) and said external sleeve (40) are disposed coaxially in alignment with each other and that said counter-electrode (38) is clamped externally between the facing ends of said conduit element and said external sleeve.

8. A device according to claim 7 characterised in that an internally screwthreaded mounting ring (45) is screwed on an external screwthreaded portion of said conduit element (35) and comprises an internal shoulder (46) at one end, said shoulder bearing against a corresponding external shoulder (4 7) of said external sleeve (40).

9. A device according to one of claims 1 to 8 characterised in that said charging electrode is provided with a portion (21) having a circular contour which is coaxial with said flow conduit.

10. A device according to claim 9 characterised in that said charging electrode comprises a metal disc (21), the circular edge of which emerges from the lateral surface of an insulating rod (16) disposed coaxially with said flow conduit.

11. A device according to claim 10 characterised in that in per se known manner said insulating rod (16) terminates in an enlarged portion (27) forming a deflector.

12. A device according to claim 11 characterised in that a metal rod (48) in electrical contact with said charging electrode (20) emerges axially from the end of said enlarged portion (27).

13. A device according to claim 10 characterised in that said charging electrode comprises a metal disc mounted at an enlarged end forming a deflector of an insulating rod disposed coaxially with said flow conduit.

14. A device according to one of claims 1 to 8 characterised in that said charging electrode comprises a plurality of regularly angularly distributed points.

15. A device according to claim 1 characterised by confinement of said annular space (141) by means of a sleeve skirt (140) of tapered shape defining a considerably reduced flow passage around the flow conduit while a circular array of holes (142) is provided in said sleeve skirt in the proximity of said counter-electrode.

16. A device according to claim 15 characterised by the provision at the end of the flow pipe (113) of a terminal portion (113A) which is highly tapered with a frustoconical radially external wall having a generatrix forming an acute angle to the axial direction.

17. A device according to claim 16 characterised in that the acute angle is about 5°.

18. A device according to claim 16 or claim 17 characterised by the provision at the end of the sleeve skirt of a tapered terminal portion delimited at the radially inward side by a frustoconical surface (143) substantially parallel to the external surface of the terminal portion (113A) of the flow pipe, said two coaxial surfaces thus providing a kind of exhaust nozzle T.

19. A device according to claim 18 characterised in that the array of holes (142) on the one band and the nozzle (T) on the other hand present flow areas of overall similar values.

20. A device according to claim 15 characterised in that the holes (14 2) are from 1 to 4 mm in diameter.

21. A device according to claim 15 characterised in that the holes (142) are 3 mm in diameter.

Dessins