Brevet FR2375913A1 — publié le 19780728

La prsse ;e invention concerne un dispositif portatif de mélange et d'application d'un produit réalisé à partir de plusieurs composants liquides. Dans de nombreuses applications industrielles il est nécessaire de former, sur le lieu d'utilisation meme,un mélange de plusieurs composants liquides et d'appliquer immédiatement ce mélange sur une surface, dans un volume etc. Tel est par exemple le cas d'une colle formée à partir de deux, trois ou même quatre composants, ou bien encore d'une mousse de matière plastique formée par adjonction d'un agent gonflant. On connatt déjà des dispositifs applicateurs portatifs qui sont reliés à une ou plusieurs pompes individuelles débitant les divers composants, qui assurent le mélangeage de ceux-ci et qui débitent à leur sortie le mélange ainsi formé. Toutefois ces dispositifs présentent plusieurs inconvénients. Ils utilisent généralement un moteur à air comprimé tournant à une vitesse relativement basse, de l'ordre de I000 tours/minute,et nécessitent l'utilisation simultanée d'un compresseur puissant. De ce fait les dispositifs sont à la fois lourds et encombrants et se prêtent mal à une manipulation aisée.Par ailleurs l'arbre du moteur dont est solidaire le rotor de mélangeage traverse un ou plusieurs joints d'étanchéité qui doivent autre nécéssairement prévus pour empocher que les produits liquides ne pénètrent dans le moteur. I1 en résulte une réalisation complexe et onéreuse. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant un dispositif portatif de conception nouvelle, particulièrement simple et léger et entièrement électrique, sans utilisation d'air comprimé. A cet effet ce dispositif portatif de mélange et d'application d'un produit réalisé à partir de plusieurs composants liquides, comportant un moteur entraînant en rotation un rotor mélangeur logé dans une chambre d'une tête de mélangeage à laquelle aboutissent plusieurs conduits d'entrée reliés à des canalisations d'alimentation des divers composants du mélange etd'où part un conduit de sortie du mélange formé, est caractérisé en ce que l'arbre du moteur traverse, sans adjonction d'aucun joint d'étanchéité, la paroi arrière de la chambre de mélangeage la séparant du moteur et en ce que la partie ,du rotor qui est adjacente à cette paroi arrière est conformée de manière à constituer une roue centrifuge refoulant constamment le liquide à la périphérie et créant ainsi à cet endroit une zone de plusforte pression s'opposant à tout passage du liquide vers l'arbre du rotor. Suivant une autre caractéristique de l'invention le moteur entravant le rotor mélangeur est du type élécvriq,ue tournant à vitesse élevée de l'ordre de 5000 à 8000 tours/ minute. Suivant une autre caractéristique de l'invention le rotor mélangeur présente à sa périphérie un ou plusieurs filets hélicoldaux dont le sens d'enroulement sur le-rotor,en partant du d≈moteur d' entralnement, est oppposé au sens de rotation du moteur de manière que les filets du rotor poussent constamment le mélange liquide vers la paroi avant de la chambre de mélangeage dans laquelle débouche le conduit de sortie du mélange formé, et que le liquide exerce sur le rotor une réaction axiale opposée maintenant ce dernier len assurant l'étanchéité plaqué contre la paroi arrière de la chambre de mélangeagel. Le dispositif applicateur suivant l'invention offre l'avantage, par rapport aux dispositifs connus, qu'il est très léger du fait qu'il utilise un petit moteur électrique et que ses dimensions sont très réduites. En outre il est d'une conception remarquablement simple puisquil n'emploie aucun joint d'étanchéSté: de ce fait son prix de revient est très bas. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel: la figure I est une vue en coupe axiale et verticale d'un dispositif applicateur portatif suivant l'invention. La figure 2 est une vue en élévation d'une forme d'exécution particulière du rotor du dispositif. La figure 3 est une vue en coupe axiale du rotor faite suivant la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en bout du rotor Le dispositif applicateur suivant l'invention représenté sur la figure I se présente sous la forme d'un pistolet comportant une poignée I sur laquelle est monté un contact de manoeuvre 2. Dans la partie supérieure de la poignée I est monté un moteur électrique 3 qui peut être alimenté par une source de courant électrique incorporée ou bien encore par une source de courant à distance par l'intermédiaire d'un cible électrique 4. Sur la poignée I est fixée une tette de mélange 5 à laquelle est raccordé un bec distributeur 6 La tête de mélange 5 comporte un alésage axial 7 dans lequel fait saillie l'arbre 8 du moteur électrique -3. bans cet alésage axial est logé un rotor 9 qui est monté solidaire de l'arbre 8 du moteur 3. La tete de mélanose 5 est perçée de plusieurs conduits transversaux II qui débouchent dans la surface latérale de la tete 5 par des orifices 12 qui peuvent recevoir soit 1éQuipés de claPets anti-retour 13 des raccords 3 soit des bouchons obturateurs. La tete 5 peut etre aussi reliée par l'intermédiaire de canalisations non représentées partant des raccords I3 à des réservoirs des divers composants respectifs devant titre mélangés. L'alimentation de ces composants peut etre assurée par des pompes individuelles qui refoulent chaque composant dans la -canalisation aboutissant à un raccord I3. On peut aussi envisager d'utiliser une pompe unique avec plusieurs conduits parallèles indépendants ou encore de mettre des réservoirs Les divers composants du mélangeque l'on désire obtenir sont ainsi introduits latéralement dans l'alésage 7 constituant une chambre de mélangeage .Dans le fond ou paroi de avant 10 del'alésage7 qui est opposé à la paroiarrière Ia à travers laquelle fait saillie l'arbre du moteur 3, est ménagé un orifice 14 par lequel sort le mélange forme et dans lequel est vissée la partie filetée du bec La pression des différents composants s'oppose à la pression centrifuge créee Dar le 'rotor et en sortant par le centre le mélange est tout à fait homogène. Selon l'invention le rotor 9 présente, dl cté où 1'arbre 8 du moteur 3 fait saillie dans l'alésage 7, une roue centritugeI5 constituée par éxemple par une gorge ayant de préférence une section droite en V. Dans ce cas cette gorge est délimitée par deux troncs de cônes accolés par leurs petites bases. Les grandes bases des deux troncs de cônes peuvent avoir des diamètres égaux ou bien encore le tronc de cône qui est tourné vers la paroi ar rière Ia à travers laquelle fait saillie l'arbre 8, a une grande base de diamètre plus petit que l'autre tronc de cône opposé. Le diamètre de ce dernier est légèrement inférieur à celui de l'alésage 7. Dans sa partie droite le rotor 9 est percé d'un alésage axial I6 présentant un méplat I7. Dans cet alésage s'engage l'arbre 8 du moteur qui présente un méplat correspondant pour entraîner le rotor en rotation. La disposition qui vient d'entre décrite est particulièrement avantageuse car elle permet d'évier l'emploi de tout joint à l'endroit de la sortie de l'arbre 8 du moteur 3. En effet, lors de la rotation à grande vitesse (de l'ordre de 5p00 à 8000 tours/minute) du moteur 8, la gorge I5 repousse vers la périphérie, par suite de l'effet de la force centrifuge, le liquide se trouvant dans cette zone et par suite de la surpression qui règne ainsi autour de la gorge I5, le liquide contenu dans l'alésage 7 constituant la chambre de mélangeage est empoché d'atteindre l'arbre 8 du moteur 3.La gorge I5 contribue donc à créer en quelque sorte un barrage dynamique à l'encontre de tout passage du liquide vers l'arbre 8. cette absence de joint et par conséquent de frottement permet d'utiliser un moteur 3 de faible puissance donc très léger, ce qui contribue à réduire considérablement le poids de l'ensemble. Après la gorge extreme I5, en allant de ladroite vers la gauche, c'est-à-dire de l'arbre 8 vers 11 orifice I4 de sortie du mélange, le rotor 9 présente une zone dans laquelle il porte sur sa surface latérale un ou plusieurs filets hélicoîdaux I8. Ce ou ces filets I8 s'étendent sur toute la périphérie du rotor, jusqu'à l'extrémité gauche de ce dernier, dans l'exemple illustré sur le dessin. Le sens d'enroulement du ou des filets hélicoîdaux I8, en partant de l'arbre 8, correspond au sens inverse de rotation du moteur 3 indiqué schématiquement par la flèche f sur le dessin. Ceci est indispensable pour que le ou les filets I8 refoulent le liquide se trouvant dans l'alésage 7 vers la paroi avant IO. Le diamètre externe du ou des filets I8 est légèrement inférieur au diamètre de l'alésage 7 de manière qu'un jeu très faible soit réservé entre le rotor 9 et la paroi de cet alésage. I1 en résulte par conséquent un laminage permanent des produits entre les filets I8 et la paroi de l'alésage, ce qui contribue à améliorer le mélange. I1 existe également un léger jeu entre la face frontale antérieure, c'est-à-dire située à gauche sur la figure I, et la paroi avant 10 del'alésage 7,pourcréerlàégalement un laminage du mélange. Les conduits transversaux II par lesquels arrivent les divers composants du mélange débouchent dans la partie extrême gauche de l'alésage 7, Dans cette zone le rotor 9 est avantageusement entaillé par deux encoches diamétrales 19 qui délimitent entre elles quatre doigts 21 comme on peut le voir sur la figure 4. Les encoches diamétrales 19 facilitent la pénétration des composants dans la partie centrale du rotor et leur brassage dans cette zone. En fonctionnement les divers composants du mélange qui doit etre formé dans l'alésage 7, sont fournis à l'entrée des divers conduits II, avec une légère pression. Toutefois cette pression est inférieure à la contre-pression due à la rotation rapide des filets I8 du rotor 9. Ds Ee.ifait les divers composants introduits dans la partie antérieure de l'alésage 7 y sont mélangés et brassés et le mélange ainsi formé sort par l'orifice I4, après avoir été laminé entre la face frontale antérieure du rotor 9 et la parti avant IO de 1' alésage 7. Une réaction en sens inverse s'excerce sur le rotor 9 qui est donc ainsi plaqué fortement par sa face frontale postérieure contre la paroi arrière là ce quicontribueencoreà renforcer l'étanchéité. I1 est bien entendu que la forme d'exécution qui a été décrite a été donnée uniquement à titre illustratif et non limitatif et que l'on peut ~e5ncevoir--diverses variantes de réalisation sans sortir du cadre de 1' invention C'est ainsi que les quatre doigts extrême du rotor 9 pourraient ne pas avoir tous la même longueur comme dans l'exemple décrit. Par ailleurs la partie du rotor 9 qui se trouve en regard des conduits transversaux II pourrait être réalisée différemment: on pourrait notamment remplacer dans cette zone le filetage et le corps du rotor par de simples tétons longitudinaux disposés à la périphérie de la face frontale antérieure du rotor, laquelle s'arrêterait alors au niveau de la limite droite des conduits II. De même la roue centrifuge I5 pourrait être réalisée différemment avec des aubes de turbine ou des palettes par exemple. Dans le cas de l'utilisation des dispositifs sélon l'invention à l'application d'une colle à base de résine, l'un des orifices I2 peut être relié à un réservoir de solvant afin de nettoyer totalement le dispositif après son emploi; sans avoir à démonter la tete de mélange. Dans la forme d'exécution de l'invention qui a été décrite précédemment,l'alésage 7 constituant la chambre de mélangeage a un diamètre constant sur toute sa longueur.Suivant une variante cet alésage pourrait avoir un plus petit diamètre dans sa zone postérieure allant de la paroi arrière Ia jusqu'à la tangente des conduits transversaux II par lesquels arrivent les différents com posants.Cette disposition permet de renforcer encore l'effet de barrage dynamique créé par la roue centrifuge I5. On a vu précédemment que dans les raccords 13 sont logés des clapets anti-retour 13a:ces clapets délimitent avec le rotor 9 des petites chambres de turbulence qui facilitent additionnellement le mélange. Le dispositif portatif de mélange et d'application suivant l'invention est destiné à être utilisé avec un dispositif mobile supportant les réservoirs des divers composants liquides et les pompes d'alimentation de ceux-ci. Suivant une caratéristique complémentaire de l'invention la commande électrique des pompes d'alimentation et celle du moteur 3 entraînas le rotor 9 de la tete de mélange 5 peuvent être effectuées simultanément par action sur le contact 2du dispositif portatif.De ce fait il est possible de commander avec précision les débits des différents composants constituant le mélange.0n utilise dans ce cas des pompes à débit variable et on effectue le dosage des composants par un réglage approprié des débits fournis par les différentes pompes. Le dispositif mobile supportant les réservoirs et les pompes est relié au dispositif applicateur portatif qui a été décrit par des canalisations souples comportant un clapet anti-retour,tel que le clapet I3a,à chaque extrémité pour débiter uniquement la quantité voulue et éviter l'écoulement des composants liquides à l'arrêt. REVENDICATIONS I- Dispositif portatif cte mélange et d'application d'un produit réa de plusieurs composants liquides, comportant un moteur entraînant un rotor mélangeur logé dans une chambre d'une tête de mélangeage à laquelle aboutissent plusieurs conduits d'entrée reliés à des canalisations d'alimentation des divers composants du mélange et dont part un conduit de sortie du mélange formé, caractérisé en ce que l'arbre 8 du moteur 3 traverse, sans adjonction d'aucun joint d'étanchéité, la paroi arrière Ia de la chambre de mélangeage 7 la séparant du moteur 3 et la partie I5 d rotor 9 qui est adjacente à cette paroi arrière Ia est conformée de manière à constituer une roue centrifuge refoulant constamment le liquide à la périphérie et créant ainsi à cet endroit une zone de plutsgression s'opposant à tout passage du liquide vers l'arbre 8 du moteur. 2- Dispositif suivant la revendication I caractérisé en ce que le moteur 3 est du type électrique tournant à vitesse élevée. 3- Dispositif suivant l'une quelconque des reendiations I et 2 caractérisé ence que la partie I5 du rotor 9 constituant une roue centrifuge est une gorge à section droite sensiblement en V 4- Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que la gorge en V I5 constituant une roue centrifuge est délimitée par deux troncs de canes accolés par leurs petites bases de même diamètre, l'un des troncs de cône se raccordant à la surface latérale du rotor 9 par sa grande base ayant le même diamètre que cette surface latérale tandis que l'autre tronc de conte a une grande bases plus petit diamètre que celui de la surface latérale du rotor 9, cette grande base étant plaquée contre la paroi arrière Ia de la chambre de mélangeage séparant cette dernière du rotor 3. 5- Dispositif p une quelconque des revendications I à 4 caractérisé en ce que le rotor mélangeur 9 présente à sa périphérie un ou plusieurs filets hélicoidaux I8 dont le sens d'enroulement sur le rotor, vu à partir du moteur d'entraînement 3, est opposé au sens de rotation du moteur de manière que les filets I8 du rotor poussent constamment le mélange liquide vers la paroi avant de la chambre de mélangeage dans laquelle débouche le conduit de sortie 6 du mélange formé et que le liquide exerce sur le rotor 9 une réaction axiale opposée maintenant ce dernier plaqué contre la paroi arrière Ia de la chambre de mélangeage. 6- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications faible/ I à 5 caractérisé en ce qu'un latéral est ménagé entre la surface latérale du rotor 9 et la surface interne de la chambre de mélangeage 7, et en ce qu'un jeu est également ménagé entre la paroi avant IO de la chambre de mélangeage et la face frontale en regard du rotor 9. 7- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications I à 6 caractérisé en ce que la partie extrême du rotor 9 qui est situe en regard des conduits II d'entrée des composants dans la chambre de mélangeage 7 est découpée par des encoches 19 délimitant entre elles des dents 21 à la périphérie du rotor 8- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications I à 6 caractérisé en ce que la face frontale du rotor est pourvue d'ergots longitudinaux répartis à la périphérie de cette face frontale et s'étendant en direction de la paroi avant de la chambre de mélangeage 7. 9- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications Ià8 caractérisé en ce que la tête de mélange 5 comporte, dans chaque raccord I3 relié à une canalisation, un clapet anti-retour I3a. Dispositif suivant ^ l'une quelconque des revendications I à 9 caractérisé en ce que la chambre de mélangeage 7 présente dans sa partie arrière,allant de la paroi arrière la à la tangente aux conduits II d'entée des composants,un diamètre plus petit que dans sa partie avant II Dispositif suivant l'une quelconque des revendications I à IO caractérisé en ce qu'il est reli-é,par des canalisations souples comportant un clapet anti-retour à chaque extrémité,à un dispositif mobile supportant des réservoirs des divers composants liquides et les pompes d'alimentation de ces composants,et en ce que la commande électrique des pompes d'alimentation et celle de la tête de mélange 5 s'effectuent simultanément par action sur un contact de maiioeuvre du dispositif portatif,