Brevet FR2413133A1 — publié le 19790727

La présente invention concerne les dispositifs pour l'application de revêtements sur des produits et, plus particulièrement, un dispositif pour l'application d'un revêtement par détonation. L'invention peut Btre utilisée avec le maximum d'efficacité pour le grenaillage de produits, pour la fabrication de poudres à grains sphériques, ainsi que pour l'obtention de revêtements à partir de matériaux en poudres. Actuellement, les dispositifs pour l'application par détonation de revetements sur des produits ont trouvé une large application dans différents domaines techniques (constructions mécaniques, construction de turbines, fabrication d'outils, constructions mécaniques pour l'industrie chimique, etc.). Les revêtements obtenus permettent d'augmenter sensiblemént la durée de service des pièces essentielles des machines et des mécanismes.Comparablement aux appareils de dé p8t de revêtements par pulvérisation au plasma et plasma-gaz, les dispositifs pour l'application par détonation de revêtements permettent d'obtenir des revEtements de qualité supérieure (une meilleure adhérence du revêtement au produit, une porosité plus faible du revêtement), le chauffage du produit lui-même étant beaucoup moins élevé. On connatt des dispositifs pour l'application par détonation de revêtements dans lesquels l'arrivée sous pression des gaz combustibles et de purge à partir de sources correspondantes de gaz dans le tube s'effectue à travers des soupapes disposées dansa les canaux pour l'arrivée des gaz et commandées, soit mécaniquement, soit par un dispositif d'entratnement électrique. Ces dispositifs d'application comportent des moyens d'amorçage des explosions dans le tube et d'admission de poudre dans ce tube, à partir duquel la poudre est appliquée sur le produit. Le brevet des EUA nQ2.714.563 décrit un dispositif dans lequel la préparation du mélange explosif dans la chambre de mélange des gaz combustibles et la purge du tube par de l'azote sont effectués à 1'aide de trois soupapes mécaniques installées dans les canaux d'arrivée des gaz et commandées par un distributeur à cames. On peut citer comme inconvénients du système de distribution de gaz d'un tel dispositif la présence de trois soupapes, leur commande compliquée, et l'utilisation de lubrifiants dans les soupapes, ce qui impose des exigences particulières en ce qui concerne la sécurité pour le fonctionnement avec de l'oxygène. Le brevet de la RDÂ ng98.048.05.41 décrit un dispositif pour le dépôt par détonation dans lequel la préparation du mélange explosif dans la chambre de mélange et la purge du tube sont effectués au moyen de trois soupapes électromagnétiques fonctionnant selon un programme donné. Ce dispositif a un circuit électronique de commande compliqué pour élaborer les signaux de commande des trois soupapes et de ltallumage du mélange explosif. Le mélangeur à Jet de gaz est également compliqué en ce qui concerne sa fabrication. Le brevet USA no3.150.828 décrit un dispositif dans lequel l'arrivée des gaz dans le tube par l'intermédiaire de la chambre de mélange des gaz s'effectue par trois soupapes mécaniques commandées par un arbre à cames qui, à son tour, est mis en mouvement par un dispositif d'entratnement électromécanique. Comme cela est connu, il se produit, lors du fonctionnement de soupapes mécaniques, des couples de frottement (métal-métal) nécessitant l'application de lubrifiants. Dans ces conditions, compte-tenu des exigences de sécurité, la construction de la soupape d'oxygène est compliquée. Tors d'un changement de régime de fonctionnement, ce dispositif nécessite une remise au point complexe du mécanisme distributeur à cames (remplacement des cames, modification de la vitesse de rotation de l'arbre à cames), et des exigences particulières concernant la sécurité s'imposent étant donné la présence des couples de frottement et des lubrifiants. Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients susmentionnés en réalisant un dispositif pour l'application par détonation de revêtements sur des produits dans lequel le système de distribution des gaz est simple du point de vue de sa construction. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif d'application par détonation d'un revêtement sur un produit, comprenant un tube à travers lequel la poudre est amenée au produit, un bloc distributeur de gaz faisant communiquer ledit tube, d'une part avec des canaux d'alimentation en gaz combustibles pour la formation d'une onde détonate dans le tube, et d'autre part avec un canal d'alimentation en gaz de purge, lesdits canaux communiquant par l'in termédiaire de soupapes ou clapets avec des sources correspondantes de gaz sous pression et avec une chambre de mélange des gaz combustibles, ledit dispositif comportant encore des moyens pour initier ou amorcer des explosions dans le tube et des moyens pour admettre de la poudre, caractérisé en ce que la chambre de mélange des gaz combustibles est disposée à l'embouchure du tube, en ce que l'orifice ou raccord de sortie du canal d'alimentation en gaz de purge est disposé devant la zone d'entrée des gaz combustibles dans le tube suivant la direction du flux du gaz de purge la source de gaz de purge ayant une pression supérieure à la pression de chaque source de gaz combustible, et en ce que les soupapes des canaux d'alimentation en gaz combustibles sont disposées entre les orifices ou raccords de sortie de ces canaux et la chambre de mélange, ces soupapes laissant passer les gaz combustibles dans le tube lorsqu'elles sont en position ouverte tandis que, dans la position fermée, lors de l'alimentation du tube en gaz de purge, elles ferment les canaux d'alimentation en gaz combustibles. Selon l'une des variantes de l'invention, les raccords de sortie des canaux d'alimentation en gaz combustibles sont disposés en regard et à l'opposé l'un de l'autre et un canal fait communiquer le canal d'alimentation en gaz de purge avec les canaux d'alimentation en gaz combustibles, lesdites soupapes des canaux d'alimentation en gaz combustibles étant également montées dans ledit canal de communication et dtant réalisées chacune sous la forme d'une plaque pourvue d'ouvertures de passage à sa périphérie et dont la partie centrale est destinée à fermer le raccord de sortie du canal d'alimentation en gaz combustible associé. Selon une autre variante de l'invention des raccords de sortie des canaux- sont incorporés dans ledit bloc de distribution de gaz de manière que leurs ouvertures de sortie se trouvent dans la chambre de mélange des gaz combustibles, le raccord intermédiaire du canal d'alimentation en gaz de purge faisant saillie par rapport aux autres raccords tandis que, sur sa partie en saillie est monté librement un disque présentant un secteur adapté pour recouvrir les raccords de sortie des canaux d'alimentation en gaz combustibles, ainsi que des ouvertures de passage disposées à l'extérieur par rapport à ce secteur. Conformément à une autre variante de l'invention, les raccords de sortie desdits canaux d'alimentation en gaz combustibles dont disposés symétriquement, suivant un certain angle, par rapport au rac- cord intermédiaire pour l'admission du gaz de purge, au centre de la chambre de mélange des gaz étant prévu un élément de guidage délimitant avec les parois de la chambre un canal pour le passage des gaz dans le tube, tandis que chaque soupape des canaux d'alimentation en gaz combustibles est réalisée sous forme d'une plaque montée à proximité du raccord de sortie du canal de gaz combustible pour assurer sa fermeture et présentant des ouvertures de passage à sa pé- riphérie. Selon une autre variante de l'invention, des raccords de sortie desdits canaux sont montés dans le bloc de distribution de gaz, le raccord pour l'admission du gaz de purge étant situé entre les autres raccords de sortie et communiquant avec eux par l'intermédiaire d'un canal transversal dans lequel sont montées lesdites soupapes, celles-ci étant réalisées sous forme de billes qui, dans une de leurs positions, lors de l'admission du gaz de purge dans le tube, ferment les canaux d'alimentation en gaz combustibles. Le dispositif objet de l'invention est d'une construction beau- coup plus simple que les dispositifs connus. Cela simplifie considérablement son entretien et augmente la sécurité de son fonctionnement du fait qu'en sont absents les couples de frottement métal-métal et qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser des lubrifiants. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe partielle d'un dispositif suivant l'invention pour l'application par détonation de revêtements sur des produits; - les Fig. 2 à 4 sont des vues partielles en coupe de variantes de réalisation du bloc de distribution de gaz du dispositif suivant l'invention. En se référant à la Fig. 1, ce dispositif comporte un tube 1 à travers lequel de la poudre est appliquée sur un produit (non repré senté). La préparation du mélange explosif est effectuée dans un bloc 2 de distribution des gaz faisant communiquer le tube 1 avec des raccords 3, 4 de sortie de canaux d'alimentation en gaz combustibles - par exemple de l'acétylène et de l'oxygène, ainsi qu'avec un raccord 5 de sortie d'un canal d'alimentation en gaz de purge, par exemple de l'azote. L'alimentation du tube 1 en gaz est effectuée à partir de sources de gaz sous pression appropriées (non repré sensée4. La pression de la source de gaz de purge est bien supérieure à la pression de chaque source de gaz combustible.Pour permettre de modifier les paramètres énergétiques de l'explosion dans le bloc 2, il est prévu un canal 6 d'alimentation en gaz-diluant du mélange explosif. Comme gaz-diluant, on peut utiliser, par exemple, de l'azote ou de l'argon. L'arrivée du gaz de purge dans le raccord 5 s'effectue à travers une soupape électromagnétique 7. Dans le tube 1 est monté un appareil pour l'amorçage de ltexplosion, par exemple des bougies 8 d'allumage. Les soupapes 7 et les bougies 8 sont connectées par des conducteurs 9 à un bloc 10 de commande programmé. Les gaz combustibles sont conduits à partir des sources de gaz appropriées vers le bloc 2 par l'intermédiaire de soupapes 11 montées devant les raccords 3, 4. Chaque soupape 11 est constituée par un disque 12 en forme de plaque monté librement dans une chambre 13. Chaque disque 12 présente des ouvertures 14 disposées à une distance radiale du centre du disque supérieure au rayon des ouvertures de sortie des raccords 3, 4. Les chambre 13 communiquent par l'intermédiaire de canaux 15 avec le tube 1. Le raccord 5 communique avec les chambres 13 par l'intermédiaire d'un canal 16. Tous les canaux d'alimentation en gaz du tube 1 communiquent entre eux dans une chambre 17 de mélange des gaz combustibles située à l'embouchure du tube 1. Le dispositif comporte encore des moyens 18 (non représentés) pour amener de la poudre dans le tube 1. le dispositif fonctionne de la manière suivante Avant le commencement de l'opération de dépôt, le produit (ou les produita) sur lequel doit être appliqué un revêtement est placé devant le tube 1. La quantité d'oxygène et d'acétylène nécessaire pour assurer le régime de fonctionnement voulu est amenée dans les raccords 3, 4. Les gaz combustibles déplacent les disques 12 vers les extrémités du canal 16 et, par l'intermédiaire des ouvertures 14, des canaux 15, et de la chambre 17, arrivent dans le tube I. Le bloc 10 de commande élabore selon un programme établi deux signaux pour l'ouverture de la soupape 7 et pour l'amorçage de ltesplosion par les bougies 8. Après l'amorçage de l'explosion, 11 onde détonante projette la poudre du tube 1 sur le produit. Lors de l'ouverture de la soupape 7, l'azote arrive à travers le raccord 5 dans le canal 16 et, grâce à la surpression dans le raccord 5, déplace les disques 12 qui viennent ainsi recouvrir les raccords 9, 4, de sorte que l'azote arrive des chambres 13 à travers les canaux 15 dans le tube I. La soupape 7 se ferme après l'élimination des produits d'explosion du tube 1. Les disques 12 sont déplacés par les courants d'oxygène et d'acétylène vers les extrémités du canal 16 et les gaz combustibles arrivent dans le tube 1, formant ainsi le mélange pour l'explosion suivante. S'il est nécessaire de modifier les paramètres énergétiques de l'explosion du gaz-diluant est envoyé dans le mélange explosif de gaz à travers le canal 6. Les Fig. 2 à 4 représentent différentes variantes de réalisation du bloc 2 de distribution des gaz. Dans le mode de réalisation de la Fig. 2, les raccords de sortie 3, 4 et 5 pour l'introduction des gaz pénètrent dans la chambre 317 du bloc 2 de distribution des gaz. Le raccord 5 fait saillie par rapport aux autres raccords 3, 4. Un disque 19 présentant des ouvertures 20 est monté librement sur la partie du raccord 5 faisant saillie par rapport aux autres raccords. Lors de l'arrivée du gaz de purge dans le raccord 5, le disque 19 sous l'action de la surpression dans la chambre 17, est déplacez vers les raccords 3,4, en recouvrant leur section transversale. Lorsque la soupape 7 est fermée les gaz combustibles passant à tra ves les raccords 3, 4 déplacent le disque 19 et, en passant à travers les ouvertures 20, arrivent dans la chambre 17 et, de là, dans le tube 1. La Fig. 3 représente un bloc 2 de distribution des gaz dans le quel les raccords 3, 4 sont placés symétriquement, suivant un certain angle, par rapport au raccord intermédiaire 5. Au centre de la chambre 17 est disposé un élément de guidage 21 délimitant avec la paroi de la chambre 17 un canal 22 pour le passage des gaz dans le tube 1. Dans cette variante de réalisation du dispositif, la construc t ion des soupapes ll est analogue à celle des soupapes ll de la Fig. I. le bloc 2 de distribution des gaz représenté à la Fig. 4 comporte des raccords 3, 4, 5 pour l'introduction des gaz qui communiquent entre eux et avec le tube 1 par un canal transversal 23 et un canal 24. Des soupapes ll du type à billes sont montées dans les raccords 3, 4. Lors de l'introduction du gaz de purge dans le raccord 5, les billes 25 ferment les raccords 3, 4 et le gaz de purge passe par 1'intermédiaire du canal 24, dans la chambre 17 de mélange des gaz et, de là, dans le tube 1. Lors de la fermeture de la soupape 7, les gaz combustibles déplacent les billes 25 dans le canal 23 et passent, par l'intermédiaire du canal 24, dans le tube 1. Pour modifier la fréquence d'application du revêtement sur le produit, on règle le bloc 10 de commande à un régime de fonctionnement correspondant. L'utilisation du dispositif proposé pour l'application de revêtements sur des aubes du compresseur et des turbines des moteurs 4' avion permet de multiplier les capacités générales de fonctionnement du compresseur ou du moteur et, par conséquent, de réduire considérablement les frais de réparation ou d'entretien de chaque compresseur ou moteur. L'application selon cette technique de re- vêtements sur les têtes d'enregistrement magnétique augmente également la durée de leur exploitation. L'application selon cette technique de revêtements sur des cylindres de laminage permet de multiplier par dix environ la période de fonctionnement des laminoirs entre les phases d'entretien ou de réparation, ce qui procure une économie importante. Enfin l'utilisation de cette technique pour le revêtement d'outils avec des alliages durs permet de réaliser des économies sur ces alliages durs très coûteux et, également, de simplifier de façon importante la technique de fabrication de ces outils. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de 11 invention. - xsvEKDICATIONS 1 - Dispositif d'application par détonation d'un revêtement sur un produit, comprenant un tube à travers lequel la poudre est amenée au produit, un bloc distributeur de gaz faisant communiquer ledit tube d'une part avec des canaux d'alimentation en gaz combustibles pour la formation d'une onde détonante dans le tube, et d'autre part avec un canal d'alimentation en gaz de purge, lesdits canaux communiquant par l'intermédiaire de soupapes ou clapets avec des sources correspondantes de gaz sous pression et avec une chambre de mélange des gaz combustibles, ledit dispositif comportant encore des moyens pour initier ou amorcer des explosions dans le tube et des moyens pour admettre de la poudre, caractérisé en ce que la chambre de mélange des gaz combustibles est disposée à L'embouchure du tube, en ce que l'orifice ou raccord de sortie du canal dtalimenta- tion en gaz de purge est disposé devant la zone d'entrée des gaz combustibles dans le tube suivant la direction du flux du gaz de purge la source de gaz de purge ayant une pression supérieure à la pression de chaque source de gaz combustible, et en ce que les soupapes des canaux d'alimentation en gaz combustibles sont disposées entre les orifices ou raccords de sortie de ces canaux et la chambre de mélange, ces soupapes laissant passer les gaz combustibles dans le tube lorsqu'elles sont en position ouverte tandis que, dans la position fermée, lors de l'alimentation du tube en gaz de purge, elles ferment les canaux d'alimentation en gaz combustibles. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les raccords de sortie des canaux d'alimentation en gaz combustibles sont disposés en regard et à l'opposé l'un de l'autre et un canal fait communiquer le canal d'alimentation en gaz de purge avec les canaux d'alimentation en gaz combustibles, lesdites soupapes des canaux d'alimentation en gaz combustibles étant également montées dans ledit canal de communication et étant réalisées chacune sous la forme d'une plaque pourvue d'ouvertures de passage à sa périphérie et dont la partie centrale est destinée à fermer le raccord de sortie du canal d'alimentation en gaz combustible associé. 3 - Dispositif selon la revendioation 1, caractérisé en ce que des raccords de-sortie des canaux sont incorporés dans ledit bloc de distribution de gaz de manière que leurs ouvertures de sortie se trouvent dans la chambre de mélange des gaz combustibles, le rac cord intermédiaire du canal d'alimentation en gaz de purge faisant saillie par rapport aux autres raccords tandis que, sur sa partie en saillie est monté librement un disque présentant un secteur adapté pour recouvrir les raccords de sortie des canaux d'alimentation en gaz combustibles, ainsi que des ouvertures de passage disposées à l'extérieur par rapport à ce secteur. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les raccords de sortie desdits canaux d'alimentation en gaz combustibles sont disposés symétriquement, suivant un certain angle, par rapport au raccord intermédiaire pour l'admission du gaz de purge, au centre de la chambre de mélange des gaz étant prévu un élément de guidage délimitant avec les parois de la chambre un canal pour le passage des gaz dans le tube, tandis que chaque soupape des canaux d'alimentation en gaz combustibles est réalisée sous forme d'une plaque montée à proximité du raccord de sortie du canal de gaz combustible pour assurer sa fermeture et présentant des ouvertures de passage à sa périphérie. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des raccords de sortie desdits canaux sont montés dans le bloc de distribution de gaz, le raccord pour l'admission du gaz de purge étant situé entre les autres raccords de sortie et communiquant avec eux par l'intermédiaire d'un canal transversal dans lequel sont montées lesdites soupapes, celles-ci étant réalisées sous forme de billes qui., dans une de leurs positions, lors de l'admission du gaz de purge dans le tube, ferment les canaux d'alimentation en gaz combustibles.