Brevet FR2480142A1 — publié le 19811016

1. La présente invention concerne une structure de sup- port et d'alimentation d'une buse de pulvérisation par flamme d'un chalumeau à gaz pour des opérations de revêtement en poudre effectuées à l'intérieur de l'alésage d'une pièce. Les buses des chalumueaux classiques à gaz sont montées de manière amovible sur l'extrémité de décharge d'un distributeur de gaz, constituant une partie solidaire du chalumueau ou une partie rapportée. La poudre devant être pulvérisée par la flamme est appliquée à des surfaces situées à l'extérieur, par exemple suivant une bande sur une surface plate, ou dans une cuvette à proximité de la jonction de sur- faces se coupant, ou dans une surface cylindrique convexe (qui peut être mise en rotation sur un tour), ou sur une sur- face semi-cylindrique ou concave. Mais on ne connaît pas d'accessoires ou de dispositifs permettant le revêtement avec pulvérisation par flamme d'un alésage allongé de pièce, en particulier d'un alésage de petit diamètre, qui permette d'évi- ter l'introduction de l'entrée du support et de la commande du corps du chalumeau dans l'alésage. Un objet de la présente invention est de prévoir une structure de chalumeau à gaz pour pulvérisation par flamme qui permette un revêtement précis et/ou un traitement thermique par flamme dans un alésage, ayant les caractéristi- ques indiquées. 2. Un objet spécifique de la présente invention est de satisfaire les objets précédents avec une structure dans laquelle les composants de support et d'alimentation de la buse sont contenus dans un seul corps tubulaire allongé. Un autre objet spécifique de la présente invention est de prévoir une structure avec un angle d'incidence éle- vé et uniforme pour la pulvérisation par flamme sur la surfa- ce de l'alésage d'une pièce, l'angle étant en permanence de valeur élevée quelle que soit la profondeur à laquelle la buse entre dans l'alésage. Un autre objet spécifique de la présente invention est de permettre la décharge d'un gaz à mise en forme de la flamme, à directionsélective, en conjonction avec une struc- ture de support de buse et d'alimentation ayant le caractère indiqué précédemment. Un objet général de la présente invention est de satisfaire les objets précédents avec une structure fondamen- talement simple qui se prête à un service et à un entretien faciles, et qui puisse être fixée de façon amovible à un cha- lumeau de pulvérisation de poudre classique. Les objets précédents, ainsi que d'autres caracté- ristiques et objets, sont obtenus dans une partie tubulaire en prolongement qui est fixée de façon amovible à un chalu- meau classique et/ou à une structure de distributeur de gaz, et qui fournit des courants indépendants (a) d'un gaz por- teur et de poudre et (b) d'un mélange gaz-gaz combustible à une buse montée de façon amovible sur l'extrémité de dé- charge. En option, une utilisation simultanée, pour accélé- rer la mise en forme de la flamme d'un ou de plusieurs cou- rants d'air, de gaz inerte ou analogue à l'extrémité de dé- charge est prévue par utilisation d'un autre système d'alimen- tation indépendant à l'intérieur du dispositif auxiliaire de la présente invention. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints dans lesquels:, La figure 1 est une vue fragmentaire en coupe lon- gitudinale d'un dispositif auxiliaire de prolongement d'un 3. chalumeau à gaz selon la présente invention, en vue éclatée par rapport à la structure concernée; et La figure 2 est une vue fragmentaire en perspec- tive représentant la relation entre les parties qui coopèrent à l'extrémité côté buse du dispositif auxiliaire de la figu- re 1. Le dispositif auxiliaire représenté comprend un corps cylindrique allongé 10 avec un moyen d'accouplement fileté 11 à son extrémité amont qui est destiné à être fixé de manière amovible à un composant de chalumeau classique tel qu'un distributeur à gaz 12, une tête 14 étant montée à l'extrémité aval de façon à être branchée de manière amovible à un raccord 15. Le raccord 15 comporte un canal traversant central 16 dirigé suivant son axe pour la décharge axiale d'un courant de gaz porteur et de matériau en poudre devant être pulvérisé par flamme, et un ensemble annulaire d'ajuta- ges 17 distants les uns des autres est desservi par un collec- teur annulaire 18 pour la distribution du mélange gaz-combus- tible-gaz, par exemple d'un mélange d'oxygène et d'acétylène, de façon à établir une base pour la flamme de pulvérisation entourant la décharge de poudre. Des alimentations indépendan- tes en (a) gaz porteur et poudre et (b) mélange de gaz combus- tible-gaz sont prévues au distributeur 12 sous forme d'un canal central 19 et d'une pluralité de canaux extérieurs 20 distants angulairement les uns des autres, respectivement. L'indépendance de ces alimentations est maintenue sur toute la longueur du corps allongé 10, jusqu'au point de rattache- ment de leurs têtes respectives au canal 16 de la buse et au collecteur 18. Dans le mode de réalisation représenté,l'indé- pendance des courants est obtenue par des tubes intérieur et extérieur concentriques allongés 21-22. A son extrémité aval, le tube 21 est emnanché en permanence à force dans un contre- alésage intérieur 23 de la tête 14, et le tube 22 est fixé en permanence à un contre-alésage extérieur 24, le montage étant de préférence effectué par un joint soudé. De même, à son extrémité amont, le tube intérieur 21 est emmanché en permanence à force dans un contre-alésage intérieur 25, à 4. l'extrémité aval d'une bague 26 de raccord de gaz générale- ment cylindrique, alors que le tube extérieur est monté de préférence par soudage dans un contre-alésage extérieur 27. Une liaison amovible étanche aux gaz est réalisée avec le distributeur 12 par emboîtement d'une saillie tubulaire 28 dans un contre-alésage 29 et par un emboîtement similaire d'un rebord d'étanchéité 30 dans un contrealésage extérieur 31. Des rainures périphériques dans la saillie 28 et dans le rebord 30 renferment des joints toriques en élastomère de fa- çon à rendre les deux emboîtements étanches; l'alésage cen- tral 32 de la bague 26 prolonge régulièrement l'alésage du tube 21, et une rainure annulaire 33 de courte longueur for- mant collecteur dans la face extrême du rebord 30 permet une liaison entre les canaux de mélange 20 du distributeur et le canal annulaire allongé 34 (entre les tubes 21-22) par l'intermédiaire de canaux 35 pratiqués dans la bague. Du côté tête, un canal intérieur 36 relie l'alé- sage du tube intérieur 21 au canal 16 de la buse, et une plu- ralité de canaux de plus petit diamètre, tels que 37, re- lient le canal annulaire 34 à une zone 38 de la tête 14 for- mant collecteur du mélange gaz-combustible-gaz. Le raccord 15 de la buse peut être classique et d'un type qui sinon se monterait de façon amovible sur l'extrémité du distributeur 12, son extrémité en saillie 39 munie d'un joint torique étant placée dans le contre-alésa- ge 29, et son rebord extérieur 40 étant monté dans le contre- alésage extérieur 31. Il est monté de manière identique dans l'extrémité aval de la partie en prolongement dans des alé- sages appropriés de la tête 14. Cependant, pour procéder au revêtement d'un alésage, il est préférable que la décharge de la buse se fasse sur la surface de la pièce à revêtir suivant une incidence relativement importante, et par consé- quent, les surfaces des alésages intérieur et extérieur 41- 42 qui reçoivent par emboîtement les parties 39-40 de la buse se trouvent sur un axe 43 formant un grand angle aigu par rapport à l'axe du corps 10. Comme cela est représenté,une bague 44 filetée intérieurement, brasée ou soudée sur la tête 14, est vissée sur une bague 45 à rebord de façon à 5. serrer le raccord rapporté 15 de la buse dans sa position de montage, o les parties formant collecteur 18-38 des piè- ces de montage permettent le mélange d'un volume relative- ment important de gaz pour les ajutages 17. La description du dispositif auxiliaire de base de la figure 1 est complétée par l'identification de filets 46 grâce auxquels le corps tubulaire extérieur 10 est fixé de façon amovible au corps 14, en étant concentriquement distant des tubes 21-22, définissant ainsi un troisième canal allon- gé ou espace annulaire 47. Cet espace 47 reçoit un courant d'air, de gaz inerte oud'autre gaz destiné à un module 50, décrit ultérieurement,pour la mise en forme de la flamme, l'alimentation se faisant par un canal indépendant 51 de la tête qui débouche dans un orifice de branchement 52 du modu- le dirigé radialement vers l'extérieur. A l'extrémité amont, le canal 47 reçoit l'air ou les autres gaz via un raccord 53 de tuyau flexible traversant l'enveloppe d'un élément d'ac- couplement 54 qui comporte un rebord interne venant en con- tact avec un rebord ou bague de positionnement 55 du corps 10. Un écrou de raccordement 56 s'appuie sur l'élément 54 et fixe le raccord au distributeur 12 en étant vissé sur les filets du moyen d'accouplement 11. Le module 50 de mise en forme de la flamme comprend un corps distributeur 57 comportant un siège 58 concave et généralement semi-cylindrique dont la forme correspond à la courbure de la surface extérieure du corps 10. Un organe de fixation 59 en forme de U comporte un siège similaire 60 con- cave et de forme généralement semi-cylindrique, et des vis 61 diamétralement opposées qui fixent de façon amovible le mo- dule 50 et l'organe 59 à l'extrémité aval du corps 10, avec recouvrement axial de l'orifice 52; Comme représenté, le corps distributeur 57 chevauche l'extrémité cylindrique amont de la tête 14 et fournit des alésages de montage presque diamétra- lement opposés pour l'extrémité réduite de chacun de deux corps 68 de conduites de jets. Chaque corps 68 comporte un bras tubulaire allongé 69; l'axe 70 de réglage par rotation de chacun des corps 68 dans le corps 57 est parallèle au sens 6. d'allongement du corps lO,et l'orientation de la décharge de chaque bras 69 se fait de préférence suivant un angle aigu élevé qui caractérise l'orientation du décalage angulaire de l'axe 43 de la buse. Des vis de pression permettent la fixa- tion des bras 69 parallèlement à l'axe 43, ou en toute posi- tion désirée; de préférence, lorsqu'ils sont parallèles à l'axe 43, les axes de décharge des bras 69 se trouvent dans un plan géométrique incliné comprenant l'axe 43. On notera que le corps distributeur 57 comporte un canal d'admission 72 pour la distribution de l'air d'ad- mission, d'un gaz inerte ou de tout autre gaz de mise en forme de la flamme vers les deux bras 69, par l'intermédiai- re de canaux intérieurs 73 (dans le corps 57) et 74 (dans le corps 68). L'étanchéité de l'alimentation à l'orifice 52 est réalisée par une bague 75 montée à force dans le canal 72 et en saillie sur une longueur suffisante pour retenir et as- seoir un joint torique 76 en élastomère. Lorsque le module 50 est monté sur le dispositif auxiliaire, l'extrémité en sail- lie de la bague 75 constitue un moyen de positionnement dans l'alésage de l'orifice 52,et lors du serrage des vis de fixa- tion 61, le joint torique 76 est comprimé de façon à être assis de manière étanche dans le contre-alésage 77 à l'extrémité ex- térieure de l'orifice 52. On notera que le dispositif auxiliaire de la pré- sente invention permet d'atteindre tous les objets définis avec simplicité, efficacité et commodité. La longueur hors- tout du dispositif ne constitue pas une source de gêne, et des revêtements de haute qualité peuvent être appliqués-à l'alésage d'une pièce, quelle que soit la profondeur que le dispositif doit atteindre pour réaliser le revêtement. Pour des longueurs importantes,le distributeur 12 est monté commo- dément sur les rails d'une glissière qui sont parallèles à son axe, grâce à quoi la buse et son dispositif auxiliaires peuvent être déplacés avec précision le long de l'alésage, en se basant, par exemple, sur le raccord 59 lequel agit en talon de guidage pour obtenir un support précis de la tête 14 dans l'alésage de la pièce. 7. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation nui viennent d'être décrits, elle est au con- traire susceptible de variantes et de modifications qui ap- paraîtront à l'homme de l'art. Par exemple, dans le cas o des débits de gaz relativement importants sont nécessaires pour permettre une pulvérisation à chaleur élevée de cer- tains matériaux en poudre, l'élément rapporté 15 de la buse peut être incorporé dans une chicane annulaire montée à force (comme indiqué par le pointillé 78) dans la partie cylindrique de la tige 39 de la buse en un endroit axiale- ment intermédiaire de la cavité 18 de l'élément 15, d'une manière qui est décrite davantage dans la demande de brevet américain né 975 de mars 1980 de façon à éviter un retour de flamme dans la conduite d'alimentation en mélange gazeux. De plus, on notera que la présente invention s'applique à un re- vêtement continu par pulvérisation de l'alésage allongé d'une pièce tubulaire tournant sur un tour, le mouvement longitudi- nal étant fait avec précision alors que le chalumeau et son dispositif auxiliaire de la présente invention sont montés sur le chariot du tour. 8. 2480142 REVENDICATIONS 1 - Dispositif auxiliaire à buse pour chalumeau à pulvérisation par flamme destiné au revêtement de l'alésage d'une pièce, caractérisé en ce qu'il comprend un corps allon- gé avec unnDyen à une extrémité pour réaliser la liaison d'un distributeur amovible à un chalumeau à gaz et avec une tête à l'autre extrémité pour le branchement d'une buse amo- vible, un premier canal allongé indépendant s'étendant sur la longueur du corps jusqu'à la tête pour recevoir un débit fourni par distributeur d'un gaz porteur et de poudre, et un second canal allongé indépendant s'étendant sur la lon- gueur du corps jusqu'à la tête pour recevoir un courant fourni par distributeur d'un mélange de gaz combustible et de gaz; une buse montée de manière amovible sur la tête et com- portant un canal central pour la décharge du gaz porteur et de la poudre suivant l'axe de la buse, la buse comportant une pluralité d'ajutages de gaz combustible-gaz distants angu- lairement les uns des autres et placés concentriquement au- tour de l'axe de la buse et radialement à l'extérieur du ca- nal central, la tête et la buse comportant des parties coopé- rant ensemble qui définissent une zone annulaire formant col- lecteur pour l'alimentation des ajutages en gaz combustible- gaz, la tête comportant un premier moyen de canal qui établit une liaison indépendante entre le premier canal allongé et le canal central de la buse, et la tête ayant un second moyen de canal établissant une liaison indépendante entre le second canal allongé et la zone formant collecteur. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que l'axe de la buse est décalé angulairement par rapport à la partie allongée du corps. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que la surface extérieure du corps est cylindrique et en ce que l'axe de la buse coupe l'axe du corps. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le corps comporte un troisième canal allongé indépendant qui s'étend de ladite extrémité jusqu'à la tête pour recevoir un courant de gaz de mise en forme de flamme, 2480 1 42 9. des moyens d'ajutage de décharge de mise en forme de flamme Portés par la tête radialement à l'extérieur du lieu de l'ensemble d'ajutages de gaz combustible-gaz, et la tête ayant un troisième moyen de canal établissant une liaison indépendante entre le troisième canal, allongé-et les moyens d'ajutage de décharge de mise en forme de flamme. - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'extrémité amont du premier moyen de canal comporte un alésage axial intérieur dans la tête, l'extré- mité amont du second moyen de canal comporte un autre contre- alésage axial dans la tête, et des éléments tubulaires allon- gés concentriques et distants radialement les uns des autres sont respectivement assis dans l'alésage et le contre-alésa- ge et établissent le premier canal allongé à l'intérieur de l'élément tubulaire intérieur et le second canal allongé dans l'espace entre les éléments tubulaires. 6 - Dispositif selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le moyen de liaison du distributeur de gaz comprend une bague généralement cylindrique ayant un canal central axial avec unmoyen de contre-alésage supportant con- centriquement les extrémités amont des éléments tubulaires, l'élément tubulaire intérieur communiquant seulement avec le canal axial central, et la bague comportant une pluralité de canaux de gaz combustible-gaz distants angulairement les uns des autres qui communiquent avec l'espace entre éléments tubulaires. 7 - Dispositif selon la revendication 6,carac- térisé en ce que l'extrémité amont de la bague comporte une saillie axiale centrale tubulaire pour recevoir par emboi- tement étanche la saillie dans un alésage central du distri- buteur de façon à délivrer le gaz porteur et la poudre, la pluralité de canaux de gaz combustible-gaz ayant des extré- mités amont qui sont radialement à l'extérieur de la saillie tubulaire. 8 - Dispositif selon la revendication 7,carac- térisé en ce que la bague comporte une première gorge circon- férentielle pour joint torique sur la surface extérieure de 10. la saillie tubulaire et une seconde gorge circonférentielle pour joint torique sur une partie de la surface extérieure cylindrique qui se trouve radialement à l'extérieur des ex- trémités amont des canaux de gaz combustible-gaz. 9 - Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que les moyens d'ajutages de décharge de mise en forme de flamme comprennent unnDdule avec unmoyen pour fixer de façon amovible celui-ci à l'extrémité côté tête du corps,le troisième moyen de canal comprenant une liaison amovible étan- 1O che entre la tête et le module. - Dispositif selon la revendication 9, caracté- risé en ce que la liaison amovible étanche comprend un joint torique en élastomère et des surfaces de compression opposées de réception de joint torique sur la tête et le module, le moyen permettant une fixation amovible du module comprenant un organe de serrage pour comprimer les surfaces de réception de joint torique contre le joint torique. 11 - Dispositif selon la revendication 9, caracté- risé en ce que le module comprend une pluralité d'ajutages gO de décharge de mise en forme de flamme. 12 - Dispositif selon la revendication 11, caracté- risé en ce que chacun des ajutages de décharge de mise en forme de flamme comprend un tube de décharge et un corps de montage généralement cylindrique, le tube étant décalé an- gulairement par rapport au corps de montage, chaque corps de montage étant supporté par le module pour pouvoir tourner au- tour de son axe, et le module comportant un moyen fonction- nant sélectivement pour maintenir une orientation sélection- née parmi une pluralité d'orientations angulaires de chaque corps de montage. 13 - Dispositif selon la revendication l,caracté- risé en ce que l'extrémité côté tête du corps comprend un moyen de guidage en contact avec la pièce pour le support en pilotage de l'extrémité côté tête à l'intérieur de l'alésage d'une pièce.