Brevet FR2527943A1 — publié le 19831209

L'invention concerne un appareil pulvérisateur pour l'application d'un revêtement de poudre comportant un conduit d'amenée destiné à un mélange de gaz et de poudre, une buse de pulvérisation à l'extrémité du conduit d'amenée, au moins une sortie de gaz de pulvérisation conduisant du gaz à la buse de pulvérisation, et un dispositif prévu dans le conduit d'amenée en amont du conduit à gaz de pulvérisa- tion et servant à imprimer aux particules du mélange un mouvement de rotation d'allure hélicoïdale autour de l'axe central du conduit d'amenée. Un appareil de ce genre est connu par le DE A - 14 133 Dans celui-ci, le dispositif servant à imprimer aux particules du mélange de gaz et de poudre un mouvement de rotation d'allure hélicoïdale est formé d'un conduit à gaz supplémentaire, qui introduit pratiquement tangentielle- ment du gaz supplémentaire dans le conduit d'amenée du mé- lange de gaz et de poudre Le mouvement de rotation en cy- clone du mélange de gaz et de poudre autour de l'axe central du conduit d'amenée, qui conduit ce mélange, se produit re- lativement très loin, par exemple à une distance de 4 à 40 cm en amont d'une buse de pulvérisation disposée à l'extré- mité du conduit d'amenée, et o s'effectue la pulvérisation de la poudre par du gaz de pulvérisation introduit pratique- ment tangentiellement La buse de pulvérisation est un entonnoir ouvert sans déflecteurs, de sorte que la pulvéri- sation est assurée exclusivement et simultanément par l'action du gaz de pulvérisation et par l'effet de diffu- seur de la buse de pulvérisation L'écoulement en cyclone du mélange, assuré relativement loin vers l'amont, a pour but de ralentir le courant de mélange et de déplacer radia- lement la concentration de particules du mélange vers l'ex- térieur, o les particules sont mieux saisies par l'air de pulvérisation et pulvérisées à la façon d'un nuage Outre le ralentissement mentionné du courant de mélange dans la di- rection axiale du conduit d'amenée, il s'agit en même temps d'arriver à ce qu'il ne se produise pas de concentration de particules "en forme de langue" dans le nuage de poudre pul- vérisé. Le problème que l'invention vise à résoudre est 2 2527943 d'engendrer le mouvement tourbillonnant en cyclone du mé- lange autour de l'axe du conduit d'amenée sans gaz supplé- mentaire, car le gaz supplémentaire n'exige pas seulement un supplément d'énergie mais, en outre, il diminue de façon indésirable la concentration de poudre dans le mélange de gaz et de poudre. Ce problème est résolu, selon l'invention, par le fait que le dispositif susdit présente des aubes directri- ces distribuées autour de l'axe central du conduit d'amenée, qui sont dirigées circonférentiellement en faisant un angle de 5 à 450 avec la direction longitudinale du conduit d'ame- née et forment entre elles différents conduits ayant une largeur libre de section d'au moins 4 mm dans toutes les directions, dans le cadre du plan de section. On obtient ainsi un écoulement en cyclone du mélange avec la concentration désirée de particules de poudre dans le courant de mélange, qui augmente radialement vers l'exté- rieur, mais sans risquer que de la poudre ne se dépose dans le parcours d'écoulement En même temps, on obtient le ra- lentissement désiré de l'écoulement de poudre, de façon que les particules de poudre n'atteignent pas trop rapidement les objets à revêtir ce qui causerait un rebondissement En outre, au centre du nuage de poudre pulvérisé, on évite une concentration de poudre en forme de langue sans que des déflecteurs ou surfaces directrices soient nécessaires dans le parcours d'écoulement de la buse de pulvérisation. Des appareils pulvérisateurs pour l'application d'un revêtement de poudre au moyen de buses de pulvérisation sans déflecteurs sont connus aussi, par exemple, par les DE A - 28 52 412, 17 77 284, 14 27 642 Dans un autre appareil pul- vérisateur connu, selon le DE A 18 14 809, il se produit une pulvérisation dans la buse en vertu du fait qu'immédiate- ment en amont de la buse sont prévues des aubes directrices, qui introduisent le mélange de gaz et de poudre dans la buse à la façon d'un cyclone Par contre, dans l'objet de l'inven- tion, la pulvérisation est assurée par du gaz de pulvérisation et les aubes directrices se trouvent à une distance notable en amont du gaz de pulvérisation, de sorte que la pulvérisa- tion est assurée par le gaz mais non par les aubes directri- ces. D'autres particularités de l'invention apparaîtront ci-après dans la description d'un mode d'exécution représen- té par les dessins, dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale partiellement en coupe longitudinale d'un appareil pulvérisateur selon l'invention; la figure 2 est une vue en élévation frontale d'un corps d'aubes directrices de la figure 1, vu dans la direction d'écoulement, et la figure 3 est une vue en élévation latérale du corps d'aubes directrices dans la figure 2, une ouverture étant représentée en coupe, la coupe étant prise suivant le plan III-III de la figure 2, parallèlement à l'axe rectiligne de l'ouverture cylindrique. L'appareil pulvérisateur représenté sur la figure 1 comprend un bloc 2 et un bloc 4 vissé au précédent Le bloc 2 est aussi appelé, dans la pratique pistolet Il contient un conduit central d'amenée 6 destiné à un mélange de gaz et de pouc r, et qui débouche dans une buse de pulvérisation 8 Le mélange est assuré par le fait que la poudre servant au revêtement doit être transportée par un gaz La buse de pulvérisation 8 forme une ouverture en forme d'entonnoir dont l'angle devient de plus en plus grand dans le sens d'écoulement Dans la buse de pulvérisation, il n'y a pas de déflecteur ni de surface directrice La pulvérisation de la poudre est assurée par le fait qu'en passant par un conduit à gaz de pulvérisation 10, du gaz de pulvérisation est introduit dans la buse de pulvérisation par son côté d'amont 12, en direction de la paroi en entonnoir de la buse et pratiquement tangentiellement à celle-ci, avec une force telle que la poudre est poussée radialement contre la paroi d'entonnoir de la buse de pulvérisation 8, si fortement qu'entre la poudre et la paroi en entonnoir il se produit une dépression et donc un effet de diffuseur par suite duquel le jet de poudre est étalé radialement et attiré, pratique- ment sans tourbillon inverse, le long de la paroi en enton- noir de la buse Le conduit à gaz de pulvérisation 10 peut déboucher, par un tronçon 13 d'allure similaire à un fileta- 4 l -2527943 ge, sous la forme d'une buse à fente annulaire 14, dans l'embouchure en entonnoir de la buse de pulvérisation. Selon une variante, au lieu du tronçon de filetage 13 et - de la buse à fente annulaire 14, différentes perforations partant du conduit de pulvérisation 10 peuvent déboucher dans la buse de pulvérisation 8. Immédiatement en amont de la paroi en entonnoir 16 de la buse de pulvérisation 8 pénètrent, dans le conduit d'amenée 6, des électrodes 18 servant à charger électro- statiquement la poudre. La buse de pulvérisation 8 est entourée par une buse coaxiale à fente annulaire 20, qui est alimentée en gaz par un conduit à gaz 22 et sert à envelopper la poudre pulvérisée à la façon d'un nuage, de manière à donner au nuage de poudre une forme et une direction d'écoulement dé- terminees. L'autre bloc 4 forme un prolongement 24 du conduit d'amenée 6 Le prolongement de conduit 24 présente un tronçon de diamètre agrandi 26, dans lequel est logé un corps directeur 28 Le tronçon de conduit 26 s'élargit en faisant un angle î d'environ 250 avec l'axe longitudinal, avant le corps directeur 28 et après le corps directeur 28, il rétrécit à nouveau au diamètre normal sous le même angle " d'environ 25 L'élargissement et le rétrécissement peu- vent se situer entre 5 et 450, mais de préférence ils ont la grandeur indiquée de 25 Par suite, on obtient en amont et en aval du corps directeur 28 des tronçons respectifs de conduit en forme d'entonnoir 30, 32 Le corps directeur 28 est muni, à son extrémité d'amont, d'un appendice conique 34 dont la pointe 36 est tournée à l'envers du sens d'écou- lement. La figure 2 montre le corps directeur 28 dans le sens de la flèche II de la figure 1 En outre, la figure 3 montre une élévation latérale du corps directeur 28, présen- tant une partie oblique relativement à la surface latérale, suivant le plan III-III de la figure 2, pour représenter l'une de plusieurs perforations rectilignes passant à travers le corps directeur 28, et par lesquelles le prolongement 24 du conduit d'amenée 6 est divisé en différents conduits 38. Chacun des conduits 38 est dirigé en ligne droite dans un plan, qui coupe à la façon d'une corde le corps directeur cylindrique 28 Par suite, les conduits 38 peuvent être réalisés de façon simple par perçage Les conduits 38 sont dirigés en ligne droite et obliquement par rapport à la direction longitudinale 40 du conduit d'amenée 6, 24, sous un angle î de 25 Cet angle des conduits 38 doit être compris entre 20 et 30 Les conduits cylindriques 38 ont une largeur libre de section de 6 mm à 10 mm, la largeur libre de section étant de préférence de 7 mm. Les conduits 38 sont distribués uniformément autour de l'appendice conique 34 et font immédiatement suite à celui-ci La distance entre les conduits 38 et l'épaisseur de matière 44 entre les conduits 38 et la paroi latérale 46 du corps directeur sont très petites, de façon qu'il ne puisse pas se déposer de particules de poudre en ces endroits. La distance entre le corps directeur 28 et la paroi en entonnoir 16 de la buse de pulvérisation 8 est de préféren- ce de 10 à 25 cm La distance ne doit pas être plus petite 2 é que 2 cm, car alors, dans le conduit d'amenée 6, en amont de la buse 8, il ne pourrait pas se constituer l'écoulement en cyclone désiré de la poudre, avec une concentration de poudre de plus en plus grande en direction radiale de l'intérieur vers l'extérieur En tout cas, il faut que le corps directeur 28 soit disposé en amont de la paroi en entonnoir 16 de la buse 8 et aussi en amont des électrodes 18 prévues dans le conduit d'amenée 6 et servant à charger électrostatiquement la poudre La distance maximale du corps directeur 28 à la paroi en entonnoir 16 ne doit pas être supérieure à 40 cm car alors, l'écoulement en cyclone de la poudre dans le con- duit d'amenée 6 serait à nouveau supprimé. Les parois des conduits 38 forment des aubes direc- trices pour le mélange de gaz et de poudre et introduisent ce mélange, avec un mouvement de rotation en tourbillon, dans le tronçon en entonnoir 32 du prolongement 24 du conduit d'amenée Ainsi, les filets 48 ménagés entre les conduits 38 forment des aubes directrices et les parois des conduits 38 forment les parois des aubes directrices On peut voir par là que les conduits peuvent aussi avoir une forme autre que cy- 6 2527943 lindrique En outre, les canaux peuvent s'étendre, radiale- ment vers l'extérieur, jusqu'à la paroi latérale 46, de sorte que l'épaisseur de matière 44 mentionnée est complè- tement supprimée. 7 2527943 -R E V E N D I C A T I O N S- 1 Appareil pulvérisateur pour l'application d'un revêtement de poudre comportant un conduit d'amenée desti- né à un mélange de gaz et de poudre, une buse de pulvérisa- tion à l'extrémité du conduit d'amenée, au moins une sortie de gaz de pulvérisation conduisant du gaz à la buse de pul- vérisation, et un dispositif prévu dans le conduit d'amenée en amont du conduit à gaz de pulvérisation et servant à imprimer aux particules du mélange un mouvement de rotation d'allure hélicoïdale autour de l'axe central du conduit d'amenée, appareil caractérisé en ce que le dispositif sus- dit ( 4, 28) présente des aubes directrices ( 48) distribuées autour de l'axe central du conduit d'amenée ( 6, 24), qui sont dirigées circonférentiellement en faisant un angle ( M) de 50 à 450 avec la direction longitudinale ( 40) du conduit d'amenée et forment entre elles différents conduits ( 38) ayant une largeur libre de section ( 42) d'au moins 4 mm dans toutes les directions, dans le cadre du plan de section. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce dus l'angle mentionné est de 220 à 280, de préférence de 25 . 3 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la largeur libre de section des différents conduits ( 38) est de 6 mm à 10 mm, de préfé- rence d'environ 7 mm. 4 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les différents conduits ( 38) sont des ouvertures cylindriques à axe rectiligne, et en ce que les parois cylindriques d'ouverture forment les aubes directrices ( 48). Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les aubes directrices ( 48) et les conduits ( 38) qu'elles forment sont distribués avec es- pacement radial autour de l'axe longitudinal du conduit d'ame- née ( 6, 24), en ce qu'au début des aubes directrices ( 48) du côté d'amont est disposé, entre leurs conduits ( 38), co- axialement dans le conduit d'amenée, un élément conique ( 34) dont la pointe ( 36) est tournée à l'envers du sens d'écoule- ment, et en ce que les extrémités d'aval des différents 8 2527943 conduits débouchent dans un tronçon ( 32) du conduit d'ame- née ( 6, 24), qui s'élargit en entonnoir à l'envers du sens d'écoulement. 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tronçon en entonnoir ( 32) du conduit d'amenée présente un angle d'ouverture de 100 à 90 , de préférence d'environ 50 . 7 Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que la distance entre l'ex- trémité d'aval des aubes directrices ( 48) et l'embouchure ( 14) du conduit à gaz de pulvérisation ( 10), au début de la buse de pulvérisation ( 8), est de 2 cm à 40 cm, de préféren- ce de 10 cm à 25 cm. 8 Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que la buse de pulvérisation ( 8), le conduit à gaz de pulvérisation ( 10) et le conduit d'amenée ( 6) du mélange de gaz et de poudre constituent un bloc ( 2), et en ce que le dispositif mentionnée ( 4, 28), avec les aubes directrices ( 48) dans un prolongement ( 24) du conduit d'amenée ( 6) constituent un autre bloc ( 4) , qui est fixé de façon détachable au premier bloc ( 2).