Brevet FR2533838A1 — publié le 19840406

L'invention concerne d'une manière générale les buses de pulvérisation, et plus particulièrement des buses de pulvérisation du type produisant une pulvéri- sation en forme de cône creux. Dans de telles buses de pulvérisation, un courant de liquide sous pression est introduit tangentiellement dans une chambre cylindrique de tourbillonnement afin qu'un mouvement tourbillonnant rapide soit imprimé au liquide, les forces centrifuges résultantes produisant une pulvérisation de forme conique creuse ou analogue à la sortie du liquide par un orifice de décharge de la buse. Le mouvement tourbillonnant du liquide engendre dans la pulvérisation un coeur d'air allongé, sans liquide, qui s'étend jusqu'au fond de la chambre de tourbillonnement. L'extrémité inférieure ou vortex du coeur d'air peut pro- voquer une usure importante du fond du corps de la buse et, dans certains cas, peut percer le corps de la buse en un temps relativement court Bien qu'il ait été proposé diverses configurations de chambres de tourbillonnement, pour minimiser l'usure occasionnée à de telles buses de pulvérisation par le coeur d'air, ces configurations sont souvent apparues comme ne pouvant pas être fabriquées aisé- ment par des techniques classiques telles que le-moulage de matière plastique par injection ou l'usinage des métaux, et elles ont parfois nuit aux caractéristiques de pulvé- risation de la buse. Outre les considérations concernant la prévention de l'usure, par exemple, il est important de concevoir l'orifice d'entrée et la chambre de tourbillonnement de manière que le coeur d'air reste centré axialement par rapport à l'orifice de décharge pour que l'on obtienne une distribution uniforme du liquide dans la configuration creuse de la pulvérisation En raison de forces de désé- quilibre résultant de l'introduction tangentielle du liquide dans la chambre de tourbillonnement, là partie inférieure du coeur d'air tend a s'éloigner, dans la chambre de tourbillonnement, de l'axe de l'orifice de décharge De plus, des variations, même petites, affectant l'orifice d'entrée ou le fond de la chambre de tourbillonne- ment peuvent agir sur la position appropriée du coeur d'air et, par conséquent, sur l'uniformité de la configuration de la pulvérisation Bien que divers essais aient également été proposés pour centrer le coeur d'air dans la chambre de tourbillonnement, ces conceptions antérieures sont, dans de nombreux cas, critiquables en permettant une usure excessive par le coeur d'air, en étant relativement coû- teuses à produire, ou en ne pouvant être adaptées à des modifications affectant la dimension ou la capacité de la buse. L'invention a pour objet principal une buse de pulvérisation par tourbillonnement, pouvant être produite d'une manière relativement simple et peu coûteuse et conçue pour à la fois minimiser efficacement l'usure par le coeur d'air et maîtriser la position du coeur d'air pour que la distribution de la pulvérisation soit uniforme. L'invention a également pour objet une buse de pulvérisa- tion par tourbillonnement telle que décrite ci-dessus, conçue pour pouvoir être fabriquée aisément et pour per- mettre des variantes lui permettant d'être adaptée à diffé- rentes dimensions de l'orifice d'entrée et différentes capacités de pulvérisation. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une vue de dessus de la buse de pulvérisation selon l'invention; la figure 2 est une coupe verticale partielle suivant la ligne 2-2 de la figure 1; et la figure 3 est une coupe horizontale suivant la ligne 3-3 de la figure 2. Le dessin représente à titre illustratif une forme de réalisation de la buse 10 de pulvérisation selon l'invention La buse 10 comprend un corps principal 11 réalisé de façon à présenter une chambre cylindrique 12 de tourbillonnement et un canal 14 d'entrée qui s'étend tangentiellement et perpendiculairement à la chambre 12. Le canal 14 d'entrée communique de préférence avec une partie inférieure de la chambre 12 de tourbillonnement débouchant dans cette dernière en un point situé légèrement au-dessus de son fond 13 Le corps 11 de la buse comporte dans ce cas une extrémité 15 de raccordement d'entrée fai- sant saillie sur un côté du corps et présentant un alésage taraudé 16 qui cmmunique avec le canal d'entrée 14 pour permettre le raccordement d'une conduite 18 d'alimentation en fluide à l'extrémité taraudée Le corps 11 présente une extrémité taraudée 19 de décharge qui reçoit l'extré- mité filetée d'un embout 20 dans lequel est formé un orifice 21 de décharge qui communique coaxialement avec la chambre 12 de tourbillonnement L'extrémité extérieure de l'embout à orifice peut comporter des moyens appropriés tels que des nervures 22 espacées circonférentiellement, faci- litant la rotation de l'embout pour son serrage sur le corps 11 et son démontage du corps 11. L'orifice 21 -de décharge de l'embdut 20 représenté comprend une partie 21 a s'évasant vers l'intérieur et s'élevant de la chambre 12 de tourbillonnement pour communi- quer avec une partie cylindrique 21 b, de diamètre réduit et de longueur relativement faible La face supérieure de l'embout 20 à orifice comporte une partie 21 c qui s'évase vers le bas, autour de la périphérie de la partie cylin- drique 21 b de l'orifice Ainsi qu'il est-bien connu dans la technique, la configuration de l'orifice 21 de décharge peut varier suivant l'angle et la configuration souhaités pour la pulvérisation et, dans la forme-de réalisation représentée, l'embout 20 peut être aisément démonté et remplacé en étant dévissé du corps 11 de la buse. Un liquide sous pression introduit dans la conduite 18 d'alimentation arrive tangentiellement dans la chambre 12 de tourbillonnement en passant par le canal d'entrée 14, imprimant ainsi un mouvement tourbillonnant rapide au liquide se trouvant dans la chambre Le liquide continuant de passer de la conduite d'alimentation dans la chambre de tourbillonnement, le liquide tourbillonnant dans cette chambre est expulsé vers l'extérieur en passant par l'orifice 21 de décharge de l'embout 20 et en formant un courant tournant, ouvert centralemeht, d'une vitesse suffisante pour constituer une pulvérisation 25 en forme de cône creux, relativement mince, comme indiqué sur la figure 2 Le coeur d'air qui en résulte à l'intérieur de la configuration conique creuse de la pulvérisation pénètre par l'orifice de décharge de la buse dans la chambre 12 de tourbillonnement pour se terminer par un vortex infé- rieur 25 a L'uniformité du volume et la direction de la projection de la pulvérisation sont affectées, ainsi qu'il est bien connu dabs la technique, si l'axe de rotation du liquide et donc du coeur d'air s'éloigne de l'axe de la chambre 12 de tourbillonnement et de l'orifice 21 de décharge. Conformément à l'invention, le corps de la buse comporte une colonnette disposée axialement dans la chambre de tourbillonnement du fond de laquelle elle s'élève, de manière à aider au guidage du liquide introduit dans la chambre de tourbillonnement, dans la direction tangentielle appropriée, l Vextrémité-supérieure de cette colonnette étant évidée de façon à maintenir la position axiale du liquide tourbillonnant à l'intérieur de la chambre et à minimiser l'usure par le coeur d'air A cét effet, dans la forme de réalisation représentée, le corps 11 de la buse est réalisé d'une seule pièce avec une colonnette 28 faisant saillie vers le haut du fond 13 de-la chambre de tourbillonnement, sensiblement jusqu'au niveau de la partie supérieure 14 a de la périphérie du canal 14 d'entrée, comme montré sur la figure 2, de sorte que la colonnette s'étend sensiblement en travers et sur un côté du trajet suivi par le liquide dans la chambre de tourbillonnement. La colonnette 28 représentée a un diamètre à peu près égal à la moitié de celui de la chambre 12 de tourbilonne- ment, et le canal 14 d'entrée, dont le diamètre peut atteindre la moitié de celui de la chambre de tourbillonne- ment, est dans ce cas d'une dimension légèrement plus petite Le liquide sous pression introduit dans la chambre de tourbillonnement par le canal 14 d'entrée passe donc sur un côté commun de la colonnette 28, ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 3, la colonnette tendant à favoriser le guidage du courant de liquide dans le sens approprié. Conformément à l'invention, l'extrémité supérieure de la colonnette 28 de la chambre de tourbillonnement présente un évidement 29 qui est destiné à retenir le coeur d'air du liquide tourbillonnant coaxialement dans la chambre de tourbillonnement afin d'améliorer l'uniformité de la pulvérisation produite tout en minimisant l'usure du corps 11 de la buse par le coeur d'air L'évidement 29 représenté est de forme sphérique concave et il présente un bord périphérique extérieur 29 a de configuration circu- laire concentrique à l'orifice 21 de décharge Bien que d'autres formes d'évidements puissent être utilisées, l'évi- dement 29 doit de préférence avoir un bord périphérique ininterrompu 29 a, incurvé de façon continu, ce qui facilite la retenue du vortex inférieur du coeur d'air sans inter- ruption du liquide tourbillonnant ou sans engendrer une turbulence indésirable dans ce liquide. En utilisant la buse selon l'invention, on a trouvé que la colonnette montante évidée 28 de la chambre de tourbillonnement maintient efficacement la position axiale convenable du coeur d'air sans provoquer une usure notable par ce coeur d'air De plus, il est apparu possible de faire varier aisément-la configuration de base de la buse pour permettre une adaptation à différentes capacités sans affecter les caractéristiques améliorées d'usure et de pulvérisation de la buse Par exemple, il est apparu que la même configuration de base du corps de la buse peut être utilisée avec des canaux 14 d'entrée de diffé- rentes dimensions et avec des embouts 20 à orifices diffé- rents, tout en conservant la totalité des avantages de l'invention Un corps de buse de configuration normale, comportant une colonnette s'élevant dans la chambre de tourbillonnement sensiblement jusqu'au niveau de la partie supérieure de la périphérie du canal 14 d'entrée, ou légèrement au-dessus de ce niveau, peut être utilisé avec f des buses présentant des canaux d'entrée progressivement plus grands ou plus petits. L'homme de l'art appréciera que le corps de la buse se prête donc de lui-même à une production peu. coûteuse, car des buses de dimensions et capacités varia- bles peuvent être produites par simple modification du canal d'entrée On appréciera également que le corps de la buse peut être produit à bon marché par la mise en oeuvre de techniques classiques Bien que dans la forme de réalisation représentée, un corps il de buse moulé en matière plastique par injection soit montré comme étant réalisé d'une seule pièce avec une colonnette 28 s'élevant dans la chambre de tourbillonnement, il est évident que le corps de la buse peut être aisément usiné dans une masse de matière ou sur une pièce métallique moulée De plus, bien que la colonne de la chambre de tourbillonnement représentée soit réalisée d'une seule pièce avec le corps, en variante, elle pourrait se présenter sous la forme d'une pièce rapportée et remplaçable, fixée au corps par vissage ou autre. Il ressort de la description précédente que la buse de pulvérisation par tourbillonnement selon l'invention est relativement simple et peu coûteuse à produire, limite efficacement l'usure par le coeur d'air, maintient effica- cement la position de ce coeur d'air, et permet des varia- tions de configuration autorisant l'utilisation de diffé- rentes dimensions pour le canal d'entrée et différentes capacités de pulvérisation. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées à la buse décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVEND ICAT IONS f Buse de pulvérisation destinée à produire une pulvérisation conique et creuse de liquide ayant un coeur central constitué d'air, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps ( 11) qui présente une chambre ( 12)-de tourbillonnement avant une paroi latérale circulaire et un fond ( 13), le corps présentant un canal ( 14) d'entrée destiné à introduire dans une direction sensiblement tangentielle un liquide dans ladite chambre circulaire de tourbillonne- ment, un élément ( 20) fermant le sommet de la chambre et présentant un orifice ( 21) de décharge d'une pulvérisation disposé coaxialement avec la chambre, une colonnette chambre de tourbillonnement, du liquide sous pression intro- duit dans cette chambre à partir du canal d'entrée, la colonnette présentant une extrémité supérieure possédant un évidement ( 29) conçu pour recevoir l'extrémité inférieure du coeur d'air du liquide tourbillonnant à l'intériéur de la chambre de façon à maintenir le coeur d'air et le liquide tourbillonnant dans la position axiale convenable et à empocher toute détérioration du corps par ledit coeur d'air et le liquide tourbillonnant. 2 Buse de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la colonnette de la chambre de tourbillonnement est réalisée d'une seulepièce avec le corps et présente un diamètre égal à environ la moitié du diamètre de la chambre de tourbillonnement. 3 Buse de pulvérisation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la colonne est disposée concen- triquement dans la chambre de tourbillonnement. 4 Buse de pulvérisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'évidement est disposée concen- triquement par rapport à la chambre de tourbillonnement et à l'orifice de décharge. Buse de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'évidement de la colonnette 2533838- est sphérique et concave. 6 Buse de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'évidement présente un bord ininterrompu ( 29 a), incurvé de façon continue, à la face supérieure de la colonnette. 7 Buse de pulvérisation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'évidement de la colonnette présente un bord circulaire ininterrompu ( 29 a) situé à la face supérieure de la colonnette. 8 Buse de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la colonnette s'élève sensible- ment jusqu'au niveau de la partie supérieure ( 14 a) du périmètre du canal d'entrée. 9 Buse de pulvérisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la colonnette s'élève jusqu'à un niveau légèrement supérieur à la partie supérieure du périmètre du canal d'entrée. Buse de pulvérisation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la colonnette s'élève jusqu'à un niveau légèrement inférieur à celui de la partie supé- rieure du canal d'entrée. P