Brevet FR2566680A1 — publié le 19860103

L'invention concerne d'une manière générale des buses de pulvérisation à jeter après usage, destinées à mélanger et distribuer une mousse à plusieurs constituants ou des produits fluides analogues, et elle a trait plus particulièrement à des modifications apportées aux chambres intérieures de la buse à jeter après usage afin de produire un faisceau régulier de mousse liquide pulvérisée produite par mélange et distribution à l'aide de la buse de pulvé- risation. Ainsi qu'il est connu, une buse de mélange et de distribution à jeter après usage est généralement utilisée avec un pistolet de distribution pour mélanger au moins deux substances chimiques, lequel mélange réagit pour former un troisième produit chimique différent. Le produit chimique mélangé est alors distribué en passant par un orifice de sortie de la buse de pulvérisation. Un exemple de l'utilisation d'ensemble à buse de pulvérisa- tion et pistolet de distribution est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 784 110. Ainsi qu'il est bien connu dans l'art antérieur, des buses de pulvérisation à jeter après usage sont utilisées principalement pour le mélange et la projection de constituants chimiques qui, en raison de leur nature chimiquement réactive, doivent être mélangés immédiatement avant d'être projetés. Les buses de pulvérisation à jeter après usage et les pistolets de distribution sont le plus couramment utilisés pour les mélanges de deux produits moussants, ou plus, qui, lorsqu'ils sont mélangés entre eux, réagissent pour former une mousse adhésive isolante telle qu'une mouse d'uréthanne. En raison de la nature de la réaction de l'uréthanne, l'application de la mousse d'uréthanne s'effectue principalement à l'aide d'un système à deux constituants. Que les constituants soient une résine et un prépolymère, comme cela est classique, ou bien qu'ils soient composés différemment est peu important. Cependant, tous les systèmes ont en commun la nécessité d'avoir à maintenir séparés l'un de l'autre les deux constituants devant être mélangés dans la buse de pulvérisation jusqu'à l'instant précédant immédiatement leur entrée dans la buse de pulvérisation pour le mélange et la projection qui suit immédiatement. Il est avantageux de confiner l'activité de mélange à l'intérieur de la buse afin d'assurer au moins une certaine expansion de mousse et son mélange complet, mais afin d'empêcher également l'accumulation du produit moussant mélangé sur la surface du pistolet ou l'obstruc- tion des canaux intérieurs du pistolet par ce produit. Cette accumulation pourrait mettre le pistolet partielle- ment ou complètement hors service, ou, pour le moins, elle exige un nettoyage complet avant l'utilisation suivante du pistolet. Les problèmes de nettoyage résultent de la nature à deux constituants de la mousse dont les substances sont (et tendent à rester) fluides tant qu'elles ne sont pas exposées à l'air ou les unes aux autres, mais qui, immédiatement après, réagissent en devenant pratiquement insolubles et en prenant également une consistance d'adhésif collant En conséquence, les buses de pulvérisation à jeter après usage du type décrit ici et dans le brevet N 3 784 110 précité, étaient conçues pour être introduites dans le pistolet de distribution afin d'établir une liaison étanche aux fluides entre une partie du pistolet et la buse pour assurer la formation du mélange des substances chimiques exclusivement à l'intérieur de la buse. En conséquence, en faisant en sorte que toute l'opération de mélange soit effectuée à l'intérieur de la buse de pulvérisation et que cette dernière soit alignée ou indexée et positionnée rigidement par rapport au pistolet de distribution, d'une manière étanche aux fluides, on facilite la pulvérisation mais, lorsque la pulvérisation est achevée, l'ensemble à buses plus coûteux peut être éjecté ou mis au rebut. Par conséquent, aucun canal masqué ou inaccessible ne nécessite d'être nettoyé par l'opérateur. Le pistolet peut être nettoyé à partir de ses surfaces extérieures en étant simplement plongé dans de l'eau ou un solvant, ou arrosé d'eau ou de solvant, mais en raison de l'absence de canaux intérieurs pour fluides mélangés ou de chambres de mélange sur ou dans le corps du pistolet, aucun produit de réaction chimique ne risque d'obstruer, d'encrasser ou de rendre inefficaces des parties ou des éléments quelconques du pistolet de distribution. Ainsi qu'il est connu, la buse peut être utilisée pendant une période de temps prolongée tant que l'utilisation est relativement continue. Cependant, si l'opération doit être arrêtée pendant un certain nombre de minutes ou d'heures, par exemple, la réaction produit une obstruction de la buse et l'ensemble à buse usagé est simplement retiré et rejeté, puis remplacé par un ensemble neuf avant le commencement de chaque nouvelle opération. Pendant l'utilisation et le fonctionnement de la buse de pulvérisation et du pistolet de distribution, les deux constituants chimiques entrent dans la chambre de mélange située à une extrémité de la buse de pulvérisa- tion et, après le mélange, le produit formé de la mousse mélangée est éjecté à travers un orifice débouchant à l'autre extrémité de la buse de pulvérisation. La buse de pulvérisation de l'art antérieur, telle que la buse classique décrite dans le brevet N 3 784 110 précité, utilise une chambre intérieure unique dans laquelle les substances chimiques sont mélangées et telle que le faisceau de pulvérisation du produit mélangé est formé à l'intérieur de cette même chambre pour la projection finale. Lors de l'utilisation de buses de ce type, l'utilisateur n'est pas toujours capable de régler avec précision le faisceau de la mousse liquide mélangée et pulvérisée, éjecté de l'ensemble formé par le pistolet de distribution et la buse de pulvé- risation. Très souvent, la mousse liquide est éjectée en formant un faisceau irrégulier, ce qui a pour résultat une répartition irrégulière de la mousse liquide produite sur une surface recevant la pulvérisation. Il en résulte une perte importante de la mousse produite, ou bien une baisse de qualité. En raison du coût élevé de la mousse, - une projection et une distribution irrégulières et les pertes qui en résultent posent des problèmes pour lesquels aucune solution aisée n'apparaissait. La demande croissante portant sur des structures isolées, en particulier des maisons, des bâtiments pour bureaux, des entrepôts et des véhicules réfrigérés, l'application d'uréthanne et autres mousses isolantes analogues sur des structures de construction est devenue une industrie de premier plan. Ainsi, le problème posé par les pertes de mousse produite a pris une grande importance en raison de la grande quantité de ces mousses, actuellement utilisée dans l'industrie du bâtiment. Il serait très souhaitable de disposer d'une buse de pulvérisation qui, en raison de sa configuration, -assurerait l'émission d'une pulvérisation régulière de mousse liquide à partir de la buse pendant l'utilisation, afin d'éliminer les pertes excessives de mousse liquide produite et d'accroître la qualité d'application de la mousse pendant l'utilisation de l'ensemble formé par le pistolet de distribution et la buse de pulvérisation. L'invention a donc pour objet général une buse de pulvérisation à jeter après usage de performances améliorées, plus particulièrement une buse qui améliore le faisceau de pulvérisation de mousse liquide qu'elle projette. L'invention a également pour objet une buse de pulvérisation à jeter après usage dont la configuration intérieure permet la projection d'un faisceau de pulvéri- sation régulier par cette buse. L'invention a également pour objet de permettre la projection de la mousse liquide en un faisceau réglé, en forme d'éventail. L'invention a en outre pour objet d'éliminer la perte de mousse liquide produite pendant l'utilisation de la buse de pulvérisation, ainsi que d'obtenir un faisceau de produit moussant fluide distribué régulièrement sur la surface recevant la pulvé- risation. Un autre objet de l'invention est d'offrir une buse de pulvérisation destinée à une matière moussante fluide, laquelle buse comprend une chambre principale de mélange qui est constituée d'une chambre intérieure, présentant des extrémités d'entrée et de sortie, et des chicanes disposées de façon à faire suivre à l'écoulement du fluide une configuration en hélice de longueur mesurable, vers la chambre intérieure, une chambre d'expansion entourant distance la sortie de la chambre intérieure et dont l'extrémité extérieure présente une fente de projection, et une chambre annulaire conique d'expansion intercalée entre les deux premières chambres. A cet effet, l'invention propose donc une buse de mélange et de distribution à jeter après usage, destinée à être utilisée dans un pistolet de distribution pour une mousse liquide mélangée ou d'autres produits analogues, la réalisation intérieure de la buse de pulvé- risation étant conçue et agencée de façon à modifier l'écoulement de la mousse liquide mélangée à l'intérieur de cette buse afin qu'un faisceau régulier, en forme d'éventail, de mousse liquide soit projeté par la buse de pulvérisation pour assurer une distribution uniforme de la mousse liquide sur la surface recevant la pulvérisation. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments. - la figure 1 est une vue en perspective de la buse de pulvérisation selon l'invention, montrant cette buse en cours de fonctionnement pourappliquer une mousse sur une partie d'une surface de paroi à isoler; - la figure 2 est une coupe de la paroi suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant le matériau isolant appliqué uniformément sur la paroi; - la figure 3 est une vue en perspective éclatée, à échelle agrandie, de la buse de pulvérisation selon l'invention; et - la figure 4 est une coupe longitudinale à échelle encore agrandie de la buse de pulvérisation, suivant la ligne 4-4 de la figure 3, montrant la buse dans un état assemblé. - En référence à présent plus en détail au dessin, on y voit représentée, désignée globalement par la référence 10, une buse de pulvérisation pour mélange et distribution, à jeter après usage, qui est conçue pour être utilisée avec un pistolet 12 de distribution. L'ensemble formé par la buse 10 et le pistolet 12 est utilisé pour pulvériser, par exemple sur une surface 16 de paroi une matière moussante fluide qui est le produit de la réaction d'un constituant formé d'isocyanate et d'un composé de résine, comme montré sur les figures 1 et 2. La buse 10, une fois assemblée, est de forme globalement cylindrique comportant une paroi extérieure 20, s'étendant axialement, une ouverture 22 d'entrée située à l'extrémité de cette paroi et un orifice ou une ouverture 24 en forme de fente situé à l'autre extrémité ou extrémité de sortie de la buse cylindrique 10. Cette dernière comprend en outre un chapeau 26 fermant l'ouverture 22 d'entrée. Le chapeau 26 comporte deux raccords d'entrée 28. Le chapeau 26 est conçu pour être fixé à l'extrémité de la buse 10 afin de fermer efficacement l'ouverture d'entrée- 22. Les parois intérieures 25 du chapeau 26 entourent, s'étendent le long de et sont en contact avec la surface extérieure 27 des parties marginales de la paroi extérieure , à proximité immédiate de l'extrémité à ouverture d'entrée 22 de la buse 10. Pendant la fabrication de la buse 10, les parois intérieures 25 du chapeau 26 sont scellées sur la surface extérieure 27 de la paroi extérieure afin d'empêcher le chapeau de se dégager du corps de la buse pendant l'utilisation de cette dernière, Les raccords d'entrée 28 portés par le chapeau 26 sont conçus pour être amenés en alignement avec les ouvertures correspondantes (non représentées) du pistolet 12 de distribution afin d'établirune liaison étanche aux fluides entre les raccords de sortie (non représentés) du pistolet 12 et la buse 10. La liaison étanche aux fluides entre la buse 10 et le pistolet 12 assure que le mélange des fluides entrant dans la buse 10 par les raccords d'entrée 28 a lieu exclusivement à l'intérieur de cette buse. La buse 10 présente trois chambres ou passages intérieurs indiqués globalement en 30, 40 et 50. La chambre 30 de mélange est adjacente à l'ouverture d'entrée 22 de la buse 10 et est logée partiellement à l'intérieur du chapeau 26, de manière que les raccords d'entrée 28 soient en communication de fluide directe avec cette chambre 30. Une chicane ou un guide 32 de mélange, de forme hélicoidale, est placé à l'intérieur de la chambre 30 de mélange afin d'appliquer une action dosée de tourbillonnement ou de mélange en hélice aux constituants liquides entrant dans la chambre 30 par les raccords d'entrée 28, et d'établir un temps de séjour accru à l'intérieur de la chambre 30 de mélange. Le guide 32 aide à mélanger les deux liquides d'entrée pour former un fluide complètement mélangé avant son passage de la chambre 30 dans le passage intermédiaire 40. Le passage intermédiaire 40 est défini par une paroi conique 42 se resserrant radialement vers l'int4rieur, qui s'étend de la sortie de la chambre 30 de mélange vers la chambre 24 de projection, et il est destiné à recevoir le liquide mélangé sortant de la chambre 30 de mélange. Le passage conique 42 présente une ouverture de sortie 44 qui est de dimension réduite par rapport à l'ouverture d'entrée 46. Le passage conique 42 est réalisé de façon à étrangler l'écoulement du liquide mélangé sortant de la chambre 30 de mélange afin de lui appliquer une contre- pression. Lors de l'utilisation, le liquide mélangé s'écoule à travers l'ouverture 44 de sortie du passage intermédiaire 40 vers la chambre 50 de pré-éjection ou d'extrémité. La chambre 50 d'extrémité comporte une paroi latérale allongée 52, s'étendant axialement, dont l'une, 54, des extrémités rejoint un épaulement 55 de la paroi extérieure 20 de la buse et dont l'autre extrémité 56 est fermée par une paroi extrême percée 58.- La paroi extrême 58 comporte des parois latérales s'étendant diamétralement, définissant la fente 24 qui, lors de l'utilisation, confère une forme en éventail aux produits fluides éjectés dans une direction prédéterminée. La chambre 50 de pré-éjection présente un grand diamètre par rapport à celui de l'ouverture de sortie du passage 40. Une surface intérieure 57 de la paroi latérale 52 comporte une marge 59 de largeur importante qui, avec l'épaulement 55 et la surface extérieure conique 61 de la chambre intermédiaire conique 40, forme une nouvelle chambre profilée 60 d'expansion à laquelle on se réfèrera par la suite. La chambre 50 de pré-éjection présente une surface 51 de section incurvée ou sphérique adjacente d la fente 24 de l'extrémité 56 de la chambre de pré-éjection. Pendant l'utilisation de la buse 10 de pulvérisation, la surface 51 aide à former le faisceau du liquide pulvé- risé, éjecté de la buse 10. Les fluides mélangés entrant dans la chambre 50 entrent d'abord en contact avec la surface 51 et, du fait de son profil sphérique, sont déviés ou refoulés dans un sens opposé à celui de l'écoulement principal du fluide entrant dans la chambre 50 de pré- éjection. Cet écoulement inverse du fluide semble affecter les profils de vitesse et d'écoulement du fluide pénétrant dans cette région et la traversant, d'une manière modifiant sensiblement le faisceau de pulvérisation du fluide éjectéo Au moment o les fluides mélangés pénètrent dans la chambre 50 de pré-éjection et la traversent, il semble que l'écoulement en hélice du fluide se transforme pour engendrer une forme en éventail du fluide produit 18 à éjecter à travers la fente 24. Bien que l'on ne sache pas pourquoi cette transformation a lieu et que l'invention ne soit pas limitée à une théorie ou un mode opératoire particulier quelconque, il semble que l'association de la chambre 50 de pré-éjection, adjacente au passage inter- médiaire 40 et ayant un diamètre supérieur à celui de la sortie 44 du passage intermédiaire, et de la chambre profilée 60 d'expansion entourant une partie du passage intermédiaire 40 provoque une inversion de l'écoulement du fluide à partir de la surface incurvée 51, le fluide revenant vers les chambres intermédiaire et d'expansion 40 et 60, respectivement, engendrant des diagrammes d'écoulement qui ont pour effet de modifier l'écoulement en hélice du fluide pour constituer le faisceau d'éjection de fluide en forme d'éventail souhaité. Pendant la mise au point et l'essai de la buse 10, on a modifié la forme et les dimensions du cône 42, de la chambre 50 de pré-éjection et de la chambre 60 d'expansion afin d'obtenir des performances optimales de la buse 10 pour décharger le produit fluide sous une forme en éventail régulier. Dans la forme préférée, telle que montrée sur la figure 4, la buse 10 comprend un cône 42 dont la dimension axiale est supérieure à la dimension axiale de la chambre 50 de pré-éjection; la chambre 50 de prééjection présente un diamètre supérieur à celui de l'ouverture 44 de sortie du passage intermédiaire 40; et la chambre 60d'expansion entourant axialement le cône 42 est ouverte vers la chambre 50 de pré-éjection avec laquelle elle communique directement. Une modification des dimensions de la fente 24, dans des limites relativement larges, affecte l'uniformité et autres qualités souhaitables du faisceau de pulvérisation éjecté à travers cette fente. Comme montré sur les figures 2 et 4, l'utilisation de la forme préférée de réalisation de la buse 10 rend possible l'application de la matière moussante sous une épaisseur uniforme sur la surface à isoler. L'épaisseur de la mousse isolante 19 appliquée sur la surface de paroi 16 est sensiblement uniforme au centre C de la surface et sur les parties droite R et gauche L de cette surface 16. Cette distribution uniforme sur la surface 16 de la paroi est un résultat très souhaitable qui ne semble pas pouvoir être obtenu dans l'art antérieur en projetant des faisceaux d'une largeur aussi grande à l'aide d'un équipement peu coûteux. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la buse décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Buse de mélange et de distribution à expansion réglée, conçue pour être fixdée à un pistolet associé (12) de distribution d'un liquide à deux consti- tuants afin de mélanger et de distribuer des produits constitués d'une mousse liquide, ladite buse étant carac- tdrisde en ce qu'elle comporte un corps extérieur comprenant une paroi latérale extérieure (20) s'étendant axialement, une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie ou d'éjection, l'extrémité d'entrée étant fermée par un chapeau (26) qui est traversé par deux orifices d'entrée (28) conçus pour être alignés avec des ouvertures corres- pondantes du pistolet associé de distribution afin de recevoir les liquides à mélanger à l'intérieur de la buse, celle-ci comprenant en outre une chambre (30) de mélange comportantune partie extrême d'entrée adjacente aux orifices d'entrée et une partie de sortie qui en est espacée axialement et qui définit l'ouverture d'entrée vers un passage intermédiaire (40), la chambre de mélange comportant des moyens à chicane (32) disposés à l'intérieur de cette chambre afin de mélanger les liquides entrant dans ladite chambre et de les faire avancer axialement à travers la buse, le passage intermédiaire présentant une ouverture d'entrée (46) et une ouverture de sortie (44) de dimension réduite et définies au moins en partie par une paroi conique (42) s'étendant entre lesdites ouvertures, la buse comportant en outre une partie extrême ouverte formant une ouverture d'entrée et une marge annulaire (59) entourant au moins la partie aval du passage intermédiaire de façon à définir, en association avec une surface extérieure de la paroi du passage intermédiaire, une chambre annulaire profilée (60) d'expansion, ladite partie extrême de la buse comprenant en outre une chambre (50) de pré-éjection s'étendant en aval de la sortie du passage intermédiaire et ayant un diamètre supérieur à celui de l'ouverture de sortie du passage intermédiaire, ainsi qu'une surface intérieure globalement hémisphérique (51) de laquelle part une fente allongée (24) d'éjection qui traverse ladite paroi extrême. 2. Buse de mélange et de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi extérieure de la buse est globalement cylindrique. 3. Buse de mélange et de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface extérieure de la buse présente sensiblement le même diamètre sur toute la longueur axiale de ladite buse. 4. Buse de mélange et de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce que le chapeau comprend un épaulement (55) destiné à faciliter la mise en place de la buse dans le pistolet de distribution associé. 5. Buse de mélange et de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chicane comprend des nervures hélicoïdales disposées autour d'une cloison centrale afin de produire une action de tourbillon- nement pour permettre le mélange complet des produits fluides devant être mélangés dans ladite chambre de mélange. 6. Buse de mélange et de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce que le volume du passage intermédiaire est sensiblement égal au volume de la chambre de pré-éjection. 7. Buse de mélange et de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce que la dimension axiale du passage intermédiaire est supérieure à la dimension axiale de la chambre d'éjection. 8. Buse de mélange et de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre deux raccords (28) qui font saillie axialement vers l'extérieur de la buse pour établir une communication de fluide avec lesdits orifices d'entrée. 9. Buse de mélange et de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en une matière thermoplastique.