Brevet FR2573328A1 — publié le 19860523

La présente invention concerne un dispositif permettant d'injecter dans une cavité un produit fibreux ou granulé en vrac, par exemple pour en améliorer les caractéristiques d'isolation thermique ou phonique ainsi que les caractéristiques mécaniques. Jusqu'au début de la crise pétrolière, c'est-à-dire aux alentours de 1975, on a construit la majorité des bâtiments en utilisant la technique des double murs creux. Une lame d'air était ménagée entre le mur extérieur et le mur intérieur. Cette technique a pour avantage de constituer des murs sains et secs grâce à la lame d'air qui supprime tout risque de transmission de l'humidité du mur extérieur vers le mur intérieur en ménageant une circulation d' air. Malheureusement, ces murs ne sont pas isolants. Pour corriger ce défaut et pour isoler ce type de bâtiment, on a jusqu'à maintenant essayé d'utiliser un certain nombre de produits : les mousses synthétiques (résine urée formol, résine phénolique, résine polyuréthane...) sont difficiles à mettre en oeuvre, provoquent le gonflement des murs, sont hydrophiles. On a essayé de remplir ces cavités avec des produits pulvérulents en vrac tels que vermiculite, granulés d'isolants alvéolaires, billes de verre ou d'argile expansée, billes de polystyrène expansé, etc... Ces produits en vrac présentent l'inconvénient de ne pas avoir de tenue mécanique dans le mur et de couler vers le bas ou de se vider par le moindre orifice. Quelques essais ont été effectués pour remplir ces cavités en y injectant de la laine minérale en vrac, mais sans grand succès. En effet, les machines disponibles sur le marché ne permettaient pas d'obtenir un remplissage complet avec la certitude de ne pas laisser de poches importantes sans avoir à créer trop d'orifices d'injection. Les techniques, dans leur état actuel, ne permettent pas non plus d'éviter le tassement des fibres minérales injectées en vrac. Les machines de mise en oeuvre de laine minérale sont maintenant bien connues. Elles sont abondamment utilisées pour la projection d'un isolant fibreux avec encollage simultané. C'est ainsi que l'on procède au flockage des sous-faces de planchers et plafonds hauts, cave, vide-sanitaires, etc... Ces machines sont egalement utilisées pour l'isolation de combles perdus par épandage à la machine pneumatique d'un isolant en vrac. Il existe deux types de machines. 10 un simple ventilateur : une roue à aube est entrainée à grande vitesse. Elle provoque une aspiration d'air par laquelle on introduit l'iso- lant qui se trouve ainsi, d'une part, broyé, d' autre part, mélangé au flux d'air porteur. Un tuyau transporte le mélange "air-isolant" jusque dans les combles. 20 le deuxième type de machine plus élaboré comporte un bac de stockage dans lequel on vide les sacs d'isolants en vrac, un système de démottage des blocs, un système d ' alimentation, généralement une vis d1Archimède qui débouche dans une carde à doigts rotatifs. La laine ainsi transportée est ouverte, arrive à l'entrçe d'urle écluse rotative qui l'intro alimente en alr par un surpressr. duit dans le circuit pneumatique/ Ces machines sont maintenant bien connues et largement utilisées. Cependant, elles ne permettent pas de procéder de manière simple, sûre, économique à l'injection de fibres minérales ou autres isolants en vrac dans les murs creux ou dans les autres cavités à remplir. On constate en effet que si le remplissage du début de la cavité est possible en perçant un trou de diamètre important, généralement 60 à 100 mm, très rapidement la tuyauterie se bouche de manière imprévisible et l'on obtient un remplissage de la cavité tout à fait aléatoire et toujours irrégulier. La présente invention permet de remédier à ces défauts. Elle concerne donc un pistolet d'injection adaptable sur les machines de tout type. Ce pistolet, objet de la présente invention, comporte les éléments suivants. Un cône (1) réduit le diamètre du tuyau pour pouvoir permettre d ' in- jecter la laine dans la cavité par un petit trou d'injection (16). Pour éviter les bouchages constants et imprévisibles, on ménage un orifice (2) à la quasi extrémité de ce cônee)t l'on branche, sur cet orifice, un tuyau de retour (3) de diamètre adapté. Dès que l'injection dans le mur commence à rencontrer quelques résistances, la pression augmente et le flux de laine ne pouvant plus entrer directement dans le mur se dévie par l'orifice (2) ménagé et se dirige dans le tuyau de retour (3) vers la machine. Une observation attentive du trajet des flocons de laine montre que ceux-ci heurtent violemment la paroi du intérieure du mur pour ensuite se diriger perpendiculairement à la cavité. Toute 1' énergie cinétique des particules se trouve absorbée dans le choc qu'elles subissent lorsqu'elles ont quitté l'orifice (16) pour entrer dans le mur. Toute 1' énergie cinétique perdue pourrait être utilement utilisée pour assurer un meilleur remplissage et un tassement efficace de l'isolant. Afin d'éviter ce défaut et de faciliter le changement de direction, on dispose en face de la tuyère d'injection (16) qui prolonge le cône (1) un déviateur de jet (4) composé d'un cône dans lequel on pourra ménager des orifices (5). Par ces orifices (5) sortira un jet d'air comprimé qui repoussera l'isolant dans une direction perpendiculaire à la direction d ' ar- rivée et parallèlement au plan de la cavité. Une hélice (6) disposée dans le tuyau d'injection donnera au flux un mouvement rotatif facilitant son éjection par la force centrifuge. Afin d' éviter les risques d'un bouchage éventuel par arrivée d' iso- lant alors que la cavité est remplie, on disposera sur la machine un préssostat. Celui-ci arrêtera instantanément 1' alimentation de granulés ou de fibres dans la tuyauterie dès que la contre-pression atteindra la valeur déterminée. La prise de pression de ce préssostat se fera soit sur la machine à la sortie du surpresseur, soit par un tuyau (17) situé ou bien à proximité du tuyau d'injection (16) ou juste avant l'orifice de refoulement (2). Ainsi, dès que la cavité sera remplie, une contre-pression d'air se manifestera dans l'orifice (17). Cette contre-pression arrêtera l' alimentation en produit en vrac. Le peu d'isolant qui restera encore en tuyauterie se trouvera dévié dans le tuyau de retour (3) et ramené à la machine ce qui principa e évitera le bouchagede la tuyauterie/. Afin d' éviter les pertes exagérées d' air qui pourraient fuir par l'orifice (2), on disposera à l'intérieur du pistolet un cône (7) qui se comportera comme un venturi. Ce venturi provoquera la suppression des pertes d'air indésirables. Pour faciliter l'emploi de ce pistolet, tous les raccordements se feront au moyen de raccords rapides (8) permettant le démontage et remontage immédiats. Une vanne de fermeture (9) commandée par un levier (10) permettra d' arrêter l'envoi de laine et de fermer 1' orifice dès que la cavité sera pleine. Cette fermeture est en effet indispensable lorsqu 'on travaille dans un appartement occupe de façon à éviter la projection d'isolants qui saliraient le logement. L'entrée dans le cône (1) ainsi que la sortie (2) de l'orifice de refoulement seront reliées à leur tuyauterie respective par des tuyaux transparents (14). Les orifices (5) de déviateur de jet (4) sont alimentés en air par un tuyau (11). Le tuyau (11) est branché à la sortie d'un venturi (12). L'air comprimé en passant dans cet ajutage de venturi provoque, dans un orifice (13) qui est raccordé à un tuyau, une dépression. La dépression constatée dans ce tuyau est utilisée pour aspirer une colle qui servira à encoller la laine ou autre isolant en vrac de façon à eviter tout tassement dans le temps. Le mouvement rotatif créé par les pales hélicoidales (6) pourrait être accéléré et augmenté par une arrivée d'air comprimé tangentielle (18) Lors des essais effectués, on a constaté que cette arrivée d'air additionnel (18) était particulièrement utile pour assurer le débouchage du pistolet. La figure représente une coupe du dispositif selon l'invention et permettra d'en mieux comprendre le fonctionnement. Il s'agit donc de remplir une cavité par un petit trou, d'assurer le tassement de la matière qui est injectée, d'éventuellement y disperser une colle pour en assurer une bonne tenue mécanique, tout en évitant de boucher la tuyauterie lorsque la cavité est pleine. Le pistolet objet de la présente invention est donc relié à la machine par trois tuyauteries. Une première tuyauterie assurant 1' alimentation en isolant en vrac et en air porteur de l'isolant basse pression, cette tuyauterie est généralement d'un diamètre de 40 à 80 mm. Pour la réalisation de la présente invention la dimension 50 mm (2 pouces) s'est avérée particulièrement inté ressante. Une deuxième tuyauterie permet le retour à la machine. Cette tuyauterie est avantageusement d'un diamètre situé entre 15 et 40 mm, diamètre qui est déterminé par la longueur de tuyauterie de retour, le diamètre des granules que l'on veut injecter dans le mur. Une troisième tuyauterie amène l'air comprimé. Eventuellement une quatrième tuyauterie est branchée sur le pistolet pour indiquer à un pressostat, monté sur la machine, la pression régnant dans le pistolet. Un autre tuyau est raccordé à l'orifice (13) et rejoint un récipient de colle La machine est mise en route et délivre un mélange d' air basse pression et de laine diluée dans l'air. Ce mélange arrive au pistolet par un tuyau de grand diamètre qui sera de manière préférentielle transparent dans la dernière partie. Pour pouvoir monter et démonter rapidement le pistolet, on a intérêt à raccorder le tuyau transparent (14) à un raccord rapide, type raccord pompier, Guillemin ou tout autre système de raccord rapide figuré -en (8). Le flux d' air et de laine minérale s ' introduit dans le grand diamètre du pistolet, environ 50 mm, et rencontre des pales hélicoidales (6) qui mettent la laine en rotation. Le flux de laine pénètre alors dans un cône qui réduit le diamètre de passage et donc augmente la vitesse du flux. jusqu'au plus petit diamètre de ce cône (7). A la hauteur de la partie la plus réduite du cône (7), on constitue un orifice (2) d'un diamètre de 15 à 40 mm, mais généralement autour de 30 mm. Après la réduction de diamètre du cône (7), on provoque un évasement pour constituer une sorte de venturi Au niveau du passage (7), on constate une légère dépression dans le tube (2). Le flux se détend après 1' ajutage (7), franchit une vanne (9), commandée par un levier (10) ouverte. Une nouvelle partie conique oblige le flux d'isolant et d'air à arriver jusqu'à une tuyère (16) qui servira d'orifice d'injection dans la cavité. Cette tuyère (16) aura un diamètre entre 10 et 50 mm selon le débit et la matière disponible. Généralement la dimension optimum se trouve située entre 15 et 30 mm. Lorsque la vanne (9) est ouverte la laine minérale la franchit et passe par la tuyère (16) à l'intérieur de laquelle on a disposé de nouvelles pales hélicoïdales (6). Le flux d'isolant et d'air rencontre alors le déviateur de jet (4). Ce déviateur de jet sera constitué d'un cône et réalisé en acier résistant parfaitement à l'abrasion. Le flux d'isolant et d'air sera ainsi dévié perpendiculairement et, tout en conservant son énergie, de façon à pouvoir être projeté plus loin à l'intérieur de la cavité, en évitant de perdre l'énergie cinétique par impact direct contre le mur situé face à la tuyère (16). Ce déviateur de jet (4) pourra être alimenté en air comprimé par un tuyau (11) d'un diamètre intérieur de 2 à 6 mm. Ce déviateur comportera également des orifices (5), ménagés dans la périphérie du cône à la partie basse. Par ces orifices (5), on fera sortir un jet d' air comprimé qui venant rencontrer le jet sortant par la tuyère (16) communiquera aux granulés d'isolant une énergie cinétique supplémentaire permettant à ceux-ci d'être projetés plus loin, tout en assurant un meilleur tassement de l'isolant dans le mur. Les orifices (5) pourront être soit fixes, soit composés de petits gicleurs, tels que les gicleurs Solex permettant d ' en régler le débit exact. Le déviateur (4) pourra être constitué en acier ou tout matériau résistant particulièrement bien à l' abrasion. Ce déviateur (4) sera fabriqué sans difficulté majeure en usinant un cône extérieur et un cône intérieur dans lequel débouchera le tuyau (11). Ce cône intérieur sera rebouché soit par une pastille vissée, soit par une pastille collée ou fixée par un circlip ou par tout autre moyen à la disposition de l'homme de l'art. Ainsi la laine ou l'isolant en vrac arrive par la tuyère (16), les pales (6) lui ont communiqué un mouvement de rotation. La force centrifuge va déjà communiquer à l'isolant une tendance à prendre une direction parallèle au plan de la cavité. Le déviateur mécanique (4) augmentera cette tendance qui sera encore développée par les jets d'air sous pression amenés par le tuyau (11) et sortant par les orifices (5). Au fur et à mesure du flux d'air et d'isolant, la cavité se remplit jusqu'à ce que la contre-pression rencontrée dans la tuyauterie (3), raccordée au pistolet en (2), soit inférieure à la contre-pression présentée par l'introduction de l'isolant dans le mur à la sortie de l'orifice (16). A ce moment, il existe plusieurs possibilités 10/ L'opérateur constate que l'isolant refoule dans la tuyauterie (3), au travers de la partie transparente (lu), il lui suffît de fermer la vanne (9), manoeuvrée par le levier (10). La tuyère (16) étant fermée plus aucun produit n en sort. L'opérateur retire le tuyau d'injection et se dirige vers un autre orifice constitué dans le mur. bar' Dès que la tuyère (16) a été réintroduite dans le nouvel orifice l'opérateur réouvre la vanne (9) en manoeuvrant le levier (10). Aussitôt, le flux d' air et d'isolant rencontre un orifice libre et la sortie étant plus facile par la tuyère (16) que par la sortie (2), le flux d'isolant se dirigera de manière préferentielle dans le mur. 25 Il a été constaté que le fait de fermer la vanne (9) et d'obliger toute la matière à retourner à la machine ou à être évacuer par l'orifice (2) présentait un inconvénient. Pour éviter cet inconvénient, la présente invention revendique également l'idée d'effectuer une mesure de la pression intérieure de la tuyauterie. Cette pression peut être mesurée soit à la sortie du générateur d'air sous basse pression de la machine, soit plutôt par un piquage (17) monté sur le pistolet. Dès que l'isolant éjecté par la tuyère (16) a presque rempli la cavité, la pression augmente dans le pistolet au niveau du cône (1) et de la réduction (7). Cette augmentation de pression provoque le refoulement de la laine par l'orifice (2) et son retour dans la~tuyauterie (3). Pour éviter que la machine continue à alimenter la tuyauterie en produit, il suffit que le pressostat, informé de la surpression, par les piquages (17) arrête l'ali- mentation de la machine. Le pressostat commandera donc un relais qui arrêtera instantanément le système d'alimentation en isolant de la machine telles que vis, carde, écluse, etc... Ainsi ne sera évacuée par l'orifice (2! et par le tuyau (3) que la matière restant dans la tuyauterie. Or, cette matière s'avère généralement suffisante pour assurer un parfait remplissage de la cavité. On a disposé l'orifice de refoulement (2) après un ajutage de venturi En effet, on sait qu'un ajutage de venturi provoque une dépression. Cet ajutage de venturi a pour but d'éviter que la- tuyauterie ne refoule de l'air exagérément pendant le fonctionnement de remplissage où l'air est entièrement -utile. Pour éviter également le retour exagéré, en fonctionnement normal, du produit par l'orifice (2) débouchant dans le tuyau (3), il est possible de monter, sur ce tuyau (3), un clapet taré qui augmentera la surpression et évitera les fuites parasites. Ce clapet taré s'ouvrira dès que la contre-pression rencontrée à la sortie de la tuyère (16) sera suffisante. Pour être certain que l'isolant soit parfaitement tassé et mécaniquement solide dans le mur, ou dans la cavité, il a paru intéressant de pouvoir procéder à son encollage. Pour celà, le pistoler objét de la présente invention, pourra comporter une arrivée de colle ajoutée dans 1' arri- vée d'air sous pression. L'introduction de colle dans 1' air comprimé débouchant par les orifices (5) et alimenté par le tuyau (11) peut s'effectuer par tous moyens, tels que pompe, pot sous pression, etc... Cependant, il parait intéressant de disposer sur le tuyau (11) un ajutage de venturi (12). Cet ajutage de venturi provoquera au passage de l' air comprime, l'aspiration de la colle par le l'orifice (13), lui-même relié au réservoir de colle. Le passage de l'air comprimé par l'ajutage (12) provoque l'aspiration de la colle, qui se trouve ensuite diffusée au coeur de la matière par les orifices (5). Un robinet mécanique ou télécommandé (15) assurera la synchronisation de l'arrivée d'air et de l'injection d'isolant dans les murs. Le dispositif selon 1' invention est particulièrement destiné à l'isola- tion thermique des bâtiments anciens ou nouveaux par remplissage des murs à double cloisons. Il peut également être utilisé chaque fois que l'on veut injecter un produit fibreux ou un produit granulé ou en flocons de matériau léger ou lourd dans une cavité pour en assurer le remplissage. Ce pistolet est particulièrement adapté à l'isolation thermique des murs verticaux, des cavités existant entre les dessus de plafond et le des sous de parquetS des toitures, de toutes les cavités ayant besoin d'être isolées, tels que chauffe-eau, capteur solaire, tuyauterie chauffante, tuyauterie refroidissante. En résumé, chaque fois que l'on a besoin de rem plir une cavité par un produit en vrac. REVENDICATIONS l)Dispositif pour injecter un produit granulé ou fibreux en vrac dans une cavité caractérisée en ce qu'il comporte un cône (1) réduisant le diamètre jusqu'à une tuyère d'injection (16) d'un diamètre plus petit et qu'un orifice (2), relié à un tuyau de retour (3) a été ménagé dans le cône de façon à assurer la décharge ou le retour du produit quand la cavité à remplir est pleine. 2) Dispositif selon la revendication nD1 caractérisé en ce qu'une vanne (9) manoeuvrée par un levier (10) permet d'arrêter l'arrivée du produit. 3) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un déviateur de jet (4) est disposé en face de la tuyère (16) et que ce déviateur de jet (4) peut comporter une arrivée 'd'air comprimé évacué par des buses (5). L'air comprimé a pour but de faciliter la déviation du jet. 4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu' un ajutage de venturi a été ménagé avant l'orifice (2) de décharge. 5) Dispositif selon 1' une de revendications précédentes caractérisé en ce que des pales hélicoldales sont disposées sur le passage du flux de façon à le mettre en rotation pour assurer un meilleur déplacement du produit à injecter dans la cavité à remplir. 6) Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une arrivée de colle ou de tout autre additif est ajouté Cette arrivée de colle ou d'additif est distribuée dans la laine soit avant, soit après la tuyère d'injection (16). Dans ce cas la distribution de l'additif ou de la colle se fait par les orifices (5) ménagés dans le déviateur de jet (4). L'alimentation en additif ou en colle peut se faire par pression ou par le passage au travers d'un venturi. 7) Dispositifselon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une prise de pression (117) permet de commander un pressostat qui détermine 1' arrêt de 1' alimentation en produit à injecter dès que la surpression à l'intérieur du système d'injection dépasse une valeur de consigne pré-établie. 8) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu ' une arrivée d' air additionnelle (18) provoque un mouvement de rotation facilitant l'éjection du produit et le remplissage de la cavité, et permettant le débouchage instantané du nez (16) de la tuyère d'éjection.