Brevet FR2578451A1 — publié le 19860912

La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant de disperser dans l'atmosphère des produits pulvérulents ultra-fins, c'est-àdire des particules dont la taille est de l'ordre du micron. On connaît actuellement de nombreux types d'ap- pareils de ce genre qui permettent de disperser des par- ticules de quelques dizaines de microns, qui sont par exemple du type des extincteurs à poudre et qui sont géné- ralement basés sur un procédé de fluidification pneumatique du produit au sein d'un réservoir de stockage lors de la mise en oeuvre. Cependant, les poudres plus fines composées de particules dont la taille est voisine du micron sont souvent difficiles à fluidifier du fait des propriétés cohésives des particules les composant qui s'opposent à leur écoulement par gravité. Lors de l'emploi de telles poudres qui seront qualifiées par la suite d'ultra-fines, il a déjà été proposé d'utiliser des vibrations et/ou des chocs, par exemple dans des trémies vibrantes, pour faciliter leur fluidification. Toutefois, ces solutions ont toujours été vouées à l'échec. Un but de la présente invention est donc de fluidifier ou de disperser dans l'atmosphère des poudres ultra-fines de façon parfaitement fiable, et, de préférence, au moyen d'un dispositif ne comportant qu'un nombre de pièces mobiles extrêmement réduit. Un autre but est de proposer un procédé de ce genre mis en oeuvre au moyen d'un appareil compact, apte à fonctionner dans n'importe quelle position et insensible aux vibrations et aux accélérations extérieures lors de sa mise en oeuvre. Ces buts, et d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grace au procédé selon la pré- sente invention qui est caractérisé en ce que l'on enferme la poudre à disperser dans un réservoir muni d'un piston intérieur et d'au moins une arrivée de gaz sous pression, en ce que l'on fait *agir ce gaz sous pression sur l'une des faces de ce piston de façon à le déplacer vers la poudre à disperser, et en ce que l'on fait passer un gaz sous pression sur une surface libre de la poudre en question pour l'éroder et l'acheminer vers des moyens de pulvérisation débouchant vers l'extérieur du réservoir. Dans un mode de réalisation de l'invention, la poudre à disperser est logée dans le réservoir entre le piston et des moyens de pulvérisation comportant une arrivée de gaz sous pression, cependant que, dans un autre mode de réalisation, cette poudre est logée entre un fond du réservoir et le piston, ce dernier comportant à la fois des passages pour l'amenée d'air comprimé sur une face libre de la poudre, et des organes pour l'évacua- tion de cette dernière vers l'air extérieur. On comprend que le déplacement relatif de la poudre compactée dans le réservoir à l'aide d'un piston étanche coulissant dans ce dernier au fur et à mesure de la vidange de celui-ci, d'une part, et, d'autre part, l'évacuation du produit par érosion du pain de poudre compactée et transport pneumatique de cette poudre vers un organe de dispersion, fournit un jet de gaz dont la vitesse est élevée, puisqu'elle est comprise entre et et 300 m/sjqui est chargé de poudre de manière régu- litre et contr8lée, le débit de cette dernière pouvant varier dans une très large mesure.. par réglage de la pression ou ajustement des organes d'évacuation. Il est ainsi possible de faire varier ce débit entre quelques dizaines de grammes par seconde et plusieurs kilogrammes par seconde. Pour la mise en oeuvre du procédé spécifié ci-dessus, l'invention prévoit un dispositif qui comporte un réservoir, un piston monté coulissant à l'intérieur de ce dernier, des moyens pour amener un gaz sous pression sur la face du piston opposée à la poudre à disperser, et des moyens pour amener un gaz sous pression à lécher et à éroder une surface libre de la poudre à disperser et pour évacuer vers l'air extérieur le gaz sous pression ainsi chargé de poudre. Les spécialistes en la matière comprendront aisément que le dispositif en question permet de disperser dans l'atmosphère un mélange de particules et de gaz, ce dernier étant avantageusement de l'air, et ce, à une vitesse élevée qui peut être comprise entre 100 et 340 mètres par seconde pour de l'air à 20 C. En outre, lors du franchissement des moyens d'évacuation en ques- tion, les éventuels agglomérats de particules subissent un fort cisaillement et sont fractionnés en agglomérats plus petits et/ou en particules unitaires. Un tel dispo- sitif, en outre, ne comporte qu'un nombre de pièces mobiles très réduit puisqu'elles se limitent à un piston, de sorte que les risques de pannes sont pratiquement réduits à zéro. Compte tenu, d'autre part, de la possibilité de stocker et de disperser des produits pulvérulents fortement compactés, l'autonomie du dispositif en question se trouve accrue. Dans l'une des formes de réalisation avantageuses de ce dispositif, la poudre à disperser est logée entre le piston et un disque transversal muni d'une buse axiale débouchant vers l'extérieur, cependant que des tubulures mettent en contact avec une source de gaz sous pression la face du piston opposée à la poudre à disperser, d'une part, et, d'autre part, la face opposée au piston de la poudre, un passage annulaire étant maintenu entre le disque et la face interne du réservoir, et le piston étant monté à l'intérieur de ce dernier par l'intermédiaire de joints d'étanchéité. De préférence, le piston en question présente la forme d'une cuvette cylindrique ouverte vers la tubuluire d'admission de gaz sous pression opposée à la poudre. Dans une autre forme de réalisation, la poudre à disperser est logée entre un fond du réservoir et le piston, ce dernier se prolongeant axialement par un tuyau flexible qui débouche vers l'air extérieur en traversant le fond du réservoir opposé à la poudre, cependant qu'une tubulure unique d'admission de gaz sous pression s'ouvre dans le volume compris entre le piston et le fond du réservoir opposé à la poudre, qu'un passage met en commu- nication ledit volume et une face libre de la poudre à disperser et que des joints d'étanchéité sont interposés entre ledit piston et la surface cylindrique interne du réservoir. Dans une variante avantageuse de cette forme de réalisation, on supprime le passage entre le volume compris entre le piston et le fond du réservoir,d'une part, et, d'autre part, une face libre de la poudre à disperser, et on supprime également les joints d'étan- chéité, les passages étant remplacés par un jeu entre le piston et la surface cylindrique interne du réservoir. On notera que les moyens permettant de dis- perser la poudre dans l'atmosphère peuvent se présenter sous la forme d'une rampe de distribution présentant la forme d'une ligne fermée comme un tore, ou d'une ou plusieurs lignes ouvertes comme un T ou une croix. On notera également que le débit du gaz sous pression utilisé est lié & la cohésion des particules que l'on désire disperser. Dans le cas le plus défavorable cependant, on obtient des rapports de débit entre le produit pulvérisé et le gaz sous pression compris entre 5 et 10. On remarquera aussi que le dispositif de l'invention permet d'effectuer des séquences de disper- sion continues et discontinues, l'arrgt et la marche effective de l'appareil n'intervenant que quelques secondes après l'ordre d'arrêt ou de mise en marche. La description qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif permettra de bien comprendre comment la présente invention peut ftre mise en pratique. Elle doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles: La figure 1 représente une vue en coupe lon- gitudinale schématique du dispositif de dispersion selon la présente invention dans unepremière forme de réalisation; La figure 2 est analogue à la figure 1, mais elle montre une autre forme de réalisation du dis- positif en question; La figure 3 représente, également en coupe longitudinale schématique, la partie qui avoisine le piston du dispositif de dispersion selon l'invention dans une troisième forme de réalisation. Comme on le voit sur la figure 1, le dispositif de dispersion selon l'invention selon sa première forme de réalisation comprend un corps cylindrique fermé 1 mui,à neextrém.tté d' rèr muni, à une aex tremit. d'e preiere tubulure d'admission a lire exemp e 2 qui est disposée/axialement sur le cylindre 1 et qui peut être raccordée à une source d'air comprimé non repré- sentée, ainsi que d'une seconde tubulure d'admission 3 qui peut également être raccordée à une source d'air comprimé non représentée mais qui, contrairement à la ar exemple tubulure 2, estexcentrêe par rapport à l'axe du cylindre 1 En fait, la disposition des tubulures 2 et 3 est indifférente pour le fonctionnement du système. Un piston 4 est monté coulissant à l'intérieur du cylindre I du côté de la tubulure axiale 2. Il présente la forme d'une cuvette cylindrique ouverte vers cette tubulure, cependant que des joints toriques d'étanchéité et 6 sont interposés entre la paroi latérale du cylindre 4 et la face intérieure du cylindre 1. Du c8té de la tubulure d'admission excentrée 3, est montée une buse axiale 7 qui est destinée à l'évacua- tion du produit dispersé et qui traverse la paroi frontale plane du cylindre 1. A l'intérieur de ce dernier, la buse 7 se prolonge vers l'extérieur en un disque 8 qui lui est perpendiculaire et dont la périphérie est située à une faible distance de la face interne du cylindre 1. Le produit pulvérulent compacté 9 qu'il s'agit de disperser étant logé entre le piston 4 et le disque 8, l'air comprimé qui pénètre par la tubulure 3 dans le cylindre I s'écoule entre la face interne de la paroi cylindrique de ce dernier et la périphérie du disque 8 et, suivant le trajet indiqué par les flèches F, il vient lécher et éroder la surface libre du pain de poudre compactée 9. Cet air ainsi chargé de particules de poudre extrêmement fines passe par la buse 7 et vient se disperser dans l'atmosphère. Simultanément, l'air comprimé introduit dans le cylindre I par la tubulure 2 pousse le piston 4 dans le sens de la flèche F', ce qui déplace le pain de poudre compactée, au fur et à mesure de l'évacuation de la poudre à disperser, vers la buse de sortie 7. Sur la figure 2, les organes analogues à ceux de la figure I ou jouant le même rôle ont été représentés par les m9mes chiffres de référence. On retrouve le cylindre 1, le piston 4, ainsi qu'une buse d'admission d'air comprimé 3 qui est décalée radialement par rapport à l'axe du cylindre 1. Le fond du piston 4 présente en son centre un pergage 10 qui est raccordé à un tuyau flexible 11 débouchant & l'air libre par un perçage axial 12 du fond du cylindre I qui comporte également la tubulure d'admission 3. Le piston 4 muni, là aussi, de Joints d'étanchéité 5 et 6 interposés entre sa paroi latérale et la face interne du cylindre 1, comporte une pluralité de perçages 13 qui sont régulièrement répartis sur le pourtour de son fond plat et qui sont orientés vers la paroi du cylindre I en faisant avec les génératrices de ce dernier un angle voisin de :degrés. Il est aisé de comprendre que, dans cette forme de réalisation, l'air comprimé pénétrant dans le cylindre I par la tubulure d'admission 3 exerce sur le piston 4 une poussée qui, malgré la perte de pressianoccasionnée par les passages 13, est suffisante pour le pousser vers le pain de produit pulvérulent compacte 9 enfermé entre le piston en question et le fond du cylindre I opposé à la tubulure 3. Simultanément, l'air comprimé qui passe par les passages 13 vient lécher et éroder la surface du pain de produit compacté 9 dont il entralne les par- ticules selon les flèches F" vers le tuyau flexible Il et, de là, vers l'air extérieur o il se trouve dispersé. Dans le cas de la figure 3, les joints d'étan- chéité 5 et 6 de la figure 2, ainsi que les passages 13 ont été supprimés et l'air comprimé provenant de la tubulure 3 s'écoule dans un jeu 15 ménagé entre la paroi cylindrique du piston 4 et la face interne du cylindre 1 pour suivre ensuite le trajet représenté par les flèches F"' et s'écouler par une buse 14 qui est elle-même reliée à un tuyau flexible non représenté analogue au tuyau 11 de la figure 2. Le mode de fonctionnement des dispositifs qui viennent d'être décrits est évident et il ne sera pas commenté de manière plus détaillée. On notera cependant que plusieurs modes de rechargement du réservoir 1 peuvent être envisagés. Ainsi, l'appareil pourrait con- sommer le produit 9 sous forme de pain de produits pul- vérulents préalablement compactes et introduits par démontage de l'une des brides du réservoir de stockage 1, ce rechargement pouvant 9tre effectué par un seul opérateur en quelques minutes. On notera également qu'au cours d'une séquence de distribution, la vitesse d'érosion de la poudre 9 par le gaz d'entraînement doit 8tre supérieure à une valeur plancher, la pression dans les orifices annulaires 13 (figure 2) ou la fente annulaire 15 (figure 3) devant 9tre réglée en fonction du débit et de la nature du produit à disperser. Pour cela, la circulation de la poudre et du gaz à l'intéieur du réservoir 1 et autour de l'orifice d'évacuation/(figure 2) ou 10 (figure 3) doit 9tre telle que la vitesse d'érosion de la poudre reste en permanence supérieure a cette valeur plancher. En effet, si cette condition n'est pas satisfaite, des chemins préférentiels apparaissent dans la masse du produit et, afin d'éviter que la majeure partie du gaz sous pression d'entralne- ment ne s'écoule librement par ces galeries, ce qui entrainerait une baisse importante du débit de produit, il est nécessaire de détruire ces galeries en permanence par un dispositif mécanique ou pneumatique. Dans le cas du dispositif selon la présente, la continuité du débit de produit est obtenue du fait, d'une part, de l'action simultanée en régime de fonction- nement stable de l'avancée du piston 4 et de l'évacuation du produit érodé 9, ce qui contr8le la formation des chemins préférentiels du gaz sous pression d'entralne- ment au sein du produit et, d'autre part, de la géométrie de l'organe de fluidification qui peut être constitué dans tous les cas par une fente annulaire de faible largeur comprise entre 0,2 et 0,04 mm permettant de créer une nappe d'air érodant le produit à disperser. Pour sa part, l'organe de fluidification peut être une fente annulaire à jet radial, axial ou conique, une pluralité de trous répartis sur une circonférence, ou encore une fente annulaire répartie sur un ou plusieurs secteurs. Le procédé et le dispositif suivant l'invention permettant de disperser dans l'atmosphère des produits pulvérulents ultra-fins trouvent une application intéres- sante dans le masquage de la signature infrarouge d'une source thermique d'intérêt militaire ou civil comme décrit dans la demande déposée au nom de la Demanderesse le 12 A0UT 1982 sous le N 82.14043. REVENDIOATIONS 1. Procédé pour la dispersion de poudres ultra-fines, caractérisé en ce que l'on enferme la poudre à disperser dans un réservoir muni d'un piston intérieur et d'au moins une arrivée de gaz sous pression, en ce que l'on fait agir ce gaz sous pression sur l'une des faces de ce piston de façon à le déplacer vers la poudre & disperser, et en ce que l'on fait passer un gaz sous pression sur une surface libre de la poudre en question pour l'éroder et l'acheminer vers des moyens de pulvéri- sation débouchant vers l'extérieur du réservoir. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poudre à disperser est logée dans le réser- voir entre le piston et des moyens de pulvérisation comportant une arrivée de gaz sous pression. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poudre à disperser, est logée entre un fond du réservoir et le piston, ce dernier comportant à la fois un passage pour l'amenée de gaz sous pression sur une face libre de la poudre, et des organes pour l'évacua- tion de cette dernière vers l'air extérieur. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 3, carac- térisé en ce qu'il comporte un réservoir (1), un piston (4) monté coulissant à l'intérieur de ce dernier, des moyens (2-; 3) pour amener un gaz sous pression sur la face dudit piston opposée à la poudre à disperser (9), et des moyens (3, 7; 3, 13; 14) pour amener un gaz sous pression à lécher et à éroder une surface libre de la poudre à disperser (9) et pour évacuer vers l'air exté- rieur le gaz sous pression ainsi chargé de poudre. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la poudre à disperser (9) est logée entre ledit piston (4) et un disque transversal (8) muni d'une buse axiale (7) débouchant vers l'extérieur, cependant que des tubulures (2, 3) mettent en contact avec une source de gaz sous pression la face du piston (4) opposée à la poudre & disperser (9), d'une part, et, d'autre part, la face opposée au piston (4) de cette pou- dre, un passage annulaire étant maintenu entre le disque (8) et la face interne du réservoir (1) et le piston (4) étant monté A l'intérieur de ce dernier par l'intermé- diaire de jointa d'étanchéité (5, 6). 6. Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que le piston (4) présente la forme d'une cuvette cylindrique ouverte vers la tubulure correspondante (2) d'admission de gaz sous pression. 7. Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que la poudre A disperser est logée entre un fond du réservoir (1) et le piston (4), ce dernier se prolongeant axialement par un tuyau flexible (11) qui débouche vers l'air extérieur en traversant le fond du réservoir (1) opposé à la poudre (9), cependant qu'une tubulure unique d'admission de gaz sous pression (3) s'ouvre dans le volume compris entre le piston (4) et le fond du réservoir (1) opposé à la poudre (9), qu'un passage (13, 15) met en communication ledit volume et une face libre de la poudre à disperser (9) et que des joints d'étanchéité (5, 6) sont interposés entre ledit piston (4) et la surface cylindrique interne du réservoir (1). 8. Dispositif selon la revendication 79 caractérisé en ce que ledit passage est constitué par un jeu (15) ménagé entre ledit piston (4) et la surface cy- lindrique interne du réservoir (1). 9. Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 3 ou du dispositif selon l'une des revendications 4 à 8 au masquage de la signature infrarouge d'une source thermique d'intértt militaire ou civil.