Brevet FR2636252A1 — publié le 19900316

"Dispositif de pulvérisation pneumatique de liquide, à jet pulvérisé plat" L'invention se rapporte à un dispositif de pulvérisation pneumatique de liquide notamment pour l'application de peinture ou vernis; elle a principalement pour objet d'améliorer les conditions de pulvérisation et de faciliter la conformation du jet de liquide pulvérisé. On connait un dispositif de pulvérisation de liquide utilisant l'air comprimé à la fois pour transformer le liquide en un faisceau de fines particules et pour donner à ce faisceau une forme souhaitée, plus particulièrement une forme d'éventail relativement plat présentant une section transversale d'épaisseur aussi constante que possible. Un tel dispositif est par exemple décrit dans le brevet américain N' 2 646 314. Ce dispositif connu comporte une buse de pulvérisation au centre de laquelle sont agencés un canal d'éjection de liquide et un canal d'éjection d'air d'entraînement, annulaire et coaxial audit canal d'éjection de liquide. De plus, ladite buse comporte d'autres canaux d'éjection d'air qui, en raison de leurs fonctions principales respectives, seront appelés canaux d'éjection d'air de pulvérisation et canaux d'éjection d'air de conformation du faisceau. Lesdits canaux d'éjection d'air de pulvérisation sont disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe du canal d'éjection de liquide et convergent vers un point de cet axe (qu'on appellera par commodité "point de pulvérisation") situé en aval de l'orifice d'éjection du liquide, pour disperser le jet de liquide en fines gouttelettes. Par ailleurs, des canaux d'éjection d'air de conformation sont aussi disposés symétriquement de part et d'autre de cet axe et convergent deux à deux vers celui-ci, en aval du point de pulvérisation, c'est-à-dire vers un emplacement o le jet de liquide est déjà pulvérisé. Pour ce faire, ces canaux sont pratiqués dans des cornes faisant saillie de la surface frontale de la buse sur laquelle débouche le canal d'éjection de liquide. Ces cornes sont symétriques par rapport à l'axe du canal. L'action de "l'air de conformation" est donc d'aplatir le faisceau de liquide pulvérisé pour lui donner la forme voulue d'un éventail. Lorsqu'on désire ouvrir au maximum l'éventail formé par le jet de liquide, on est amené à augmenter l'action des jets d'air de conformation issus des cornes. Lorsque cette action devient très importante, ces jets d'air ont tendance à creuser l'éventail dans sa partie centrale, voire à le couper en deux parties. Un impact du jet de liquide pulvérisé sur une surface perpendiculaire à l'axe de pulvérisation prend ainsi la forme d'un huit plein. Pour diminuer cette tendance, deux autres groupes de canaux d'éjection d'air de conformation, débouchant sur la face frontale de la buse, sont prévus. Ils produisent des jets d'air additionnel dirigés sensiblement parallèlement à l'axe d'éjection du liquide. Ces jets d'air additionnel interceptent les jets d'air issus des cornes, les élargissent et "étalent leur action sur le jet de liquide pulvérisé. De plus, ces jets d'air additionnel ont tendance à combler la dépression barométrique créée à la base des cornes par l'effet de Venturi provoqué par l'air de conformation issu desdites cornes. Les jets d'air additionnel permettent donc de diminuer le dépôt parasite de liquide sur la face frontale de la buse. Ils ont donc, aussi, un rôle de protection évitant que la buse ne soit souillée par le liquide pulvérisé. Pour simplifier la structure de la buse, tous les canaux débouchant sur la face frontale prennent naissance dans une même chambre d'alimentation en air sous pression, contiguë au canal central d'éjection de liquide et entourant ce dernier, tandis que les canaux pratiqués dans les cornes prennent naissance dans une chambre indépendante, coaxiale & la précédente et généralement alimentée sous une pression d'air différente. Dans la majorité des cas, les deux chambres sont alimentées par la même source d'air comprimé, la chambre reliée aux cornes étant alimentée par un conduit de dérivation comportant une perte de charge réglable. Dans d'autres dispositifs connus, les deux chambres sont alimentées par deux sources d'air comprimé indépendantes et réglables. Dans tous ces agencements connus, on agit sur l'alimentation en air distribué à ces deux chambres pour ajuster la largeur du jet en éventail et la finesse de pulvérisation. Cependant, les actions de tous ces jets d'air interfèrent, ce qui rend les réglages difficiles, longs et fastidieux. L'invention résulte d'une étude plus approfondie des rôles spécifiques des différents jets d'air agissant sur le faisceau; elle consiste à redistribuer l'alimentation en air des différents canaux d'éjection d'air mentionnés ci-dessus. Dans cet esprit, l'invention concerne donc un dispositif de pulvérisation pneumatique de liquide, comportant une buse de pulvérisation au centre de laquelle est agencé un canal d'éjection de liquide et comportant en outre: - au moins un canal d'éjection d'air d'entraînement et - des canaux d'éjection d'air de conformation du faisceau, caractérisé en ce que tous lesdits canaux d'éjection d'air de conformation, à l'exception de tout autre canal d'éjection d'air précité, communiquent avec un même premier circuit de distribution d'air comprimé. Selon une autre disposition de l'invention, le canal d'éjection d'air d'entraînement et des canaux d'éjection d'air de pulvérisation communiquent avec un même second circuit de distribution d'air comprimé, réglable indépendamment du premier. Grâce à une telle distribution d'air, les jets d'air additionnel de conformation ont toujours une vigueur" adaptée à celle des jets d'air de conformation issus des cornes, le rapport entre les débits d'air de ces deux types de jet de conformation étant fixé par construction. On évite ainsi, qu'aux faibles pressions d'air de pulvérisation, les jets de conformation issus des cornes creusent ou coupent l'éventail en son milieu. Par ailleurs, aux fortes pressions d'air de pulvérisation, on est mieux en mesure de régler la "vigueur" des jets d'air de conformation permettant de donner à l'éventail une épaisseur transversale aussi constante que possible. Enfin, les dépôts parasites de liquide & la base des cornes se trouvent encore réduits car la dépression barométrique, due à l'effet de Venturi, provoqués par les jets issus des cornes, est mieux comblée que par le passé, quelles que soient les conditions de pulvérisation, puisque la *vigueur' des jets d'air de conformation additionnel augmente avec celle des jets d'air de conformation issus des cornes à l'origine de cette dépression. L'iivention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif conforme à son principe, donnée uniquement a titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue générale en perspective de la partie extrême du dispositif conforme à l'invention et plus particulièrement de la buse de pulvérisation; - la figure 2 représente partiellement le dispositif de l'invention, vu suivant une coupe longitudinale Il-II dans un plan P représenté à la figure 1; et - la figure 3 est une coupe partielle IIIIII de la figure 1 dans un plan médian PM du faisceau en éventail. Le dispositif de pulvérisation de liquide 11 comporte un corps 12 dont on a représenté une partie approximativement cylindrique et dans lequel sont définis un certain nombre de conduits susceptibles d'être mis en communication avec une arrivée de liquide 13 (notamment de la peinture ou un vernis), une première arrivée d'air 14 reliée à une première source d'air comprimé S14 et une seconde arrivée d'air comprimé 15 reliée à une seconde source d'air comprimé S15. Les deux sources d'air comprimé sont, ici, réglables indépendamment l'une de l'autre. Une buse de pulvérisation 16 est fixée à une extrémité du corps 12, au moyen d'un manchon fileté 17. L'arrivée de liquide 13 est ici représentée par un conduit qui débouche dans une chambre 13â; ce conduit est relié à une source de liquide sous pression, non représentée. Les arrivées d'air comprimé 14 et 15, également représentées par des conduits, débouchent dans des chambres 14a, 15e respectives. Le corps 11 abrite un pointeau de commande d'air 18 monté coulissant suivant un axe x'x. Il est à noter que les trois chambres 13a, 14a, 15a sont alignées le long de cet axe qui est aussi l'axe d'éjection du liquide. Le pointeau 18 comporte deux portées tronconiques 14b, 15b commandant la mise en communication des chambres 14a, 15e avec des conduits de distribution d'air 20, 21, respectivement, s'étendant dans le corps 12. Un pointeau de commande de peinture 22 est aussi monté suivant l'axe x'x. Il se déplace pour partie dans le pointeau 18 et pour partie dans le corps 12. Il commande la mise en communication de la chambre 13A avec un conduit de distribution de peinture 25 défini axialement (toujours suivant l'axe x'x) dans un insert 26. Ce dernier est intercalé axialement entre une extrémité du corps 12 et la buse de pulvérisation 16; il est vissé dans une partie filetée dudit corps. A l'extrémité de l'insert 26, dans le prolongement du conduit 25, se trouve placée une buse de projection de liquide 28 terminée par un canal d'éjection de liquide 30 qui fait saillie au travers de la buse de pulvérisation, au centre de celle-ci. L'axe de ce canal 30 est bien entendu, l'axe x'x. La buse de pulvérisation comporte deux cornes 35, symétriques par rapport à l'axe x'x, parallèles et admettant le plan P pour plan médian. Les cornes 35 font saillie sur les côtés d'une face frontale 36, sensiblement circulaire, de la buse de pulvérisation 16. Le canal d'éjection de liquide débouche par un orifice 30A au centre de cette face frontale. Des canaux d'éjection d'air sont ménagés dans la buse de pulvérisation. Selon un agencement connu en soi, on distingue les canaux suivants: - Un canal d'éjection d'entraînement 38, de section annulaire et agencé coaxialement et parallèlement au canal d'éjection de liquide 30. Il est défini entre la buse de projection de liquide 28 et un perçage axial de la buse de pulvérisation 16. Xl débouche donc par un orifice annulaire 38a sur la face frontale 36. Bien entendu ce canal annulaire unique pourrait être remplacé par plusieurs canaux parallèles au canal 30 et répartis régulièrement sur une surface cylindrique. - Des canaux d'éjection d'air de pulvérisation 39, obliques par rapport à l'axe x'x et dont les axes d'éjection convergent en A sur cet axe, en aval de l'orifice 30a, par rapport au sens d'éjection du liquide; les orifices 39a de ces canaux débouchent aussi sur la face frontale 36. Ces canaux 39 peuvent ne pas exister dans des versions simplifiées. - Des premiers canaux d'éjection d'air de conformation du faisceau 40, pratiqués dans les cornes, obliques par rapport à l'axe x'x et agencés par paire(s); ils sont situés dans un plan P, contenant l'axe x'x et les orifices 40& de ces canaux débouchent sur les faces en regard des cornes 35; les axes de ces canaux convergent deux à deux sur l'axe x'x en des points B1, B2... échelonnés le long de cet axe, en aval du point A. - Des seconds canaux d'éjection d'air de conformation du faisceau 41 situés ici dans le plan P, orientés sensiblement parallèlement à l'axe x'x (ou très faiblement inclines par rapport à lui) et dont les orifices 41a débouchent sur ladite face frontale entre l'axe et chaque corne 35, respectivement. Les jets d'air additionnel issus de ces canaux participent à la conformation du faisceau puisqu'ils 'écrasent' légèrement les jets d'air issus des orifices 40A, ce qui limite les risques d'avoir un faisceau creusé ou coupé au voisinage du plan P. En outre, comme indiqué ci-dessus, ces jets d'air additionnel évitent que des éclaboussures de liquide pulvérisé viennent se déposer à la base des cornes 35. Le plan PM contenant l'axe x'x et perpendiculaire au plan P se définit comme étant le plan médian souhaité du faisceau en éventail 45 de liquide pulvérisé. Une première chambre annulaire 49 est définie entre la buse 16, l'insert 26, le corps 12 et le manchon 17, par l'assemblage de ces différentes pièces. Le conduit 20 débouche dans la chambre 49. Ainsi, en amont de la buse de pulvérisation 16 se trouve défini un premier circuit de distribution d'air comprimé comprenant la chambre 49, le conduit 20, la chambre 14j, le conduit 14... Ce premier circuit de distribution d'air est ainsi alimenté par la source d'air comprimé S14. De façon analogue, une seconde chambre annulaire 50, de forme générale conique, est définie entre la buse de pulvérisation 16 d'une part et la buse de projection de liquide 28 et l'insert 26, d'autre part. Cette chambre 50 prolonge donc intérieurement le canal d'éjection d'air d'entraînement 38 jusqu'à des conduits 57 ménagés dans l'insert 26 et débouchant dans une chambre annulaire 58. Le conduit 21 débouche également dans cette chambre annulaire 58. Ainsi, en amont de la buse de pulvérisation et plus particulièrement du canal 38, se trouve défini un second circuit de distribution d'air comprimé, comprenant la chambre 50, les conduits 57, la chambre annulaire 58, le conduit 21, la chambre 15a, le conduit 15... Ce second circuit de distribution d'air est donc alimenté par la source d'air comprimé S15. Selon une caractéristique importante de l'invention, tous les canaux d'éjection d'air de conformation du faisceau , 41, à l'exception de tout autre canal d'éjection d'air précité, communiquent avec ledit premier circuit de distribution d'air comprimé. Plus particulièrement, lesdits premiers canaux 40 situés dans les cornes communiquent avec la chambre annulaire 49 par l'intermédiaire de conduits 48 s'étendant également dans lesdites cornes approximativement parallèlement à l'axe x'x, tandis que lesdits seconds canaux 41 sont reliés à la même chambre 49 par des conduits obliques 52 s'étendant dans la partie centrale de la buse 16. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le canal d'éjection d'air d'entralnement 38 et les canaux d'éjection d'air de pulvérisation 39 communiquent avec ledit second circuit de distribution d'air comprimé. Plus précisément, les canaux d'éjection d'air de pulvérisation 39 communiquent avec la seconde chambre annulaire 50 par des conduits ou cavités 55 (figure 3). Avec le dispositif qui vient d'être décrit, le réglage de la largeur du jet de liquide pulvérisé.peut se faire sur une plus grande étendue. On peut aussi mettre en oeuvre une pression d'air de conformation du faisceau éventuellement supérieure à celle de l'air de pulvérisation sans risque de déformation du jet et sans dépôt parasite sur la buse de pulvérisation. La structure qui vient d'être décrite, ne nécessite pas d'usinage précis des canaux 52 et cavités 55. En outre, il est à noter que ce genre de distribution d'air peut être adapté facilement sur des pulvérisateurs pneumatiques déjà existants, y compris un pulvérisateur muni d'une dérivation réglable fournissant l'air de conformation à partir de l'alimentation en air de pulvérisation, puisque les modifications concernent essentiellement et peuvent être limitées à la structure de la buse de pulvérisation. Pour l'utilisateur, il n'y a pas de différence majeure de fonctionnement (pas de nouvel apprentissage) mais une plus grand facilité de réglage, dans des limites plus étendues. Bien entendu, le mode de réalisation qui vient d'être décrit n'est qu'un exemple de réalisation parmi d'autres. La même distribution d'air peut être obtenue de façon différente, par exemple à l'aide de bagues intermédiaires de séparation entre les différentes arrivées d'air. L'invention permet d'éviter un débit trop important de l'air additionnel issu desdits seconds canaux d'éjection d'air de conformation. Il en résulte une diminution de la consommation d'air et donc une diminution du brouillard polluant autour du jet en éventail. Dans le cas d'une application par voie électrostatique, on observe aussi un effet d'enveloppement électrostatique plus efficace. REVENDICATIONS - 1- Dispositif de pulvérisation pneumatique de liquide, comportant une buse de pulvérisation au centre de laquelle est agencé un canal d'éjection de liquide (30) et comportant en outre: - au moins un canal d'éjection d'air d'entraînement (38), et - des canaux d'éjection d'air de conformation du faisceau (40, 41), caractérisé en ce que tous lesdits canaux d'éjection d'air de conformation (40, 41), à l'exception de tout autre canal d'éjection d'air précité, communiquent avec un méme premier circuit de distribution d'air comprimé (14, 20, 49). 2- Dispositif de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, de façon connue en soi, lesdits canaux d'éjection d'air de conformation du faisceau comprennent notamment: - des premiers canaux (40) situés dans deux cornes (35) parallèles faisant saillie sur les côtés d'une surface frontale (36) de la buse sur laquelle débouche ledit canal d'éjection de liquide (30), lesdites cornes étant agencées symétriquement par rapport à l'axe (x'x) de ce canal et lesdits premiers canaux étant situés dans un plan (P) passant par ledit axe, et - des seconds canaux (41) situés dans ledit plan et orientés sensiblement parallèlement audit axe, symétriquement par rapport à celui-ci, les orifices de ces canaux débouchant sur ladite surface frontale (36). 3- Dispositif de pulvérisation selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre des canaux d'éjection d'air de pulvérisation (39) caractérisé en ce que ledit canal d'éjection d'air d'entraînement et lesdits canaux d'éjection d'air de pulvérisation communiquent avec un même second circuit de distribution d'air comprimé (15, 21, 58, 57, 50). 4- Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte une première chambre annulaire (49) faisant partie dudit premier circuit de distribution d'air et dans laquelle débouchent - des conduits (48) s'étendant dans lesdites cornes et établissant la liaison avec lesdits premiers canaux, et - des conduits obliques (52) s'étendant dans la partie centrale de ladite buse et établissant la liaison avec lesdits seconds canaux. - Dispositif de pulvérisation selon l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel ledit canal d'éjection d'air d'entraînement se prolonge intérieurement par une seconde chambre annulaire (50) faisant partie dudit second circuit de distribution d'air comprimé, caractérisé en ce que des conduits ou cavités (55) s'étendent entre cette chambre et lesdits canaux d'éjection d'air de pulvérisation (39).