Brevet FR2720662A1 — publié le 19951208

DISPOSITIF DE DISTRIBUTION D'UN MELANGE D'AIR COMPRIME ET DE POUDRE La présente invention concerne un dispositif de distribution d'un mélange d'air comprimé et de poudre, et plus précisément d'une poudre à granulométrie très fine. Dans plusieurs domaines de la technique, il est nécessaire de distribuer un mélange d'air comprimé et de poudre à un appareil utilisateur. C'est notamment le cas dans le domaine du nettoyage d'un support souillé, par exemple la façade d'un bâtiment, à l'aide de fines particules abrasives. Dans sa demande de brevet internationale WO-93 11908, le demandeur a proposé une installation de micro-nettoyage d'un support qui utilise une tête de projection rotative du mélange air/poudre. La projection se fait au travers d'une multitude de buses ayant une section de passage faible, dont le diamètre, à titre indicatif, est compris entre 400 micromètres et 4 millimètres. La granulométrie des particules abrasives est inférieure à 200 micromètres. Traditionnellement, L'amenée des particules abrasives à l'appareil se fait au moyen d'un matériel de sablage, communément appelé sableuse, comprenant une cuve de stockage de la poudre qui est branchée sur une source d'air comprimé, en général un compresseur ; en passant dans la cuve, I'air comprimé se charge de particules, qui sont ensuite transférées par l'intermédiaire d'un tuyau flexible à l'appareil de projection. Si un tel matériel donne satisfaction avec des particules relativement grandes, et des buses projectrices de grand diamètre, on observe avec une poudre de granulométrie très fine, et corrélativement avec des buses de très faible section, des problèmes de colmatage, qui conduisent à un dysfonctionnement rapide de l'installation. De plus, le débit des particules est irrégulier et ne permet pas d'obtenir un flux homogène. C'est notamment le cas lorsqu'on arrête fréquemment l'arrivée du mélange air/poudre, lors du redémarrage de l'opération. La présente invention a pour objectif de pallier les inconvénients ci-dessus mentionnés en proposant un dispositif qui permette d'obtenir un flux fin et régulier, permettant d'utiliser l'abrasif de façon temporaire et sélective, sans problème de colmatage des tuyauteries ou des buses. Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif de conception simple. Ces résultats sont atteints, conformément à la présente invention, grâce au fait que le dispositif comprend, d'amont en aval suivant le sens de déplacement de la poudre a) un conduit d'amenée de la poudre, à paroi convergente sensiblement tronconique, dans lequel s'écoule la poudre à partir d'une cuve de stockage b) une vanne d'obturation de l'orifice de sortie du conduit d'amenée, susceptible d'occuper sélectivement une position d'ouverture ou une position de fermeture dudit orifice c) un conduit de transfert d) une chambre de mélangeage de la poudre avec de l'air comprimé e) une chambre de diffusion obturée par une grille filtrante pourvue d'une multitude de trous de passage de faible section, légèrement supérieure à la section correspondant à la granulométrie de la poudre ; f) un conduit de sortie du mélange air/poudre. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques avantageuses, non limitatives - la chambre de diffusion est composée de deux parties coaxiales, à paroi tronconique, séparées par la grille filtrante, l'une divergente, en amont de la grille, et l'autre convergente, en aval de la grille - le conduit d'amenée est sensiblement vertical, avec son orifice de sortie dirigé vers le bas, et est muni de déflecteurs limitant le tassement de la poudre - le dispositif comporte un vibreur disposé dans la zone de sortie du conduit d'amenée - ladite vanne et/ou ledit vibreur sont à commande pneumatique - le dispositif consiste en un boîtier en matière synthétique contenant les différents conduits et chambres de passage de la poudre et de l'air - le dispositif comporte un système de purge comprenant un canal d'amenée d'air comprimé au niveau dudit orifice de sortie - il est prévu une série d'embouts amovibles et interchangeables, qui présentent des orifices de sortie de finesses différentes, aptes à être mis en place sélectivement à la base dudit conduit d'amenée. Le dispositif trouve particulièrement application pour l'alimentation d'un appareil de projection de particules abrasives pour le nettoyage d'une surface ; dans ce cas, L'appareil comporte des buses de projection dont la section de passage est supérieure à celle des trous de la grille filtrante. Avantageusement, cet appareil est à tête rotative entraînée par un moteur pneumatique et la commande de ce dernier, la commande de ladite vanne et l'alimentation en air comprimé de ladite chambre de mélangeage se font à partir d'une source commune d'air comprimé, telle qu'un compresseur. De manière particulièrement avantageuse, il est possible d'amener de l'air comprimé à l'appareil alors que ladite vanne est en position fermée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés qui en représentent un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins - la figure I représente le dispositif en coupe ; - la figure 2 est un schéma d'une installation de projection de particules abrasives utilisant un dispositif conforme à l'invention. A la figure I on a désigné par la référence 1 un boîtier en matériau synthétique, composé de deux parties 1A et lB fixées l'une à l'autre, I'ensemble constituant un bloc compact. Comme matériau, il est possible d'utiliser un polyamide tel que celui couramment désigné par la marque déposée "NYLON". Ce matériau, en effet, possède à la fois de bonnes qualité de résistance à l'abrasion et évite les phénomènes de condensation qui se produisent sur des parois métalliques. Le dispositif 1 comprend un raccord 10 sur lequel s'adapte un embout 11 solidaire de la cuve de stockage C de la poudre, laquelle est symbolisée par un trait interrompu fort. Le raccord 10 est tubulaire et débouche dans un conduit coaxial 3, appelé conduit d'amenée. Il s'agit d'une chambre à paroi tronconique, d'axe vertical, dont l'ouverture de sortie 30 est tournée vers le bas. A I' entrée du conduit 3 est monté un obturateur 2 à commande manuelle au moyen d'un levier 20. A titre indicatif, la paroi tronconique de conduit 3 a un angle au sommet u de l'ordre de 20 . A l'intérieur du conduit 3 sont montées des palettes déflectrices 31 disposées en quinconce et légèrement inclinées dans le sens d'écoulement, par gravité, de la poudre de haut en bas, vers l'orifice de sortie 30. Leur fonction est d'absorber une partie du poids de la masse de poudre en évitant les tassements, et de favoriser l'écoulement des particules. A la partie basse du conduit 3 est monté un vibreur 9 à commande pneumatique, dont la fonction - bien connue en soi - est également de favoriser le passage des particules dans la zone de sortie 30, de diamètre le plus petit. Cette partie basse du conduit 3 est occupée par un embout tronconique 32, amovible et interchangeable. On peut prévoir une série d'embouts ayant des orifices de sortie 30 plus ou moins fins, par exemple avec un diamètre s'échelonnant de 0,5 à 5 millimètres. Ainsi il est toujours possible d'obtenir un écoulement fluide régulier en choisissant l'embout approprié, le mieux adapté à la nature et/ou la granulométrie de la poudre. Il serait difficile, voire impossible, d'obtenir un écoulement régulier au moyen d'une vis de règlage de débit du type "vis-pointeau" (couramment utilisée dans les sableuses) obturant partiellement l'orifice de sortie. A ce niveau débouche un canal 12, 12' destiné à permettre la purge de la poudre susceptible de colmater l'orifice 30. Pour cela, il suffit de brancher le canal a une source d'air comprimé, ce qui a pour effet de chasser par soufflage le bouchon de poudre. L'orifice de sortie 30 est sélectivement obturable au moyen d'une vanne 4 du genre papillon, possèdant une palette pivotante obturatrice 40 en forme de disque. La vanne 4 est à commande pneumatique. Elle est normalement fermée, et s'ouvre lorsqu'elle est alimentée en air comprimé. Le dispositif 1 est pourvu d'un conduit 6 appelé chambre de mélangeage. Il s'agit d'un conduit cylindrique horizontal présentant une zone d'extrémité taraudée 60, pour l'adaptation d'un embout de flexible d'amenée d'air comprimé dans le conduit 6. Ce dernier est situé en-dessous et à l'aplomb de l'orifice de sortie 30, avec lequel il communique par un conduit de transfert 5, de forme générale tronconique inclinée vers le bas et vers l'aval si on considère le sens de déplacement du flux d'air comprimé dans le conduit 6. A la figure I on a symbolisé par les flèches F1 et F2 respectivement, le déplacement d'une part de la poupe dans le conduit de transfert 5 et d'autre part de l'air comprimé dans le conduit 6. II s'opère donc dans le conduit 6 un mélangeage de la poudre et de l'air. Le conduit 6 débouche par son extrémité aval dans un espace appelé chambre de diffusion. Il s'agit d'une chambre composée de deux parties tronconiques 7, 70 coaxiales, d'axe vertical, entre lesquelles est intercalée une grille filtrante 8. La partie basse, et amont 7, diverge vers la grille, tandis que la partie haute, et aval 70, converge à partir de la grille. La grille fitrante est un disque en matériau très résistant à l'abrasion, par exemple en carbure de tungstène, percée d'une pluralité de trous cylindriques 80 de très petit diamètre, néanmoins supérieur aux plus grandes dimensions des particules de poudre. A titre indicatif la granulométrie de la poudre est de 0 à 200 micromètres, et les trous 80 ont un diamètre compris entre 300 et 800 micromètres. Les flèches G et H symbolisent respectivement l'entrée du mélange air/poudre dans la partie 7 de la chambre de diffusion, et son évacuation hors de la partie 70, via un conduit de sortie 71. A la sortie du dispositif est monté un manchon de raccordement pourvu d'un obturateur à commande manuelle 21 et d'un embout 72 de branchement sur un flexible. A la base de la partie 7 est monté un obturateur 22 destiné à purger la chambre de diffusion, à travers un manchon d'évacuation des résidus 73. Les dispositifs obturateurs 2, 21 et 22 sont du type boisseau. En fonctionnement, les obturateurs 2 et 21 sont ouverts tandis que l'obturateur 22 est fermé. Le conduit 6 est branché en permanence à une source d'air comprimé amenant de l'air sous pression selon F2. Lorsqu'on ouvre la vanne 4, la poudre contenue dans la cuve et dans la chambre d'amenée 3 descend dans cette dernière pour tomber dans le conduit de transfert 5. C'est donc un flux continu de particules qui se mélange au courant d'air qui passe dans le conduit 6. Le mélange air/poudre se trouve ensuite diffusé dans la partie de chambre divergente 7. Dans cette partie 7 se trouve une masse de particules en suspension, dont une partie traverse les trous 80, tandis que le reste vient buter contre la grille 8 pour être reprise par le flux d'air, jusqu'à ce que ces particules arrivent à passer par l'un des trous 80 de la grille. A la sortie de la grille on a donc une répartition spatiale homogène des particules dans le flux d'air, et c'est un flux régulier qui sort par le conduit de sortie 71. Comme déjà dit les déflecteurs limitent le tassement de la poudre dans le conduit convergent 3, tandis que le vibreur 9 favorise l'écoulement des particules dans la partie rétrécie 30. Il est possible d'arrêter l'arrivée des particules de poudre en pilotant la vanne 4 dans sa position de fermeture. Dans ce cas, l'air continue à circuler dans le conduit 6 et dans la chambre 7, 70, ce qui permet d'éliminer les particules restantes, et de purger les conduits, y compris dans l'appareil utilisateur, lequel est alors alimenté en air comprimé uniquement. Le canal 12, 12' permet de purger la base du conduit d'amenée 3 après utilisation. Enfin, par ouverture de l'obturateur 22, on peut purger la chambre de diffusion de l'ensemble de ses résidus, normalement des grosses particules, incapables de franchir la grille filtrante. A la figure 2 on a représenté une installation utilisant ce dispositif 1, représenté symboliquement par un contour rectangulaire en traits interrompus. II s'agit d'une installation de nettoyage d'une surface, par exemple d'une façade de bâtiment, par projection de particules abrasives au moyen d'une tête projectrice 106. Celle-ci est entraînée en rotation par un moteur pneumatique 105, par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission de mouvement 300. Le compresseur 100 et le dispositif 1 sont normalement à poste fixe, tandis que l'appareil 106 est mobile. Son alimentation en air comprimé se fait donc par des conduits souples. Ainsi, la tête rotative 106 est alimentée en mélange air/poudre par le dispositif 1 au moyen d'un tuyau flexible 206 branché sur le raccord 72. Le dispositif reçoit de l'air comprimé d'un compresseur 100 par l'intermédiaire d'une canalisation 204 branchée sur la portion filetée 60 du conduit de mélangeage 6. Sur la canalisation 204 est montée une vanne de fermeture 107, laquelle est ouverte en cours de travail. Le moteur pneumatique 105 est alimenté également à partir du compresseur 100 par des canalisations flexibles successives 200, 201, 203. Sur la partie 200 se trouve une vanne de fermeture 101 et un diviseur de débit 102. Entre les parties 201 et 203 se trouve une vanne de commande 103 qui est actionnée par une petite vanne de pilotage 104 cette dernière est actionnée par une gachette (non représentée) portée par l'appareil 106, et manoeuvrable par l'opérateur. L'actionnement de la vanne de commande 103 se fait par un conduit d'amenée d'air comprimé 202 provenant du diviseur 102, via la vanne de pilotage 104. La vanne 103 est une vanne à actionnement pneumatique normalement fermée ; elle passe à l'état ouvert lorsque la vanne pilote 104 est ouverte. Enfin, la partie 203, située en aval de la vanne de commande 103 est branchée respectivement par des conduits 207 et 208, respectivement au vibreur 9 et à la vanne d'obturation 4. Les conduits 207, 208 et 203 portent des vannes à étranglement variable 109, 108, et respectivement 110, permettant un réglage des débits. En vue d'une opération de nettoyage, les vannes 101 et 107 sont ouvertes et le compresseur est mis en marche. Ainsi, de l'air comprimé arrive dans l'appareil, via la canalisation 204, le dispositif 1, et le flexible 206. Tant que l'opérateur n'actionne pas la gachette, la vanne pilote 104 est fermée, et n'actionne pas la vanne de commande 103, laquelle est aussi par conséquent fermée (positions de la figure 2). Lorsque l'opérateur actionne la gachette, il fait basculer la vanne pilote 104 en position ouverte, et de l'air comprimé arrive via la canalisation 202, à la vanne 103. Celle-ci s'ouvre et de l'air comprimé arrive du compresseur via les canalisations 200 et 201 dans le conduit 203. On a alors une alimentation en air comprimé du vibreur 9, qui se met en mouvement, de la vanne 4 qui passe à l'état ouvert et du moteur 105, qui fait tourner la tête rotative 106. On obtient alors une distribution de mélange air/poudre par le dispositif 1, et l'opérateur procède au nettoyage de la façade, en déplaçant l'appareil de projection le long de celle-ci. Lorsque l'opérateur souhaite arrêter ce travail, il lui suffit de relâcher la gachette pour automatiquement arrêter l'entraînement en rotation de la tête, arrêter le vibreur, et arrêter l'arrivée de poudre (par fermeture de la vanne 4). L'air comprimé continue à être fourni, ce qui permet de purger les canalisations et les buses. A titre indicatif, la section de passage rétrécie 30 a un diamètre compris entre 0,5 et 5 mm, le conduit de mélangeage 6 et le conduit de sortie 71 ont un diamètre de 12 mm, tandis que le disque 8 a un diamètre de 50 mm. La pression de l'air comprimé fourni par le compresseur 100 est compris entre 5 et 10 bars (soit 5 x 105 et 106 Pa). REVENDICATIONS 1. Dispositif de distribution d'un mélange d'air comprimé et de poudre à granulométrie très fine, caractérisé par le fait qu'il comprend, d'amont en aval suivant le sens de déplacement de la poudre a) un conduit (3) d'amenée de la poudre, à paroi convergente sensiblement tronconique, dans lequel s'écoule la poudre à partir d'une cuve de stockage (C) b) une vanne (4) d'obturation de l'orifice de sortie (30) du conduit d'amenée (3), susceptible d'occuper sélectivement une position d'ouverture ou une position de fermeture dudit orifice c) un conduit de transfert (5) d) une chambre (6) de mélangeage de la poudre avec de l'air comprimé e) une chambre de diffusion (7, 70) obturée par une grille filtrante (8) pourvue d'une multitude de trous (80) de passage de faible section, légèrement supérieure à la section correspondant à la granulométrie de la poudre f) un conduit de sortie (71) du mélange air/poudre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite chambre de diffusion est composée de deux parties (7, 70) coaxiales, à paroi tronconique, séparées par la grille filtrante (8), I'une (7) divergente, en amont de la grille, et l'autre (70) convergente, en aval de la grille. 3. Dispositif selon la revendication I ou 2, caractérisé par le fait que ledit conduit d'amenée (3) est sensiblement vertical, avec son orifice de sortie (30) dirigé vers le bas, et est muni de déflecteurs (31) limitant le tassement de la poudre. 4. Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un vibreur (9) disposé dans la zone de sortie du conduit d'amenée (3). 5. Dispositif selon l'une des revendications I à 4, caractérisé par le fait que ladite vanne (4) et/ou ledit vibreur (9) sont à commande pneumatique. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il consiste en un boîtier en matière synthétique (I) contenant les différents conduits (3, 5, 71) et chambres (6, 7, 70) de passage de la poudre et de l'air. 7. Dispositif selon l'une des revendications I à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un système de purge comprenant un canal (12) d'amenée d'air comprimé au niveau dudit orifice de sortie (30). 8. Dispositif selon l'une des revendications I à 7, caractérisé par le fait qu'il est prévu une série d'embouts (32) amovibles et interchangeables, qui présentent des orifices de sortie (30) de finesses différentes, aptes à être mis en place sélectivement à la base dudit conduit d'amenée (3). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est destiné à alimenter un appareil (106) de projection de particules abrasives pour le nettoyage d'une surface, cet appareil (106) comportant des buses de projection dont la section de passage est supérieure à celle des trous (80) de ladite grille filtrante. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit appareil (106) est à tête rotative entraînée par un moteur pneumatique (105) et que la commande de ce dernier, la commande de ladite vanne (4) et l'alimentation en air comprimé de ladite chambre de mélangeage (6) se font à partir d'une source commune d'air comprimé, telle qu'un compresseur (100). Il. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'il est possible d'amener de l'air comprimé à l'appareil (106) alors que ladite vanne (4) est en position fermée.