Brevet FR2765124A1 — publié le 19981231

Buse de pulvérisation et système de pulvérisation pour pulvériser du liquide sur une bande de matériau La présente invention se rapporte à une buse de pulvérisation et à un système de pulvérisation pour pulvériser du liquide sur une bande de matériau, en particulier pour pulvériser un liquide de séparation sur une feuille d'aluminium. Lors de la fabrication de feuilles d'aluminium extrêmement minces, il est nécessaire de faire passer deux bandes de feuilles superposées à travers un lami- noir afin de les amener à la faible épaisseur requise, jusqu'à 6 pm. A cet effet, avant le laminage, on réa- lise par bobinage une bobine de deux feuilles superpo- sées, sur une machine dite doubleuse. Après la dernière passe de laminage, les deux feuilles sont, sur une machine dite sépareuse, de nouveau séparées et bobinées sous forme de deux bobines séparées. Afin que les deux bandes de feuilles ne se soudent pas entre elles lors du laminage, on pulvérise un liquide de séparation, par exemple du pétrole ou du kérosène, avec des additifs appropriés, sur la face intérieure d'une des deux bandes de feuilles, avant le doublage. Après la séparation, on chauffe les bobines dans un four afin que le liquide de séparation se vola- tilise. Le liquide de séparation est appliqué à l'aide d'un système de pulvérisation qui se compose d'une ran- gée de buses de pulvérisation réparties sur la largeur de la bande. De façon connue, on utilise des buses bimatières, le liquide de séparation étant pulvérisé à l'aide d'air comprimé. Il s'est toutefois avéré dans la pratique que les buses bimatières connues ne sont pas en mesure de pulvériser du liquide de séparation à un débit suffisamment réglable et avec l'uniformité néces- saire. La présente invention vise à fournir une buse de pulvérisation qui permette de pulvériser du liquide de séparation, à un débit réglable entre de larges limites, et avec l'uniformité nécessaire. L'invention a également pour but de fournir un système de pulvéri- sation utilisant des buses de pulvérisation conformes à l'invention, pour la pulvérisation de liquide de séparation. La buse de pulvérisation conforme à l'invention pour la pulvérisation de liquide sur une bande de maté- riau, en particulier pour la pulvérisation de liquide de séparation sur une feuille d'aluminium, comprend une buse à liquide centrale, raccordée à une arrivée de liquide et présentant un canal de sortie tubulaire, un canal d'arrivée d'air dont l'orifice de sortie est dis- posé en anneau autour du canal de sortie de la buse à liquide, et un capot agissant en tant que distributeur à jet plat et présentant une ouverture de sortie en forme de fente dans laquelle débouchent le canal de sortie de la buse à liquide et le canal d'arrivée d'air. Le canal de sortie de la buse à liquide présente un diamètre intérieur de 0,3 mm au maximum et une longueur correspondant à plus de 30 fois son diamètre intérieur. Le système de pulvérisation conforme à l'inven- tion pour pulvériser du liquide sur une bande de maté- riau, en particulier pour pulvériser du liquide de séparation sur une feuille d'aluminium, comprend plu- sieurs buses selon l'invention disposées dans une mon- ture porte-buses à distance égale les unes des autres sur la largeur de travail. A l'aide des buses de pulvérisation conformes à l'invention, le liquide de séparation peut être réparti uniformément moyennant une pression constante du fluide de transport ou vecteur (air) de 1 bar. Le débit d'application peut être réglé de façon continue exclu- sivement en passant par la pression du liquide, sur une plage très large de par exemple 300 cm3/h à 6000 cm3/h. Cela exclut des turbulences, seule la quantité réelle- ment dosée par m2 (de bande de matériau) étant appli- quée sans pertes notables et sans formation de gouttes. Etant donné que l'application s'effectue sans pertes notables, il n'est pas nécessaire de prévoir des installations d'extraction onéreuses, afin d'exclure une pollution du poste de travail ou de l'environne- ment. En outre, du fait de l'application essentielle- ment sans pertes, il est possible de réduire la consom- mation de liquide de séparation, donc le coût. De préférence, chaque buse peut être fixée avec possibilité d'orientation angulaire (rotation) autour de son axe central sur une traverse de support commune. Il est possible, dans ce cas, de prévoir une commande de réglage pour une orientation angulaire (rotation) commune des buses. Les buses peuvent être raccordées à des tubes de distribution communs pour le liquide de séparation et l'air, lesquels tubes sont dimensionnés de manière à prévenir des pertes de charge notables sur la largeur de travail. De préférence, la distribution de liquide par les buses peut, la pression d'air étant constante, être réglée en passant par la pression du liquide. L'invention sera décrite ci-après plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation illustré de façon simplifiée par les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente le schéma d'une installation comprenant une machine de doublage et un système de pulvérisation; - la figure 2 est une coupe transversale d'un système de pulvérisation; - les figures 3a et 3b sont des vues schématiques en plan montrant l'orientation angulaire des buses; - les figures 4a et 4b représentent le motif de pul- vérisation d'une buse dans différentes positions de réglage; - la figure 5 est une coupe transversale agrandie d'une buse de pulvérisation; et - la figure 6 est une vue en plan de la buse de la figure 5. La machine doubleuse représentée schématique- ment sur la figure i comprend deux dispositifs dérou- leurs 1,2 dans chacun desquels est suspendu une bobine 3, 4 d'une bande de feuille d'aluminium mince. Des deux dispositifs dérouleurs 1, 2 disposés l'un derrière l'autre dans la direction de déroulement, on retire deux bandes de feuilles 5, 6 qui sont amenées, en étant superposées, à un dispositif 7 pour l'application par pulvérisation d'un liquide de séparation, par exemple du pétrole ou du kérosène avec des additifs appropriés. A l'intérieur du dispositif de pulvérisation 7, les deux bandes de feuilles 5, 6 sont conduites parallèle- ment à distance l'une de l'autre. Entre les deux bandes 5, 6 est disposé un système de pulvérisation 8 qui pul- vérise le liquide de séparation depuis le bas contre la face inférieure de la bande de feuille 5 supérieure. Les deux bandes de feuilles 5, 6 sont ensuite de nou- veau superposées et sont amenées à l'état superposé à un dispositif enrouleur 9 o elles sont enroulées conjointement sous la forme d'une bobine 10. Le systeme de pulvérisation 8 est représenté à plus grande échelle sur la figure 2. Il se compose d'une rangée de buses élémentaires 1 disposées trans- versalement sur la largeur de la bande et fixées en une rangée, à une distance d'environ 160 mm les unes des autres, dans une monture constituée par une traverse de support 12 commune, de telle manière que leurs ouvertu- res de sortie soient tournées vers le haut, afin que le liquide de séparation 13 puisse être pulvérisé sur le côté inférieur de la bande supérieure 5. Les buses 11 sont raccordées à des tubes de distribution 14, 15 communs à partir desquels elles sont alimentées en liquide (tube de distribution 14) et en air (tube de distribution 15). Les tubes de distribution 14, 15 sont dimensionnés de manière à ne pas provoquer de perte de charge aux débits maximum d'air et de liquide. Cela assure que toutes les buses 11 reçoivent la même pression de liquide et la même pression d'air et éjec- tent la même quantité de liquide de séparation 13. Afin que le système de pulvérisation 8 puisse être réglé sur des largeurs de travail différentes, les deux buses extérieures 11 sur chaque côté de la machine peuvent être déconnectées individuellement des tubes de distri- bution 14, 15, à l'aide de valves 16. Comme illustré par les figures 3a et 3b, chaque buse 11 est montée sur la traverse de support 12 de manière à pouvoir être orientée angulairement par pivo- tement autour de son axe vertical 17, afin de pouvoir régler la position de son ouverture de sortie 18 en forme de fente par rapport à la direction de défilement de la bande. Le réglage s'effectue à l'aide d'une tige de réglage 19 qui s'étend sur la largeur de travail et sur laquelle chaque buse 11 est articulée par son corps. La tige de réglage 19 est déplaçable axialement à l'aide d'un moteur latéral 20 et fait ainsi pivoter chaque buse 11 autour de son axe vertical 17. L'angle de réglage de l'ouverture de sortie 18 en forme de fente de chaque buse 11 par rapport à la direction de défilement de la bande est d'au moins 45 , de préfé- rence 60 , par rapport à la position zéro (figure 3a) dans laquelle les ouvertures de sortie 18 en forme de fente sont orientées perpendiculairement à la direction de défilement de la bande. Par rotation des buses 11, il est donc possible de faire varier la largeur du jet sortant de la buse d'environ 300 mm à environ 160 mm, pour une même distance des buses 11 par rapport à la bande 5. L'effet d'une rotation des buses 11 de la position 0 de 60 est représenté sur les figures 4a et 4b. Le motif de distribution varie lors de la rotation des buses en ce sens que la même dose est pulvérisée sur une bande de largeur réduite. Par réglage angu- laire, il est possible de régler la largeur du jet qui est fonction du débit de chaque buse 11 de telle manière que les jets de deux buses 11 voisines ne se recouvrent pas. Un recouvrement de deux jets provoque- rait des turbulences qui altéreraient l'uniformité de l'application. En fonctionnement, les buses 1 sont réglées de manière que leurs zones d'application se touchent tout juste. Il est donc possible d'adapter le motif de pulvérisation de chaque buse de manière à obtenir, pour chaque débit d'application nécessaire par unité de temps, une application uniforme et exempte de turbulences. Comme représenté sur la figure 2, une coiffe 21 en forme de toit, coudée vers les bords de la bande, est disposée au-dessus de la bande 5, cette coiffe empêchant, en cas de déchirure de la bande 5, une dispersion du liquide de refroidissement sortant du dispositif de pulvérisation 7. Sur les deux bords de la bande, la coiffe 21 est prolongée par des rebords formant rigoles 22 s'étendant dans la direction de défilement de la bande sur la zone de pulvérisation. Les rigoles 22 récupèrent le liquide de séparation qui n'a pas été appliqué sur la bande 5 et le conduisent par des conduites 23 à un réservoir 24. En dessous de la monture porte-buses est disposée une cuvette collec- trice 25 qui récupère le liquide de séparation tombant vers le bas et l'amène par une conduite 26 également au réservoir collecteur 24. Sur les figures 5 et 6, on a représenté à échelle agrandie une buse élémentaire. La buse comprend une buse à liquide 28 centrale, raccordée à l'arrivée de liquide 27 et présentant un canal de sortie 29 tubu- laire. Autour de la buse à liquide 28 est disposée une buse à air 30 qui comprend un canal d'arrivée d'air 31 dont l'ouverture de sortie 32 est disposée en anneau autour du canal de sortie 29 de la buse à liquide 28. Le canal de sortie 29 de la buse à liquide 28 et le canal d'arrivée d'air 31 débouchent dans un capot 33 avec une ouverture de sortie 18 en forme de fente, agissant en tant que distributeur de jet plat. Il est essentiel pour l'invention que le canal de sortie 29 de la buse à liquide 28 présente un diamè- tre intérieur de moins de 0,3 mm, de préférence d'envi- ron 0,1 mm à 0,2 mm, et une longueur correspondant à plus de 30 fois son diamètre intérieur. Dans l'exemple illustré, la longueur du canal de sortie 29 correspond à environ 90 fois son diamètre intérieur qui est d'en- viron 0,2 mm. Le canal de sortie 29 ainsi constitué fait office de restriction (étrangleur) uniforme sur sa longueur. Il se produit un écoulement laminaire non perturbé du liquide qui est injecté dans le jet d'air. La buse de pulvérisation 11 ainsi réalisée peut fonctionner avec une pression d'air constante, le débit de liquide pulvérisé étant réglé de façon continue exclusivement en passant par la pression de liquide. La pression de liquide est réglable entre 0,25 bar et 15 bars au maximum. Avec cette différence de pression, on obtient un débit de liquide de 300 cm3/h à 6000 cm3/h. La largeur du jet de liquide sortant de l'ouverture de sortie 18 en forme de fente varie, sur cette plage de pression, entre 160 mm et 300 mm. Cela est corrigé par une rotation de la buse 11 et donc par une variation de l'angle de l'ouverture de sortie 18 par rapport à la bande (voir figures 4a et 4b). Avec un débit maximal de liquide, une rotation de la buse 11 de 60 fait que cette buse 11 pulvérise de nouveau le liquide sur une largeur de bande d'environ 160 mm et qu'il ne se pro- duise pas de turbulences sous l'effet du croisement des jets de liquide des buses 11 voisines. REVENDICATIONS 1.- Buse de pulvérisation pour la pulvérisa- tion de liquide sur une bande de matériau (5), en par- ticulier pour pulvériser du liquide de séparation sur une feuille d'aluminium, comprenant: - une buse à liquide (28) centrale, raccordée à une arrivée de liquide (27) et présentant un canal de sortie (29) tubulaire; - un canal d'arrivée d'air (31) dont l'ouverture de sortie (32) est disposée en anneau autour du canal de sortie (29) de la buse à liquide (28); et - un capot (33) agissant en tant que distributeur de jet plat et présentant une ouverture de sortie (18) en forme de fente dans laquelle débouchent le canal de sortie (29) de la buse à liquide (28) et le canal d'arrivée d'air (31), caractérisé par le fait que le canal de sortie (29) de la buse à liquide (28) présente un diamètre intérieur de 0,3 mm au maximum et une longueur correspondant à plus de 30 fois son diamètre intérieur. 2.- Système de pulvérisation pour pulvériser du liquide sur une bande de matériau (5), en particu- lier pour pulvériser du liquide de séparation sur une feuille d'aluminium, caractérisé par le fait que plu- sieurs buses (11) selon la revendication 1 sont dispo- sées dans une monture porte-buses en étant disposées à distance uniforme les unes des autres sur la largeur de travail. 3.- Système de pulvérisation suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les diffé- rentes buses (11) sont montées sur une traverse de support (12) commune de manière à pouvoir tourner autour de leur axe central (17). 4.- Système de pulvérisation suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend une commande de réglage (19, 20) pour une rotation commune des buses (11). 5.- Système de pulvérisation suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que les buses sont raccordées à des tubes de dis- tribution communs (14, 15) pour du liquide de sépara- tion et de l'air, ces tubes étant dimensionnés de manière à ne pas être le siège de pertes de charge notables sur la largeur de travail. 6.- Système de pulvérisation suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la distribution de liquide par les buses (11) est réglée en passant par la pression du liquide, la pression d'air étant constante.