Brevet FR2815552A1 — publié le 20020426

L'invention concerne une buse pour le nettoyage des surfaces, par exemple en métal ou en pierre, au moyen d'un mélange air-granulat, sec ou humide, sous forme d'un jet rotatif, elle concerne également un support pour une telle buse, et une machine de nettoyage associée. Des buses produisant des jets rotatifs dont déjà connus, par exemple celle décrite dans le brevet EP 0 171 448. Une telle buse est précédée d'une chambre de mélange comportant une admission conique latérale, inclinée à 45 , du mélange air granulat tandis que l'eau est amenée dans la direction de la buse et doit être pulvérisée dans une chambre où se réalise le mélange air-granulat-eau. L'effet giratoire des particules est donné par l'inclinaison de l'admission et la pression du mélange. Le demandeur s'est fixé pour objectif de proposer une buse de construction totalement nouvelle qui permette notamment de : - travailler sur une plage de pression plus étendue, notamment vers les basses pressions (inférieures à 1 bar) avec un jet de fluide de nettoyage dans lequel au moins une partie des particules suit une trajectoire hélicoïdale, - d'augmenter la vitesse de rotation des particules, - d'augmenter la proportion de particules en rotations dans le jet de sortie d'être raccordée sur tout support de buse et qui soit en même temps peu onéreuse et plus légère que tous les systèmes connus. L'objectif est atteint par une buse pour le nettoyage des surfaces, par exemple en métal ou en pierre, au moyen d'un fluide de nettoyage formé d'un mélange d'air de granulat et éventuellement d'eau, buse de forme conique dont le diamètre de la sortie est inférieur au diamètre de l'entrée, le jet de fluide de nettoyage présentant une forme tronc conique dans laquelle au moins une partie des particules du granulat suit une trajectoire hélicoïdale conique, caractérisée en ce que la buse est formée principalement d'un cône creux comportant intérieurement des séparations hélicoïdales délimitant dans le volume intérieur de la buse des couloirs hélicoïdaux d'égales largeurs, et de largeur constante sur tout leur parcours depuis l'entrée de buse jusqu'à la sortie de buse. De façon préférentielle les couloirs déterminent sur la périphérie de l'entrée des arcs égaux répartis régulièrement, les points de départ des arêtes des séparations étant disposés sur un cercle concentrique avec celui de l'entrée et de diamètre légèrement supérieur à celui de la sortie de sorte que les couloirs se rejoignent avant la sortie. L'invention concerne également un support raccordé à une buse selon l'invention comportant un moyen de commande des mélanges, le support de buse étant relié par un tuyau à une cuve mélangeuse dans laquelle on réalise le mélange air granulat à la pression désirée, le mélange air granulat arrivant à l'entrée de la buse selon une trajectoire linéaire, dans l'axe de la buse, le support de la buse comportant en outre une arrivée d'eau latérale à 45 par rapport à l'axe de la buse que l'on peut fermer ou ouvrir par le moyen de commande selon que l'on désire un jet sec ou humide. L'invention porte également sur une machine avec une cuve de mélange raccordée à un ensemble buse-support tels que ci-dessus et à une arrivée d'eau. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après faite en référence aux figures annexées suivantes : figure 1 : vue latérale d'un premier mode de réalisation de l'invention, - figure 2 : vue en bout, de la variante de la figure 1, - figure 3 : vue latérale d'un deuxième mode de réalisation de l'invention, - figure 4 : vue en bout, de la variante de la figure 3, - figure 5 : vue latérale d'un pointeau pouvant être intégré à la buse selon la variante de la figure 3, - figure 6 : croquis d'ensemble d'un dispositif de nettoyage comportant une buse selon l'invention. L'invention peut être proposée selon les deux modes de réalisation non limitatifs des figures (1,2) et (3,4). On se reporte d'abord aux figures 1 et 2. Une buse conique creuse (1) selon l'invention est formée d'une portion de tube conique (4) avec une entrée (2) de fluide de nettoyage, et une sortie (3) de fluide de nettoyage de diamètre inférieur. Dans la suite du texte et les revendications, et par souci de simplification la portion de tube (4) est dénommée cône (4). Le cône (4) creux est réalisé en matière céramique injectée, et moulée, et comporte intérieurement trois séparations hélicoïdales (5) venant de moulage avec le cône et délimitant dans le volume intérieur de la buse, trois couloirs hélicoïdaux (6) d'égales largeurs, et de largeur constante sur tout leur parcours depuis l'entrée de buse (2) jusqu'à la sortie de buse (3). Sur la figure 2, les départs des couloirs (6) déterminent sur la périphérie de l'entrée, trois arcs égaux (ei e2) (e3 e4) (e5 e6) répartis régulièrement et les départs des séparations sont disposées sur un cercle concentrique avec celui de l'entrée (2) de diamètre légèrement plus grand que celui de la sortie (3) de sorte que les trois couloirs se rejoignent en trois points (Si, S2, S3) séparés angulairement de sensiblement 600, à quelques millimètres (de préférence 5 mm) avant la sortie (3). De façon préférentielle, le cône (4) est recouvert extérieurement d'une couche de protection semi-souple contre les chocs, par exemple en caoutchouc. Selon cette variante de réalisation le fluide de nettoyage sort de la buse (1) en un jet conique (7) semi-directionnel, c'est-à-dire qu'une partie du fluide d'entrée (8) s'est trouvée piégée dans les couloirs (6) produisant un mouvement de rotation des particules transportées, l'autre partie étant projetée sensiblement linéairement. Le jet de sortie (7) et caractérisé en ce qu'une partie des particules transportées suit une trajectoire hélicoïdale conique (9) une autre partie suivant une trajectoire sensiblement linéaire, produisant un effet combiné de gommage et de brossage sur la surface (13) du matériau à nettoyer. Le nombre de couloirs pourrait être autre que trois, mais le nombre trois est celui qui donne les meilleurs résultats et le meilleur équilibre des flux. En outre les couloirs se rejoignent par soucis d'économie de matière, mais ce n'est pas obligatoire, et ils se rejoignent avant la sorite pour avoir un effet de vortex maximal. On se rapporte à présent aux figures 3 et 4. Dans ce mode de réalisation, le cône (4), les séparations (5) et les couloirs hélicoïdaux (6) sont inchangés, de même que la couche de protection. On introduit dans l'entrée (2) de la buse (1') un pointeau (10) et on le colle (ou soude) sur les arêtes des trois séparations (5). La forme du pointeau (10) (voir figure 5) est spécialement conçue pour diriger la totalité du fluide d'entrée (8') dans les couloirs hélicoïdaux et/ou les projeter contre la paroi intérieure du cône (4) de façon à créer un effet giratoire des particules ou de vortex maximum et un jet du fluide de sortie (7') dans lequel la majorité ou la totalité des particules suit tune trajectoire hélicoïdale conique (9') augmentant l'effet de gommage sur la surface (13) à nettoyer. Ledit pointeau réalisé en même matière que les séparations (5) présente une forme de cône (11) dont la pointe d'angle au sommet (a) est dirigée vers le fluide d'entrée, ledit cône (11) étant accolé par sa base à un tronc de cône (12) inversé. Une fois le pointeau (10) mis en place, le tronc de cône (12) est au moins en partie à l'intérieur de la buse au contact des arêtes des trois séparations, tandis que le cône (11) dépasse au moins partiellement de l'entrée (2) de la buse. La conicité (a) du cône (11) est préférentiellement de l'ordre de 420. A titre d'exemple non limitatif on donne ci-après des cotes de construction, pour une buse dont le diamètre intérieur de sortie est 8 mm : - pour le cône (4) : H = 85 mm de = 16 mm ds = 8 mm épaisseur de la paroi environ 3 mm épaisseur de la protection = 1.5 mm pour chacun des trois couloirs (6) : pas = 380 mm sur Y4 de tour sur son axe - pour le pointeau (10) : ha = 10 mm h2 = 25 mm di= 9 mm d2 = 9. 5 mm a =42 La buse peut être proposée dans d'autres dimensions, notamment avec des diamètres intérieurs de sortie de 4 et 6 mm selon la finesse du travail à effectuer. Les résultats d'essais donnés ci-après illustrent les différentes utilisations possibles de l'invention et leurs performances, et sont donnés à titre d'exemples non limitatifs : Buse sans pointeau : Pression du fluide de nettoyage (bar) 0.5 1 2 3 4 Distance entre sortie (3) de la buse et 40 40 40 50 50 surface nettoyée (cm) Nombre de tours de la trajectoire (7) 0.5 1 1.25 1. 5 1.5 Le jet semi directionnel obtenu est particulièrement utilisé pour le décapage des peintures sur tout support, pour le nettoyage des supports béton, pierre, métal avec un fluide de nettoyage sec (air+ granulats) adapté aux surfaces métalliques, ou un fluide humide (air + granulats + eau) plus adapté aux supports en pierre dure et permettant d'éviter l'émission de poussières. Buse avec pointeau : Pression du fluide de nettoyage 0.250 0.500 1 2 3 4 (bar) Distance entre sortie (3) de la 40 40 40 40 50 50 buse et surface nettoyée (cm) Nombre de tours de la trajectoire 2 2.5 3.5 4 4.5 5 (7') Les résultats montrent que plus la pression de l'air augmente, plus l'effet rotatif augmente, donc plus l'effet de gommage sur la surface augmente. Cette variante de réalisation permet un travail à des pressions plus faibles (de 0.250 à 2 bars) particulièrement adapté aux pierres tendres, verres, plastiques, bois durs, céramiques sans détérioration du matériau. Pour ce type de travail, on utilise de préférence un fluide mouillé (air + granulat + eau). Dans les deux variantes, avec ou sans pointeau, le mélange est réalisé en amont de la buse (voir figure 6) elle-même raccordée sur n'importe quel support de buse (14) existant ou à un support de buse selon l'invention comportant un moyen de commande (15) des mélanges par exemple une poignée ou un ou plusieurs boutons de commande. Le support de buse (14) est relié par un tuyau (16) à une cuve mélangeuse (17) dans laquelle on réalise le mélange air granulat à la pression désirée, cette pression étant sélectionnée depuis la commande (15). Le mélange air granulat arrive à l'entrée (2) de la buse (1 ou 1') selon une trajectoire linéaire, dans l'axe de la buse. Le support de la buse (14) comporte en outre une arrivée d'eau latérale à 450 par rapport à l'axe de la buse que l'on peut fermer ou ouvrir par la commande (15) selon que l'on désire un jet sec ou humide. Le fait de mélanger l'air et le granulat dans une cuve et non directement sur la tête de buse comme dans l'art antérieur, permet une plus grande souplesse et une plus grande facilité dans le réglage des pressions et évite les bouchons dans le support (15) et la buse (1 ou 1'). L'utilisateur raccordera au support (15), en fonction du travail à effectuer, l'une ou l'autre des buses (1 ou 1'). Enfin tout type connu de granulat peut convenir, en particulier la calcite de granulométrie comprise entre 0.30 et 1.2 qui est moins agressive pour le support et donne de bons résultats grâce à l'effet de vortex produit par une buse selon l'invention. Une buse selon l'invention présente de nombreux avantages à savoir : - bonne qualité du nettoyage sans détérioration de la surface, - proportion importante de particules en rotation dans le jet de sortie, voire la totalité, par amplification de l'effet rotatif des particules dans les canaux, - vitesse de rotation des particules importante en fonction de la pression utilisée - possibilité de raccorder la buse à tout support de buse existant, - faible prix de revient, - faible poids entre 20 et 50 g contre 400 à 500 g selon modèles - adaptation simple à tout ensemble de nettoyage à pression, - grande précision de nettoyage, - enlèvement couche par couche possible sans altération de la surface traitée, - double emploi : travail quasi directionnel à faible effet de vortex, par simple enlèvement du pointeau ou brossage à forte énergie rotative par ajout du pointeau, - travail à sec ou humide, - travail à basse pression, - économie conséquente d'air et d'eau, - souplesse et précision des réglages, - produit respectueux de l'environnement (pas d'emploi de produits chimiques et économie d'énergie), - entretien facile, par simple changement de la buse, qui devient une pièce d'usure, usure homogène de la buse. REVENDICATIONS 1/Buse pour le nettoyage des surfaces, par exemple en métal ou en pierre, au moyen d'un fluide de nettoyage formé d'un mélange d'air de granulat et éventuellement d'eau, buse de forme conique dont le diamètre de la sortie (3) est inférieur au diamètre de l'entrée (2), le jet de fluide de nettoyage présentant une forme tronc conique dans laquelle au moins une partie des particules du granulat suit une trajectoire hélicoïdale conique, caractérisée en ce que la buse est formée principalement d'un cône (4) creux comportant intérieurement des séparations hélicoïdales (5) délimitant dans le volume intérieur de la buse des couloirs hélicoïdaux (6) d'égales largeurs, et de largeur constante sur tout leur parcours depuis l'entrée de buse (2) jusqu'à la sortie de buse (3). 2/Buse selon la revendication 1 caractérisé en ce que les couloirs déterminent sur la périphérie de l'entrée des arcs égaux répartis régulièrement, les départs des séparations étant disposés sur un cercle concentrique avec celui de l'entrée (2) et de diamètre légèrement supérieur à celui de la sortie (3) de sorte que les couloirs se rejoignent avant la sortie (3). 3/Buse selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce qu'elle comporte trois séparations (5) et trois couloirs (6) déterminant sur la périphérie de l'entrée, trois arcs égaux (1 et e2) (e3 e4) (e5 e6) répartis régulièrement et les départs des séparations étant disposés sur un cercle concentrique avec celui de l'entrée (2) de sorte que les trois couloirs se rejoignent à quelques millimètres avant la sortie (3). 4/Buse selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'elle comporte en outre un pointeau (10) introduit dans l'entrée (2) de la buse et collé sur les séparations (5) dont la forme est conçue pour diriger la totalité du fluide d'entrée (8') dans les couloirs (6) de façon à créer un effet giratoire maximum des particules et un jet de fluide de sortie (7') dans lequel la majorité ou la totalité des particules suit une trajectoire hélicoïdale conique. 5/Buse selon la revendication précédente caractérisée en ce que le pointeau (10) présente une forme de cône (11) dont la pointe d'angle au sommet (a) est dirigée vers le fluide d'entrée, ledit cône (11) étant accolé par sa base à un tronc de cône (12) inversé. 6/Buse selon la revendication précédente caractérisée en ce que une fois mis en place, le tronc de cône (12) est au moins en partie à l'intérieur de la buse au contact des arêtes des trois séparations, tandis que le cône (11) dépasse au moins partiellement de l'entrée (2) de la buse. 7/Buse selon l'une des revendications 5 à 6 caractérisé en ce que la conicité (a) du cône (11) est préférentiellement de l'ordre de 42 . 8/Buse selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'elle est réalisée en matériau céramique et en ce que le cône (4) est recouvert extérieurement d'une couche de protection semi-souple contre les chocs. 9/Ensemble buse-support de buse caractérisé en ce que la buse est une buse selon l'une des revendications 1 à 8 et en ce qu'elle est raccordée sur un support de buse (14) comportant un moyen de commande (15) des mélanges, le support de buse (14) étant relié par un tuyau (16) à une cuve mélangeuse (17) dans laquelle on réalise le mélange air granulat à la pression désirée, le mélange air granulat arrivant à l'entrée (2) de la buse (1 ou 1') selon une trajectoire linéaire, dans l'axe de la buse, et que le support de la buse (14) comportant en outre une arrivée d'eau latérale à 450 par rapport à l'axe de la buse que l'on peut fermer ou ouvrir par la commande (15) selon que l'on désire un jet sec ou humide. 10/Machine de nettoyage pour le nettoyage de surfaces par exemple en métal ou en pierres, caractérisé en ce qu'elle comporte une cuve de mélange raccordée à un ensemble buse-support selon la revendication 9 et à une arrivée d'eau.