Brevet FR2876599A1 — publié le 20060421

- 1 - La présente invention concerne un dispositif pour créer un jet fluide orbital pur ou chargé de particules abrasives capable de réaliser des opérations de traitement de surface comme l'arrosage, le décapage, le grenaillage, le nettoyage, le sablage, le séchage ou autre... Traditionnellement, ces opérations de traitement de surface jet rond ou à jet plat. Ces faibles taux de recouvrement, surface traitée par unité de selon l'invention permet de remédier à cet au bout d'une buse, ce nouveau dispositif jet provenant de cette buse d'un mouvement orbital, et ce, quelle que soit la nature du jet fluide, chargé ou non de particules abrasives. Ainsi, grâce au mouvement orbital du jet, l'aire de la surface traitée par unité de temps augmente. Ce dispositif comporte selon une première caractéristique un rotor relié à un corps par une liaison pivot, ce corps étant lui même fixé à la buse. Le rotor présente une conduite(C) dont la géométrie permet: Éd'une part, de dévier le jet provenant de la buse, dont l'axe d'écoulement est l'axe(Z), d'un angle(a), Éd'autre part, grâce aux bras de levier(R) entre le point d'application des forces hydrodynamiques exercées par le jet sur la conduite(C) et l'axe(Z), d'assurer un moment de ces forces hydrodynamiques par rapport à l'axe(Z) différent de zéro. Compte tenu de la liaison pivot qui relie le rotor au corps, ledit rotor se met en rotation par rapport au corps sous l'effet de ce moment. Ainsi, on obtient un jet orbital en sortie du dispositifE produisant un impact annulaire sur la surface à traiter. Plusieurs géométries de conduite(C) peuvent satisfaire ce principe de fonctionnement dévier le jet tout en assurant un 35 moment ou couple par rapport à l'axe Z différent de zéro . A titre d'exemple non limitatif, je cite: Éune conduite en spirale, en hélice ou torsadé,(FIG.2) sont effectuées à l'aide de buses buses de projection présentent de le taux de recouvrement étant la temps. Le dispositif inconvénient. Fixé permet d'animer le - 2 Éune conduite composée de plusieurs tronçons de géométrie simple, raccordés les uns aux autres,(FIG.4 et FIG.5) 40 Éun rotor contenant des pales ou aubes, Selon des modes particuliers de réalisation: le rotor peut comporter une, deux ou plusieurs conduites(C1, C2,...,C,) produisant ainsi un ou plusieurs jets orbitaux. - le rotor étant exposé à l'impact du jet fluide pur ou chargé de particules, donc sujet à une usure importante, pourrait être protégé selon les solutions suivantes: Éle rotor est réalisé en entier dans un matériau résistant à l'érosion abrasion, Éla conduite(C) est revêtue d'une couche de matériau 50 résistant à l'érosion-abrasion, Éle rotor est réalisé en deux parties: un canon de focalisation réalisé dans un matériau résistant à l'érosion-abrasion et un porte-canon dans un autre matériau. - le dispositif pourrait être équipé d'un frein pour ralentir le rotor et ainsi réguler sa vitesse de rotation. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente un schéma du dispositif de l'invention La figure 2 représente un schéma du rotor et de la conduite(C) La figure 3 représente le parcours du jet dans la conduite(C) La figure 4 représente un rotor avec une conduite cônecylindre La figure 5 représente un rotor avec conduite cylindre-cylindre La figure 6 représente un rotor comportant deux conduites La figure 7 représente un rotor en deux parties La figure 8 représente une buse jet d'eau pur orbital La figure 9 représente une buse jet d'eau abrasif orbital La figure 10 représente une buse de sablage orbital En référence aux figures 1, 2 et 3, le dispositif, fixé à la buse(l), comporte un corps(2) relié par une liaison pivot(3) au rotor(4). Ledit rotor(4) est muni d'une conduite(C) dont la géométrie permet d'une part la déviation du jet(5) de son axe d'écoulement(Z) d'un angle(a) et d'autre part la mise en rotation dudit rotor(4) autour de l'axe(Z). En effet, grâce au bras de levier(R), la perte de charge du jet(5) occasionnée dans la - 3 conduite(C) est transformée en moment par rapport à l'axe(Z). Compte tenu de la liaison pivot(3) entre le rotor(4) et le corps(2), liaison matérialisée par des roulements, coussinets ou autre, ledit rotor(4) se met en rotation par rapport au corps(2) autour de l'axe(Z) sous l'effet de ce moment. Il en résulte un jet orbital. Selon la figure 4, le rotor(4) comporte une conduite(C) composée d'un tronçon conique (T1) d'angle(P) en entrée, suivi d'un tronçon cylindrique(T2) incliné d'un angle(a) vers la sortie. Selon le principe de fonctionnement explicité ci-dessus, le jet(5) provenant de la buse(l) impacte la paroi conique (T1) au point(P1), se trouve ensuite dévié vers la paroi cylindrique(T2) et l'impacte au point(P2) avant de quitter le rotor(4). Grâce au bras de levier(R), le moment des forces(F1) et (F2) résultant des interactions aux points(P1) et (P2) du jet(5) avec les deux tronçons (T1) et (T2) du rotor(4) par rapport à l'axe(Z) est différent de zéro. Le dess__n de la figure 5 représente une configuration du rotor(4) où la conduite(C) est composée de deux tronçons cylindriques(T3) et (T4) raccordés l'un à l'autre comme représentés sur la figure 5; le tronçon(T3) d'inclinaison(a3) débouche dans le tronçon (Tq) d'inclinaison(a4) . Le jet(5) attaque le rotor(4) par le tronçon (T3) et l'impacte au point(P3) . Le jet(5) arrive ensuite dans le tronçon(T4) et l'impacte au point(PQ) avant de quitter le rotor(4). Le moment par rapport à l'axe(Z) des forces hydrodynamiques résultant de l'écoulement du jet(5) dans les tronçons(T3) et (T9) est différent de zéro. Dans la forme de réalisation selon la figure 6, le rotor(4) comporte deux conduites(C1) et (C2) inclinées respectivement de (al) et (a2) et raccordés l'une à l'autre comme représentées sur la figure 6. Le jet(5) provenant de la buse(l) impacte le rotor(4) au point(PS) et se trouve divisé en deux jets distincts. L'écoulement de ces deux jets dans le conduites(C1) et (C2) produit un couple autour de l'axe(Z) grâce au bras de levier(R). Ce type de rotor produit deux jets orbitaux. Plus généralement, un rotor peut comporter une, deux ou plusieurs conduites(Cn) produisant ainsi un, deux ou plusieurs jets orbitaux. Le dessin de la figure 7 représente un rotor(4) en deux parties; la première partie est un canon de déviation(R1) réalisé dans un matériau résistant à l'érosion-abrasion et la deuxième partie est un portecanon(R2) réalisé dans un autre matériau. Le dispositif permet de créer des jets orbitaux, et ce, quelle que soit la nature du jet(5) provenant de la buse(?) : jet d'eau pur, jet d'eau abrasif, jet d'air, jet d'air chargé de particules, jet air-eau et particules... A titre d'exemple non limitatif, les figures 8, 9 et 10 montrent différentes utilisations du dispositif de l'invention: -Selon la figure 8, le dispositif est fixé, grâce au filetage entre la buse(l) et le corps(2), sur la buse(l) fournissant un jet d'eau pure(5). L'interaction du jet d'eau pure(5) avec le rotor(4) qui est relié au corps(2) par la liaison pivot(3) produit en sortie du dispositif un jet d'eau pur orbital. -Selon la figure 9, le dispositif est vissé, grâce à l'écrou (6) , sur une buse(?) fournissant un jet d'eau abrasif(5). L'interaction du jet d'eau abrasif(5) avec le rotor(4) qui est relié au corps(2) par la liaison pivot(3) produit en sortie du dispositif un jet d'eau abrasif orbital. -Dans la figure 10, le dispositif est fixé grâce à plusieurs vis de serrage(6) à une buse(?) fournissant un jet de sablage(5). L'interaction du jet(5) avec le rotor(4) qui est relié au corps(2) par la liaison pivot(3) produit en sortie du dispositif un jet de sablage orbital. Selon une variante non illustrée, le dispositif peut être équipé d'un frein pour ralentir le rotor(4) et ainsi réguler sa 140 vitesse de rotation. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la réalisation d'opérations de traitement de surface comme l'arrosage, le décapage, le grenaillage, le lavage-nettoyage, le sablage à sec ou humide, le séchage et autre... REVENDICATIONS 1)Dispositif pour créer un jet fluide orbital pur ou chargé de particules destiné à la réalisation d'opérations de traitement de surface par projection de fluide pur ou chargé de particules notamment abrasives, caractérisé en ce qu'il est fixé à la buse(l) et comporte un corps(2) relié par une liaison pivot(3) au rotor(4) qui est muni d'une conduite(C) dont la géométrie permet d'une part de dévier le jet(5) de son axe d'écoulement(Z) d'un angle(a) et d'autre part, grâce au bras de levier(R) dans la conduite(C), d'assurer un moment des forces hydrodynamiques(Fn) exercées par le jet(5) sur la conduite(C) différent de zéro et ainsi mettre en rotation le rotor(4) par rapport au corps(2) autour de l'axe(Z). 2)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la liaison pivot(3) peut être assurée par un coussinet ou un roulement. 3)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rotor(4) comporte une conduite(C) composée de deux tronçons raccordés l'un à l'autre, en entrée, un tronçon conique(T1) d'angle((3), vers la sortie, un tronçon cylindrique(T2) incliné d'un angle(a), les deux tronçons sont positionnés de manière à ce que le jet(5) provenant de la buse(l) impacte d'abord la paroi conique(T1) au point(P1), se trouve ensuite dévié vers la paroi cylindrique(T2) et l'impacte au point(P2) avant de quitter le rotor(4), compte tenu du bras de levier(R), le moment des forces(F1) et (F2) résultant des interactions du jet(5) avec les deux tronçons (T1) et (T2) par rapport à l'axe(Z) est différent de zéro. 4)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rotor(4) comporte une conduite(C) composée de deux tronçons de conduite(T3) et (T4) raccordés l'un à l'autre, le tronçon(T3) d'inclinaison (a3) débouche dans le tronçon (T4) d'inclinaison (a4) , le jet(5) pénètre le rotor(4) par le tronçon(T3) et l'impacte au point(P3), arrive ensuite dans le tronçon(T4) et l'impacte au point(P4) avant de quitter le rotor(4), le moment par rapport à l'axe(Z) des forces hydrodynamiques résultant de l'écoulement du jet(5) dans les tronçons (T3) et (T4) est différent de zéro. 5)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rotor(4) comporte deux conduites(C1) et (C2) dont les angles d'inclinaison sont respectivement (al) et (a2), ces conduites(C1) et (C2) sont positionnées de manière à ce que le jet(5) provenant de la buse(l) impacte le rotor(4) au point(P5) et se trouve divisé en deux jets distincts dont l'écoulement dans le conduites(C1) et (C2) produit grâce au bras de levier(R) un couple autour de l'axe(Z). 6)Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le rotor(4) comporte deux parties, la première partie est un canon de déviation(R1) réalisé si nécessaire dans un matériau résistant à l'érosion-abrasion et la deuxième partie est un porte-canon(R2) réalisé dans un autre matériau. 7)Dispositif selon l'une quelconque des revendications 55 précédentes caractérisé en ce qu'il est équipé d'un frein pour ralentir le rotor et ainsi réguler sa vitesse de rotation.