Brevet FR2928567A1 — publié le 20090918

BUSE DE PULVERISATION DE LIQUIDE ET PULVERISATEUR DE LIQUIDE COMPRENANT UNE TELLE BUSE La présente invention concerne une buse de pulvérisation de liquide, en particulier de liquide de revêtement sous haute pression. Par ailleurs, l'invention concerne un pulvérisateur de liquide, en particulier de liquide de revêtement sous haute pression, comprenant une telle buse. Un pulvérisateur de liquide, de type manuel ou de type automatique, comprend généralement une buse de pulvérisation, parfois plusieurs, qui est (sont) montée(s) au niveau de l'extrémité aval du pulvérisateur. Les termes � amont � et � aval � sont employés ici par référence au sens d'écoulement du liquide dans le pulvérisateur. Le terme � amont � désigne des éléments situés du côté du pulvérisateur où arrive le liquide à pulvériser depuis une source d'alimentation. Le terme � aval � désigne des éléments situés du côté du pulvérisateur où le liquide est pulvérisé en gouttelettes. Un tel pulvérisateur peut être par exemple destiné à pulvériser des liquides de revêtement, tel que des peintures de type hydrosoluble ou de type solvanté. Pour réaliser la pulvérisation du liquide en gouttelettes, le pulvérisateur est relié, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs tuyau(x), à une pompe destinée à mettre le liquide sous haute pression, par exemple sous 70 bars. La pulvérisation est réalisée au niveau de l'extrémité aval de la buse, laquelle présente une géométrie déterminée en fonction de la forme voulue pour le jet des gouttelettes du liquide pulvérisé. Dans le but de conformer le jet de liquide pulvérisé en � éventail �, jet usuellement qualifié de � plat �, on connaît de l'art antérieur une buse telle que celle illustrée par les figures 1 et 2. Comme le montre la figure 1, la buse 1 comprend un corps 2 qui définit, côté amont, une chambre 3 par où arrive le liquide et, côté aval, un canal 4 pour amener le liquide depuis la chambre 3 jusqu'en sortie de la buse 1. La chambre 3 et le canal 4 s'étendent le long d'un axe longitudinal XI- X'l de la buse 1. En aval du canal 4, la buse 1 comprend une fente 6 destinée à conformer le jet de liquide en un jet plat. Comme le montrent les figures 1 et 2, la fente 6 est formée par deux surfaces 61 et 62 qui sont planes, qui convergent en direction du canal 4 et qui sont disposées de part et d'autre d'un plan P6 comprenant l'axe XIX'l. Le fond borgne du canal 4 obtenu dans le corps 2, avant fraisage de la fente 6, présente la forme d'un dôme creux, que l'on désigne ici par le mot � dôme �. Le dôme 5 relie le canal 4 et la fente 6. Dans les buses de l'art antérieur, le dôme 5 présente une forme d'ogive ou une forme hémisphérique, dont la longueur est de l'ordre du diamètre du canal 4. Comme le montre la figure 2, l'intersection du dôme 5 avec les surfaces 61 et 62 de la fente 6 définit un orifice de sortie 7 de la buse 1 globalement en forme d'ellipse aplatie. Lorsque la buse 1 pulvérise un liquide sous haute pression, par exemple sous 70 bars, la géométrie de l'orifice 7 conforme le jet en un cône à section elliptique. Avec la buse 1, le débit de liquide pulvérisé n'est pas réparti uniformément dans cette section elliptique. Il présente au contraire des concentrations supérieures vers les bords éloignés de l'ellipse. Dans le domaine de la pulvérisation de liquide de revêtement, une telle répartition du liquide est appelée � effet de cornes �. On a constaté que plus les bords éloignés de l'ellipse sont arrondis, plus les � cornes � sont importantes dans le débit de liquide. � L'effet de cornes � présente l'inconvénient d'engendrer une usure dissymétrique de la buse 1, en creusant davantage les bords de l'orifice 7. Cette usure est d'autant plus importante que le liquide pulvérisé est abrasif. Cette usure augmente � l'effet de cornes � et entraîne donc une détérioration de la qualité de la pulvérisation. De plus, elle réduit la durée de vie de la buse 1, y compris lorsque le matériau composant le corps 2 présente une dureté élevée. La présente invention vise notamment à remédier à ces inconvénients, en proposant une buse de pulvérisation de durée de vie supérieure et permettant de réaliser un jet plat avec une répartition du liquide relativement uniforme, donc d'améliorer la qualité de pulvérisation. A cet effet, l'invention a pour objet une buse de pulvérisation de liquide, en particulier de liquide de revêtement sous haute pression, comprenant : - un canal tubulaire pour canaliser le liquide, ledit canal s'étendant selon un axe longitudinal ; - une fente pour conformer un jet de liquide issu du canal, ladite fente étant formée par deux surfaces sensiblement planes, lesdites surfaces convergeant en direction du canal et étant disposées de part et d'autre d'un plan comprenant l'axe longitudinal du canal ; et - un dôme reliant le canal et la fente, caractérisée en ce que la longueur du dôme, prise parallèlement à l'axe longitudinal, représente moins de 50%, de préférence entre 20% et 45%, de la plus grande dimension transversale du canal, prise dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais facultatives de l'invention, prise isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible : - le dôme a une section plane symétrique par rapport à l'axe longitudinal, ladite section plane étant définie par au moins deux arcs de cercles qui s'étendent entre une partie terminale aval du canal et l'axe longitudinal et qui ont des rayons différents et des centres situés du côté du canal ; - un premier arc de cercle proche de la partie terminale aval du canal a un rayon inférieur à la moitié de la plus petite dimension du canal, prise dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal, l'arc de cercle le plus éloigné de la partie terminale aval du canal ayant un rayon supérieur à la moitié de la plus grande dimension du canal, prise dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal, et chaque autre arc de cercle ayant un rayon d'une dimension supérieure au rayon de l'arc de cercle précédent et inférieure au rayon de l'arc de cercle suivant. - ledit premier arc de cercle est tangent à la partie terminale aval du canal et chaque autre arc de cercle est tangent à l'arc de cercle précédent ; - le canal a une forme cylindrique à base circulaire le dôme est à symétrie de révolution autour de l'axe du canal ; - les dimensions du canal, prises dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal, sont comprises entre 0,1 mm et 1,8 mm ; - la fente a une hauteur comprise entre 0,2 mm et 2 mm et une largeur (f1o6) comprise entre 0,02 mm et 1,60 mm. - lesdites surfaces forment entre elles un angle compris entre 10° et 110°, - la buse est réalisée en un matériau ayant une dureté supérieure à 50 sur l'échelle Rockwell C, ce matériau pouvant être sélectionné dans le groupe comprenant les carbures de tungstène et les céramiques. Par ailleurs, l'invention a pour objet un pulvérisateur de liquide, en particulier de liquide de revêtement sous haute pression, caractérisé en ce qu'il comprend une buse telle qu'exposée ci-dessus. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une coupe d'une buse de l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue de dessus partielle, à plus grande échelle, de la buse illustrée à la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe analogue à la figure 1 d'une buse conforme à l'invention ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 de la buse illustrée à la figure 3 ; - la figure 5 est une coupe partielle, à plus grande échelle, selon la ligne V-V à la figure 4 ; et -la figure 6 est une vue en perspective d'un pulvérisateur conforme à l'invention comprenant une buse conforme à l'invention. Comme le montre la figure 3, la buse 101 comprend un corps 102 qui définit, côté amont, une chambre 103 par où arrive le liquide et, côté aval, un canal 104 pour amener le liquide depuis la chambre 103 jusqu'en sortie de la buse 101. Le sens d'écoulement de fluide à travers la buse 101 est représenté par une flèche F, qui permet ainsi de repérer les côtés amont et aval de la buse 101. La chambre 103 et le canal 104 s'étendent le long d'un axe longitudinal X101-X'101 de la buse 101. Dans l'exemple de la figure 3, le canal 104 est globalement en forme de cylindre d'axe X101-X'101 et à base circulaire de diamètre D104. En aval du canal 104, la buse 101 comprend une fente 106 destinée à conformer le jet de liquide en un jet plat. Comme le montrent les figures 3 et 4, la fente 106 est formée par deux surfaces 161 et 162 qui sont planes, qui convergent en direction du canal 104 et qui sont disposées de part et d'autre d'un plan P106 comprenant l'axe X101-X'101. La buse 101 comprend en outre un dôme 105 reliant le canal 104 et la fente 106. Par � dôme �, on désigne le fond borgne du canal 104, qui est obtenu dans le corps 102 avant fraisage de la fente 106. Par � relier �, on entend mettre en communication de fluide. La longueur L105 du dôme 105, prise parallèlement à l'axe longitudinal X101-X'101, représente ici 25% du diamètre D104 du canal 104. En pratique, la longueur L105 du dôme 105 représente moins de 50% du diamètre D104 du canal 104, de préférence entre 20% et 45%. En d'autres termes, le dôme 105 présente une forme courte ou aplatie par rapport au dôme 5 de la buse 1 selon l'art antérieur illustré à la figure 1. Le canal tubulaire de la buse objet de l'invention peut, en variante, avoir une forme prismatique ou une forme cylindrique à base non circulaire, par exemple à base elliptique. Dans ce cas aussi, la longueur du dôme est inférieure à 50%, de préférence comprise entre 20% et 45%, de la plus grande dimension transversale du canal, prise dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal de la buse. Le dôme 105 présente une symétrie de révolution autour de l'axe X101-X'101. Une section du dôme 105 par un plan contenant l'axe X101-X'101, par exemple par le plan P106, est définie par deux arcs de cercles C1051 et C1052 qui s'étendent entre une partie terminale aval 1041 du canal 104 et l'axe X101-X'101. Les arcs de cercles C1051 et C1052 ont des rayons respectifs R1051 et R1052 différents et des centres respectifs 01051 et 01052 situés du côté du canal 104, c'est-à-dire à l'opposé de la partie aval de la fente 106. Sur la partie droite de la figure 5, les deux arcs C'1051 et C'1052 s'étendent entre la partie terminale 1041 du canal 104 et l'axe X101-X'101, symétriquement aux arcs C1051 et 01052 par rapport à l'axe X101-X'101. Le rayon R1051 est relativement petit devant le rayon R1052. Ainsi, le rayon R1051 est inférieur à la moitié du diamètre D104, lequel représente à la fois la plus petite et la plus grande dimension transversale du canal 104. Par � transversale � on désigne une dimension prise dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal X101-X'101. Inversement, le rayon R1052 est supérieur à la moitié du diamètre D104 du canal 104. De plus, l'arc de cercle C1051 est tangent à la partie terminale 1041 du canal 104 et l'arc de cercle 01052 est tangent à l'arc de cercle C1051. Ainsi, les arcs C1051 et 01052 sont raccordés de façon continue et sans singularité. Par symétrie, la géométrie des arcs C'1o51 et 0'1052 est identique à celle des arcs C1051 et C1052. Le dôme 105 présente ainsi une forme globalement trapézoïdale ou une forme de demi lentille convergente. La forme du dôme 105 pourrait être composée de plus de deux arcs de cercles raccordés entre eux. Dans ce cas, le rayon de l'arc de cercle le plus proche de la partie terminale aval du canal est inférieur à la moitié de la plus grande dimension transversale du canal, le rayon de l'arc de cercle le plus éloigné de la partie terminale du canal est supérieur à la moitié de la plus grande dimension transversale du canal et chaque autre arc de cercle a un rayon d'une dimension supérieure au rayon de l'arc de cercle précédent et inférieure au rayon de l'arc de cercle suivant. De plus, dans ce cas, chaque arc de cercle est tangent à l'arc de cercle précédent. Dans l'exemple des figures 3 à 5, la fente 106 présente une hauteur H106 d'environ 0,55 mm et une largeur f106 d'environ 0,12 mm. La hauteur H106 est considérée selon la direction définie par l'intersection du plan P106 avec le plan de la figure 4 et la largeur f106 est mesurée dans le plan de la figure 4 et perpendiculairement au plan P106. En pratique, la hauteur H106 peut être comprise entre 0,2 mm et 2 mm et la largeur f106 peut être comprise entre 0,02 mm et 1,60 mm. Comme le montre la figure 5, les surfaces 161 et 162 forment entre elles un angle a d'environ 30°. En pratique, l'angle a peut être compris entre 10° et 110°. Le canal 104 présente une longueur L104, prise selon l'axe X101-X'101, d'environ 1,1 mm. En pratique, la longueur L104 peut être comprise entre 0,4 mm et 3,5 mm. Par ailleurs, le diamètre D104 du canal 104 vaut environ 0,55 mm et il peut être en pratique compris entre 0,1 mm et 1,8 mm. Comme le montre la figure 4, l'intersection du dôme 105, � aplati � ou � court �, avec les surfaces planes 161 et 162 qui forment la fente 106 définit un orifice de sortie 107 de forme sensiblement rectangulaire avec des coins arrondis. Dans la mesure où les surfaces 161 et 162 sont symétriques par rapport au plan P106 et où le dôme 105 présente une symétrie d'axe X101-X'101, l'orifice 107 présente, dans la vue de face de la figure 4, une symétrie par cadrans, dont le centre est à l'intersection du plan P106, de l'axe X101-X'101 et du plan de la figure 4. La géométrie et les dimensions de la buse 101, en particulier de son dôme 105 aplati, permettent de définir la forme sensiblement rectangulaire de l'orifice de sortie 107. Une telle buse permet de réduire considérablement � l'effet de cornes �, donc d'uniformiser le débit de liquide dans le jet pulvérisé par exemple sous 70 bars, ou même sous pression inférieure, par exemple 40 bars. Dans la mesure où ce jet pulvérisé est plus uniforme, la qualité de la pulvérisation donc de l'application de ce jet, par exemple le revêtement d'un objet, est sensiblement améliorée. De plus, comme � l'effet de cornes � est réduit, l'usure des bords de l'orifice de sortie 107 d'une buse 101 conforme à l'invention se trouve fortement réduite, ce qui augmente la durée de vie de la buse 101. La figure 6 illustre un pulvérisateur 100 de liquide, en particulier de liquide de revêtement sous haute pression, comprenant une buse 101 conforme à l'invention. Le pulvérisateur 100 réalise donc une pulvérisation de qualité améliorée et relativement uniforme. De plus, le pulvérisateur 100 nécessite moins d'interventions pour le remplacement de la buse 101. Dans le but d'augmenter encore la durée de vie de la buse 101, celle-ci peut être réalisée en un matériau de dureté élevée, lequel peut être sélectionné dans le groupe comprenant les carbures de tungstène et les céramiques ou tout autre matériau de dureté élevée. Par dureté élevée, on entend une dureté supérieure à 50 sur l'échelle Rockwell C. REVENDICATIONS 1. Buse de pulvérisation (101) de liquide, en particulier de liquide de revêtement sous haute pression, comprenant : - un canal (104) tubulaire pour canaliser le liquide, ledit canal (104) s'étendant selon un axe longitudinal (X1o1-X'101) ; - une fente (106) pour conformer un jet de liquide issu du canal (104), ladite fente (106) étant formée par deux surfaces (161, 162) sensiblement planes, lesdites surfaces (161, 162) convergeant en direction du canal (104) et étant disposées de part et d'autre d'un plan (P106) comprenant l'axe longitudinal (X101-X'1o1) du canal (104) ; et - un dôme (105) reliant le canal (104) et la fente (106), caractérisée en ce que la longueur (L105) du dôme (105), prise parallèlement à l'axe longitudinal (X101-X'101), représente moins de 50%, de préférence entre 20% et 45%, de la plus grande dimension transversale (D104) du canal (104), prise dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal (X101-X'101). 2. Buse (101) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dôme (105) a une section plane symétrique par rapport à l'axe longitudinal (X101-X'101), ladite section plane étant définie par au moins deux arcs de cercles (C1051, C1052, C'1051, C'1052) qui s'étendent entre une partie terminale aval (1041) du canal (104) et l'axe longitudinal (X101-X'101) et qui ont des rayons (R1051, R1052) différents et des centres (01051, 01052) situés du côté du canal (104). 3. Buse (101) selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un premier arc de cercle (C1051, C'1051) proche de la partie terminale aval (1041) du canal (104) a un rayon (R1051) inférieur à la moitié de la plus petite dimension (D104) du canal (104), prise dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal (X101-X'101), et en ce que l'arc de cercle (C1052 , C'1052) le plus éloigné de la partie terminale aval (1041) du canal (104) a un rayon (R1052) supérieur à la moitié de la plus grande dimension (D104) du canal (104) prise dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal (X101-X'101), et en ce que chaque autre arc de cercle a un rayon d'une dimension supérieure au rayon de l'arcde cercle précédent (C1051, 0'1051) et inférieure au rayon de l'arc de cercle suivant (01052, 0'1052). 4. Buse (101) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit premier arc de cercle (C1051, 0'1051) est tangent à la partie terminale aval (1041) du canal (104) et en ce que chaque autre arc de cercle (01052, 0'1052) est tangent à l'arc de cercle précédent (C1o51, 0'1051). 5. Buse (101) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le canal (104) a une forme cylindrique à base circulaire et en ce que le dôme (105) est à symétrie de révolution autour de l'axe (X101-X'101) du canal (104). 6. Buse (101) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dimensions (D1o4) du canal (104), prises dans un plan orthogonal à l'axe longitudinal (X101-X'101), sont comprises entre 0,1 mm et 1,8 mm. 7. Buse (101) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la fente (106) a une hauteur (H1o6) comprise entre 0,2 mm et 2 mm et une largeur (f1o6) comprise entre 0,02 mm et 1,60 mm. 8. Buse (101) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites surfaces (161, 162) forment entre elles un angle (a) compris entre 10° et 110°. 9. Buse (101) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en un matériau ayant une dureté supérieure à 50 sur l'échelle Rockwell C, ce matériau pouvant être sélectionné dans le groupe comprenant les carbures de tungstène et les céramiques. 10. Pulvérisateur (100) de liquide, en particulier de liquide de revêtement sous haute pression, caractérisé en ce qu'il comprend une buse (101) selon l'une des revendications précédentes.