Dispositif pour l'accélération et la projection de particules à l'aide d'un fluide gazeux sous pression La présente invention a pour objet un dis positif pour l'accélération et la projection de particules à l'aide d'un fluide gazeux sous pres sion, comprenant un corps tubulaire relié par une conduite à une réserve de matière à pro jeter, ce corps tubulaire portant une buse con- vergente-divergente et un injecteur relié par une conduite à une source de fluide gazeux sous pression pour créer une aspiration de par ticules de la réserve vers la buse et l'accéléra tion de ces particules dans la buse en vue de leur projection.
Les dispositifs connus de ce genre, et no tamment les pistolets de sablage, sont en gé néral munis d'un injecteur démontable par rap port au corps tubulaire principal du dispositif. Dans certains de ces pistolets de sablage, le corps tubulaire présente, à sa partie arrière, une culasse à laquelle est raccordée la conduite d'amenée des particules à projeter. Dans ce type d'appareil, l'injecteur est fixé directement à la culasse, qui est nécessairement amovible par rapport au corps tubulaire principal du pistolet. Il résulte de cette construction que le centrage du jet s'échappant de l'injecteur ne peut pas être garanti par rapport à l'axe de la buse. Ce défaut de centrage est donc une pre mière cause de mauvais rendement des pistolets de construction habituelle.
Une seconde cause de rendement médiocre des pistolets connus réside dans le fait que l'orifice de sortie de l'injecteur se trouve à une certaine distance de l'orifice d'entrée dans la buse. Or, comme on le sait, plus la distance séparant l'orifice de sortie de l'injecteur du col de la buse est grand, plus la différence entre la section de passage du col de la buse et celle de l'orifice de sortie de l'injecteur est grande. Il en résulte donc nécessairement une perte de charge ou perte de puissance notable du pisto let. C'est pourquoi, avec les pistolets de cons truction connue, les particules à projeter, et notamment l'abrasif, ne peuvent être aspirés qu'à une petite distance du pistolet.
En outre, du fait que l'injecteur est généralement mal centré par rapport à la buse, cet injecteur, de même que la buse, sont sujets à usure irrégulière et rapide.
Le dispositif selon l'invention tend à re médier aux inconvénients précités. Il est carac térisé par le fait que l'injecteur est fixé à de meure par rapport au corps tubulaire de sorte que la buse rapportée sur celui-ci soit parfai tement centrée par rapport à l'orifice de sortie de l'injecteur, cet orifice se trouvant disposé à l'intérieur de la partie convergente de la buse de manière à réduire la différence entre la section de passage du col de la buse et celle de l'orifice de sortie de l'injecteur, pour accroî- tre la puissance d'aspiration et de projection du dispositif.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, une forme d'exécu tion du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 est une vue d'ensemble en coupe axiale de ce dispositif. La fig. 2 est une vue partielle, aussi en coupe axiale, de ce même dispositif, cette coupe étant faite dans un plan perpendiculaire au plan de coupe selon la fig. 1. La fig. 3 est une coupe transversale selon 1I1-111 de la fig. 2. La fig. 4 est une coupe transversale selon <I>IV-IV</I> de la fig. 2. La fig. 5 représente le dispositif dont la buse de sortie est munie d'un accessoire pour la pulvérisation de liquide.
Le dispositif pour l'accélération et la pro jection de particules à l'aide d'un fluide gazeux sous pression représenté à la fig. 1 comprend un corps tubulaire 1, fileté à ses deux extrémi tés 2 et 3. Un bouchon 4 taraudé est vissé sur l'extrémité 2 du corps tubulaire 1. Ce bou chon 4 porte dans sa partie centrale un em bout 5 permettant le raccordement du corps tubulaire 1 à une conduite provenant de la ré serve de matière à projeter. Cette pièce 4 et 5 est en général appelée culasse.
Un support 6 est disposé transversalement dans le corps tubulaire 1. Ce support est tra versé par un perçage axial 7 coïncidant avec l'axe du corps tubulaire 1. Pour garantir le centrage parfait de ce perçage axial 7, et no tamment de son orifice de sortie 8, par rapport au corps tubulaire 1, ce perçage 7 est usiné après que le support 6 a été fixé dans le corps tubulaire 1, par exemple à l'aide de chevilles de fixation 9. Ce support 6 est en outre percé radialement en 10, et un embout 11 faisant saillie à l'extérieur du corps tubulaire 1 est en gagé dans ce perçage 10. Un bouchon d'obtu ration 12 est engagé dans le perçage 7 pour l'obturer vers l'arrière.
Cet embout 11 et le perçage 7 à orifice de sortie 8 que présente le support 6 constituent l'injecteur de fluide ga zeux sous pression du dispositif d'accélération et de projection de particules. Lors de son utili sation, cet injecteur doit être relié à une source de fluide gazeux sous pression par une con duite raccordée à l'embout 11. Comme on le voit sur les fig. 3 et 4, le support 6 portant l'injecteur 7, 8 divise la veine d'aspiration des particules en deux canaux symétriques 13 et 14: La buse convergente-divergente 15 que porte ce dispositif est rapportée sur l'extrémité 3 du corps tubulaire 1.
Cette buse 15 est for mée d'une partie centrale 16 généralement en matériaux de grande dureté, gainée par une partie tubulaire 17 destinée à être engagée dans l'extrémité 3 du corps tubulaire 1. Un écrou de serrage 18 permet le blocage en posi tion centrée parfaite de la buse 15 dans le corps tubulaire 1.
Cette buse 15 présente une partie conver gente 19 se prolongeant par une partie cylin drique 20 constituant le col de la buse. Celle-ci présente ensuite un accroissement brusque de sa section de passage en aval du col 20 dans la zone 21. La partie de la buse 15 située entre la zone d'accroissement brusque 21 de la section de passage et l'extrémité 22 est de forme tronconique divergente. En outre, une cavité 23 est pratiquée dans l'extrémité 22 de la buse 15 pour permettre à l'air ambiant d'être aspiré par le jet sortant de la buse de façon à provoquer une concentration du jet de projec tion.
Comme on le voit sur la fig. 1, la disposi tion de la buse 15 par rapport à l'injecteur 7, 8 est telle que l'orifice de sortie 8 de cet in jecteur se trouve disposé à l'intérieur de la partie convergente 19 de la buse 15. Du fait de la très faible distance séparant l'orifice 8 du col 20 de la buse, la différence entre la section de passage de ce col 20 et celle de l'ori fice de sortie 8 de l'injecteur, peut être très faible, ce qui permet ainsi d'accroître la puis sance d'aspiration et de projection du dispo sitif. En outre, le corps tubulaire 1 présente une ouverture 24 située en amont de l'injecteur 7, 8. Cette ouverture 24 est destinée à être fer mée lors de l'utilisation normale du dispositif pour la projection de particules, soit à l'aide de la main, soit au moyen d'un clapet de cons truction quelconque.
Le libre passage d'air am biant par cette ouverture permet l'utilisation du dispositif somme soufflette de dépoussié rage, par exemple. Ce dispositif peut être muni d'autre part d'une tuyère 25 destinée à pro longer la buse 15, cette tuyère étant destinée à améliorer la pulvérisation de liquides notam ment, à l'aide du dispositif. Cette tuyère 25 est composée d'un embout cylindrique 26 engagé dans un manchon 27 dont la dimension interne correspond à la dimension externe de la buse 15. Une vis 28 engagée dans un perçage ta raudé 29 du manchon 27 permet de bloquer la tuyère 25 sur la buse 15. La partie 30 de la tuyère 25 voisine de l'extrémité aval de la buse 15 présente des passages 31 permettant l'amenée d'air additionnel dans la zone de la cavité d'aspiration 23 de la buse 15.
Cette partie 30 de la tuyère 25 est suivie d'une partie convergente 32 qui se continue par un tronçon approximativement cylindrique 33.
Le fonctionnement du dispositif décrit ci- dessus en regard du dessin annexé se fait de la manière suivante Lorsque l'embout 5 a été relié à une ré serve de particules à projeter par une conduite souple, par exemple, et que l'embout 11 a été relié, lui aussi, par une conduite à une source de fluide comprimé, par exemple d'air com primé, le jet d'air comprimé sortant de l'ori fice 8 de l'injecteur provoque une forte dé pression dans la partie convergente 19 et la partie cylindrique 20 de la buse, selon le prin cipe de la trompe à vide. Si l'on obture alors à l'aide de la main, par exemple, l'ouverture 24, la dépression régnant dans la partie conver gente 19 provoque une aspiration des parti cules qui arrivent dans le corps tubulaire 1.
La veine de fluide chargé de particules se divise selon les deux canaux 13 et 14 et les parti cules sont ensuite fortement accélérées dans la zone du col 20 de la buse par le jet d'air com primé sortant de l'orifice 8 de sortie de l'in jecteur. L'accroissement brusque de la section de la buse 15 dans la zone 21 permet d'éviter le frottement des particules contre la paroi interne divergente de la buse 15. Ensuite, le jet projeté hors de la buse 15 est concentré par l'appel d'air ambiant provoqué dans la cavité 23. Ce jet de particules concentré est donc tout à fait favorable pour des opérations -de traitement de surfaces, tel que sablage, par exemple à l'aide de particules abrasives.
Si les grains d'abrasif sont très fins et ne peuvent pas être aspirés en raison de leur cohé sion, ils sont mélangés avec un liquide et ce mélange est amené par gravité depuis le réser voir dans le corps tubulaire 1 par la conduite reliée à l'embout 5. Dans ce cas, le jet projeté est non seulement formé d'un fluide gazeux et de particules solides, mais aussi de particules liquides.
Toutefois, lorsqu'on désire pulvériser un liquide à l'aide de ce même dispositif, il est avantageux de munir la buse 15 de celui-ci de la tuyère 25 représentée à la fig. 5. L'arrivée d'air additionnel par les passages 31 de cette tuyère 25 dans la zone d'aspiration à la sortie de la buse 15 facilite la pulvérisation des parti cules liquides entraînées par le fluide gazeux sous pression.
De par sa construction spéciale et notam ment du centrage parfait de l'orifice de sortie 8 de l'injecteur par rapport à la buse 15, et de la présence de cet orifice 8 dans la zone con vergente 19 de ladite buse 15, le dispositif décrit ci-dessus en regard du dessin annexé a un rendement très favorable. Ainsi, la dépres sion régnant dans la zone 19 et 20 peut attein dre et même dépasser 46 cm de mercure. Cette dépression est telle qu'elle permet l'aspiration d'abrasif même à grande distance en quantité suffisante. Du fait que l'injecteur 7, 8 est fixé dans le corps tubulaire 1 de façon indérégla ble, son centrage est garanti et l'usure de l'in jecteur aussi bien que de la buse 15 est régu lière et réduite au minimum.
En outre, la forme spéciale de la buse 15, et notamment la pré- sence de la zone 21 d'accroissement brusque de la section suivie d'une zone tronconique divergente, permet d'éviter le freinage des par ticules dans la buse 15 elle-même.
D'autre part, l'accessoire que constitue la tuyère 25 permet d'augmenter le domaine d'uti lisation du dispositif décrit, en l'utilisant non seulement pour la projection de particules soli des, mais aussi pour la pulvérisation de li quides.
Bien entendu, de nombreuses variantes de construction du dispositif décrit ci-dessus pour raient être imaginées. Ainsi, par exemple, la partie arrière du corps 1, au lieu d'être de forme cylindrique, pourrait être de forme tron conique divergente vers l'arrière. Toutefois, les essais ont montré qu'il était préférable d'éviter de nombreux changements de section de la veine de fluide gazeux mélangé de particules à l'intérieur du corps tubulaire 1 du dispositif.
Il va de soi que l'injecteur 7, 8 pourrait être fixé à demeure de manière quelconque dans le corps tubulaire 1. Il pourrait même être venu de fonderie dans ce corps tubulaire 1 et être usiné après coup.
Device for the acceleration and projection of particles using a gaseous fluid under pressure The present invention relates to a positive device for the acceleration and projection of particles using a gaseous fluid under pressure. tion, comprising a tubular body connected by a pipe to a reserve of material to be sprayed, this tubular body carrying a converging-diverging nozzle and an injector connected by a pipe to a source of gaseous fluid under pressure to create a suction of particles from the reserve to the nozzle and the acceleration of these particles in the nozzle for their projection.
Known devices of this type, and in particular sandblasting guns, are generally provided with an injector which can be dismantled with respect to the main tubular body of the device. In some of these sandblasting guns, the tubular body has, at its rear part, a cylinder head to which is connected the supply pipe for the particles to be projected. In this type of device, the injector is attached directly to the breech, which is necessarily removable from the main tubular body of the gun. As a result of this construction, the centering of the jet escaping from the injector cannot be guaranteed with respect to the axis of the nozzle. This centering defect is therefore a first cause of poor performance of guns of usual construction.
A second cause of poor performance of known guns is that the nozzle outlet port is some distance from the nozzle inlet port. Now, as we know, the greater the distance separating the outlet of the injector from the neck of the nozzle, the greater the difference between the passage section of the neck of the nozzle and that of the outlet orifice of the nozzle. the injector is large. This necessarily results in a loss of load or significant loss of power of the let pistol. This is why, with guns of known construction, the particles to be projected, and in particular the abrasive, can only be sucked up a short distance from the gun.
In addition, because the injector is generally poorly centered with respect to the nozzle, this injector, as well as the nozzle, are subject to irregular and rapid wear.
The device according to the invention tends to overcome the aforementioned drawbacks. It is charac terized by the fact that the injector is fixed at de meure relative to the tubular body so that the nozzle attached thereto is perfectly centered relative to the outlet of the injector, this orifice located inside the converging part of the nozzle so as to reduce the difference between the passage section of the nozzle neck and that of the outlet of the injector, to increase the power d suction and projection of the device.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, one embodiment of the device according to the invention.
Fig. 1 is an overall view in axial section of this device. Fig. 2 is a partial view, also in axial section, of the same device, this section being taken in a plane perpendicular to the section plane according to FIG. 1. FIG. 3 is a cross section along 1I1-111 of FIG. 2. FIG. 4 is a cross section along <I> IV-IV </I> of FIG. 2. FIG. 5 shows the device whose outlet nozzle is provided with an accessory for spraying liquid.
The device for accelerating and projecting particles using a pressurized gaseous fluid shown in FIG. 1 comprises a tubular body 1, threaded at its two ends 2 and 3. A threaded plug 4 is screwed onto the end 2 of the tubular body 1. This plug 4 carries in its central part an end 5 allowing the connection of the tubular body 1 to a pipe coming from the reserve of material to be projected. This part 4 and 5 is generally called the cylinder head.
A support 6 is disposed transversely in the tubular body 1. This support is traversed by an axial bore 7 coinciding with the axis of the tubular body 1. To guarantee the perfect centering of this axial bore 7, and in particular of its orifice. outlet 8, relative to the tubular body 1, this bore 7 is machined after the support 6 has been fixed in the tubular body 1, for example using fixing pins 9. This support 6 is also drilled radially in 10, and an end piece 11 projecting outside the tubular body 1 is secured in this bore 10. A sealing plug 12 is engaged in the bore 7 to close it towards the rear.
This end piece 11 and the bore 7 with the outlet orifice 8 which the support 6 presents constitute the injector of ga zeux fluid under pressure of the device for acceleration and projection of particles. When in use, this injector must be connected to a source of pressurized gaseous fluid by a pipe connected to the nozzle 11. As can be seen in FIGS. 3 and 4, the support 6 carrying the injector 7, 8 divides the particle suction stream into two symmetrical channels 13 and 14: The converging-diverging nozzle 15 that this device carries is attached to the end 3 of the tubular body 1.
This nozzle 15 is formed from a central part 16 generally made of materials of great hardness, sheathed by a tubular part 17 intended to be engaged in the end 3 of the tubular body 1. A clamping nut 18 allows locking in position. perfect centering of the nozzle 15 in the tubular body 1.
This nozzle 15 has a converging part 19 being extended by a cylindrical part 20 constituting the neck of the nozzle. The latter then exhibits a sudden increase in its passage section downstream of the neck 20 in zone 21. The part of the nozzle 15 situated between the sudden increase zone 21 of the passage section and the end 22 is of divergent frustoconical shape. In addition, a cavity 23 is made in the end 22 of the nozzle 15 to allow the ambient air to be drawn in by the jet exiting the nozzle so as to cause a concentration of the projection jet.
As seen in fig. 1, the arrangement of the nozzle 15 relative to the injector 7, 8 is such that the outlet orifice 8 of this injector is located inside the converging part 19 of the nozzle 15. Because of this of the very small distance separating the orifice 8 from the neck 20 of the nozzle, the difference between the passage section of this neck 20 and that of the outlet orifice 8 of the injector, can be very small, which thus increases the suction and projection power of the device. In addition, the tubular body 1 has an opening 24 located upstream of the injector 7, 8. This opening 24 is intended to be closed during normal use of the device for the projection of particles, either using by hand, or by means of any construction valve.
The free passage of ambient air through this opening allows the use of the sum device for dust removal, for example. This device may also be provided with a nozzle 25 intended to extend the nozzle 15, this nozzle being intended to improve the spraying of liquids, in particular, using the device. This nozzle 25 is composed of a cylindrical tip 26 engaged in a sleeve 27, the internal dimension of which corresponds to the external dimension of the nozzle 15. A screw 28 engaged in a rauded bore 29 of the sleeve 27 makes it possible to block the nozzle 25 on the nozzle 15. The part 30 of the nozzle 25 adjacent to the downstream end of the nozzle 15 has passages 31 allowing the supply of additional air into the zone of the suction cavity 23 of the nozzle 15.
This part 30 of the nozzle 25 is followed by a converging part 32 which is continued by an approximately cylindrical section 33.
The operation of the device described above with regard to the appended drawing takes place as follows: When the end piece 5 has been connected to a reserve of particles to be projected by a flexible pipe, for example, and that the end piece 11 has been connected, too, by a pipe to a source of compressed fluid, for example compressed air, the compressed air jet coming out of the port 8 of the injector causes a high pressure de-pressure in the converging part 19 and the cylindrical part 20 of the nozzle, according to the principle of the vacuum pump. If the opening 24 is then closed with the help of the hand, for example, the negative pressure prevailing in the converging part 19 causes suction of the particles which arrive in the tubular body 1.
The stream of fluid laden with particles divides along the two channels 13 and 14 and the particles are then strongly accelerated in the area of the neck 20 of the nozzle by the compressed air jet leaving the outlet 8 of the nozzle. the injector. The sudden increase in the section of the nozzle 15 in the zone 21 makes it possible to avoid the friction of the particles against the divergent internal wall of the nozzle 15. Then, the jet projected out of the nozzle 15 is concentrated by the call of 'ambient air caused in the cavity 23. This jet of concentrated particles is therefore entirely favorable for operations -de treatment of surfaces, such as sandblasting, for example using abrasive particles.
If the grains of abrasive are very fine and cannot be sucked up because of their cohesion, they are mixed with a liquid and this mixture is brought by gravity from the tank see into the tubular body 1 by the pipe connected to the 'nozzle 5. In this case, the projected jet is not only formed of a gaseous fluid and solid particles, but also of liquid particles.
However, when it is desired to spray a liquid using this same device, it is advantageous to provide the nozzle 15 thereof with the nozzle 25 shown in FIG. 5. The arrival of additional air through the passages 31 of this nozzle 25 in the suction zone at the outlet of the nozzle 15 facilitates the spraying of the liquid particles entrained by the gaseous fluid under pressure.
By virtue of its special construction and in particular the perfect centering of the outlet orifice 8 of the injector with respect to the nozzle 15, and the presence of this orifice 8 in the converging zone 19 of said nozzle 15, the device described above with reference to the accompanying drawing has a very favorable yield. Thus, the depression prevailing in zone 19 and 20 can reach and even exceed 46 cm of mercury. This depression is such that it allows the suction of abrasive even at great distance in sufficient quantity. Since the injector 7, 8 is fixed in the tubular body 1 in an unadjustable manner, its centering is guaranteed and the wear of the injector as well as of the nozzle 15 is regular and reduced to a minimum.
In addition, the special shape of the nozzle 15, and in particular the presence of the zone 21 of sudden increase in the section followed by a divergent frustoconical zone, makes it possible to avoid the braking of the particles in the nozzle 15 it. -even.
On the other hand, the accessory constituted by the nozzle 25 makes it possible to increase the field of use of the device described, by using it not only for the projection of solid particles, but also for the spraying of liquids.
Of course, many construction variants of the device described above could be imagined. Thus, for example, the rear part of the body 1, instead of being of cylindrical shape, could be of truncated conical shape diverging towards the rear. However, the tests have shown that it is preferable to avoid numerous changes in section of the stream of gaseous fluid mixed with particles inside the tubular body 1 of the device.
It goes without saying that the injector 7, 8 could be permanently fixed in any way in the tubular body 1. It could even have come from the foundry in this tubular body 1 and be machined afterwards.