BE1013168A3 - Pulverisateur comprenant une extremite active de forme specifique et extremite active de pulverisateur utltrasonique. - Google Patents

Pulverisateur comprenant une extremite active de forme specifique et extremite active de pulverisateur utltrasonique. Download PDF

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Abstract

La présente invention se rapporte à une extrémité active de pulvérisation ultrasonique comprenant une tige (3) destinée à amplifier la vibration ultrasonique et une surface active d'extrémité (6), caractérisé en ce que cette surface active d'extrémité se présente essentiellement sous la forme d'un élément convexe dont la base (7) dépasse sensiblement la section de la tige (3).

Description


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   PULVERISATEUR COMPRENANT UNE EXTREMITE ACTIVE DE FORME
SPECIFIQUE ET EXTREMITE ACTIVE DE PULVERISATEUR
ULTRASONIQUE Objet de l'invention [0001] La présente invention se rapporte à un pulvérisateur ultrasonique comprenant une extrémité active de forme spécifique. 



  [0002] La présente invention se rapporte également à une extrémité active de pulvérisateur ultrasonique. 



  Arrière-plan technologique à la base de l'invention   [0003]   Dans le but de la pulvérisation ultrasonique de liquides, on utilise un sandwich d'éléments piézo- électriques fixés entre un support et une tige métallique dont le rôle est d'amplifier les vibrations ultrasoniques. 



    [0004]   Les pulvérisateurs sont aptes à traiter différents types de liquide tels que simplement de l'eau ou un solvant ou encore un liquide chargé de particules en suspension qui permet, après pulvérisation et séchage, un recouvrement uniforme d'une surface. 



  [0005] Un mince film liquide déposé à l'extrémité de l'amplificateur, appelée extrémité active, explose instantanément en gouttelettes. 



    [0006]   Parmi les géométries utilisées pour de tels pulvérisateurs ultrasoniques, on peut classer les surfaces actives selon essentiellement trois types : de type simple, 

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 de type plateau ou encore de type cône. Par"type simple", on entend une surface active formée d'un simple cylindre circulaire se terminant par une surface plane. Ces différents types de pulvérisateur sont capables de produire des gouttelettes dont le diamètre augmente avec le débit. Ceci réduit sensiblement les avantages de la pulvérisation ultrasonique. 



    [0007]   On a proposé également des pulvérisateurs dont la surface active, disposée à l'extrémité d'une tige cylindrique, est un plateau (document US-A-4315716) ou un cône (document US-A-4659014) de diamètre supérieur à celui de la tige. Pour une même fréquence de résonance, et donc une même puissance consommée, ces deux dispositifs réalisent pratiquement le même diamètre de goutte. Ces géométries favorisent la formation d'un dépôt liquide important sur la surface active susceptible d'arrêter ou de perturber la pulvérisation. 



  [0008] Le document US-A-4153201 décrit un pulvérisateur dont la surface active est un plateau présentant une surface convexe. Il s'agit en réalité d'une partie tronquée d'une demi-sphère qui termine une tige de faible diamètre. Cette partie étant tronquée, elle présente un angle qui aura pour conséquence qu'une pulvérisation de plus grosses gouttes sera générée. 



  [0009] D'autre part, le document US-A-4085893 décrit un pulvérisateur dont le transducteur présente une tige de faible diamètre qui se termine directement par une demi-sphère, le diamètre de ladite demi-sphère étant identique à celui de la tige. Ce genre de pulvérisateur présente les mêmes inconvénients que la surface active simple. De plus, il est limité en débit car le liquide peut librement s'écouler le long de la tige cylindrique. 

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  Buts de l'invention   [0010]   La présente invention vise à proposer un pulvérisateur ultrasonique produisant des gouttelettes d'un diamètre qui ne varie pas lors de l'augmentation du débit et qui permet de traiter une large gamme de débits. 



    [0011]   La présente invention vise également à résoudre les problèmes de démarrage d'un pulvérisateur ultrasonique en rendant impossible la formation d'un film liquide épais avant la mise sous tension des pièces piézo- électriques qui mettent le transducteur en vibration. En effet, dans ce cas, la pulvérisation ne se produit plus. 



    [0012]   La présente invention vise donc à faciliter le démarrage ou redémarrage instantané du pulvérisateur. 



    [0013]   La présente invention vise encore à permettre plus facilement le transport des gouttelettes par un gaz porteur en fonction de la modification de la forme du jet des gouttelettes ainsi que de leur concentration suivant le flux de ce gaz. 



    [0014]   La présente invention vise également à proposer un pulvérisateur ultrasonique qui présente une grande stabilité en fréquence même si une dérive du pulvérisateur est observée. 



    [0015]   La présente invention vise également à proposer une solution impliquant une très faible consommation d'énergie. 



  Principaux éléments caractéristiques de l'invention   [0016]   La présente invention se rapporte tout d'abord à un pulvérisateur ultrasonique constitué d'un sandwich d'éléments piézo-électriques fixés entre un support et un amplificateur mécanique comprenant une tige destinée à amplifier la vibration ultrasonique fournie par l'élément piézo-électrique et une surface active d'extrémité, caractérisé en ce que cette surface active 

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 d'extrémité se présente essentiellement sous la forme d'un élément convexe dont la base dépasse sensiblement la section de la tige. 



  [0017] La présente invention se rapporte donc plus précisément à l'élément amplificateur mécanique comprenant une tige destinée à amplifier la vibration ultrasonique et une surface active d'extrémité caractérisé en ce que cette surface active d'extrémité se présente essentiellement sous la forme d'un élément convexe dont la base dépasse sensiblement la section de la tige. 



    [0018]   De préférence, l'élément convexe est une demi-sphère. 



    [0019]   De préférence, le diamètre de l'élément convexe dépasse la section de la tige d'au moins 15%, de préférence d'au moins 25%, et de manière encore préférée d'au moins 50%. 



  [0020] Enfin, la présente invention vise à proposer une technique bien adaptée en particulier aux applications suivantes : - humidification de l'air, - distribution de produits actifs, - production de poudres alimentaires ou techniques, par exemple métalliques, - recouvrement de surfaces en couches très minces, - combustion, - pulvérisations médicales, - domaine agronomique comme irrigation et/ou pulvérisation de produits phytosanitaires. 



  Brève description de la figure   [0021]   La figure 1 représente schématiquement un pulvérisateur ultrasonique de liquide selon la présente invention. 

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    [0022]   Les figures 2 représentent une vue en coupe et une vue par le dessus de l'extrémité active du pulvérisateur selon une première forme d'exécution préférée de l'invention. 



    [0023]   Les figures 3 représentent une vue en coupe et une vue par le dessus de l'extrémité active du pulvérisateur selon une seconde forme d'exécution préférée de l'invention. 



    [0024]   La figure 4 représente une vue schématisée d'un pulvérisateur ultrasonique selon la présente invention en vue d'en déterminer le dimensionnement. 



  Description détaillée de plusieurs formes d'exécution de l'invention   [0025]   La figure 1 représente un pulvérisateur comprenant un support 1, un organe piézo-électrique composé de deux éléments piézo-céramiques 2 et une tige 3 formant amplificateur mécanique pour le mouvement de vibration qui est communiqué par l'organe piézo-électrique, ainsi qu'une surface active sur laquelle un film liquide sera pulvérisé. 



  Le liquide est introduit par une alimentation 4 qui parcourt le pulvérisateur sur toute sa longueur. Le liquide peut aussi être introduit latéralement comme que représenté à la figure 4 ou par un dispositif d'alimentation externe au pulvérisateur. La connexion électrique 5 destinée à être raccordée au circuit électronique d'alimentation permet l'excitation du pulvérisateur. 



    [0026]   A la résonance du pulvérisateur, une quantité d'énergie minimum entraîne la formation d'ondes instables de surface du film liquide dont les crêtes se détachent en gouttelettes, réalisant la pulvérisation du liquide. 



     [0027]   En vue de réaliser les buts de l'invention, il est apparu nécessaire de prévoir une surface active 6 substantiellement hémisphérique d'un diamètre d'au moins 

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 15%, de préférence d'au moins 25 et encore de préférence d'au moins 50%, supérieur à celui de la tige 3. La surface active 6 possède une base 7 partiellement commune avec l'extrémité de la tige 3. 



  [0028] Selon une première forme d'exécution représentée à la figure 2, on observe que l'extrémité active possède un seul canal d'amenée du liquide vers la surface active. 



    [0029]   La figure 3 représente une autre forme d'exécution de l'extrémité active selon la présente invention qui présente six canaux d'amenée du liquide sur la surface active. Ceci permet d'augmenter sensiblement le débit. 



    [0030]   En vue d'obtenir un pulvérisateur ultrasonique, il est nécessaire que les dimensions soient respectées. Ainsi que représenté à la figure 4, il convient que la dimension Ll soit de préférence comprise entre 5 et 50 mm. Dans le présent cas, Ll vaut 9 mm. Dans l'exemple d'exécution particulièrement préféré de la présente invention, le rapport L2/L3 vaut 0,2 tandis que le rapport D2/Dl vaut 0,16. D'autre part, le rapport des diamètres D2/Dl (soit RS) ainsi que le rapport de L2/L3 ne sont pas indépendants.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS 1. Extrémité active de pulvérisateur ultrasonique comprenant une tige (3) destinée à amplifier la vibration ultrasonique et une surface active d'extrémité (6), caractérisé en ce que cette surface active d'extrémité se présente essentiellement sous la forme d'un élément convexe dont la base (7) dépasse sensiblement la section de la tige (3).
  2. 2. Extrémité active de pulvérisateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément convexe est une demi-sphère.
  3. 3. Extrémité active de pulvérisateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre le plus étroit de l'élément convexe dépasse la section de la tige (3) d'au moins 15%.
  4. 4. Extrémité active de pulvérisateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diamètre le plus étroit de l'élément convexe dépasse la section de la tige (3) d'au moins 25%.
  5. 5. Extrémité active de pulvérisateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre le plus étroit de l'élément convexe dépasse la section de la tige (3) d'au moins 50%.
  6. 6. Extrémité active de pulvérisateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il possède un seul canal d'amenée du liquide à la surface active (6).
  7. 7. Extrémité active de pulvérisateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il possède plusieurs canaux d'amenée du liquide à la surface active (6).
  8. 8. Pulvérisateur ultrasonique constitué d'un sandwich d'éléments piézo-électriques fixés entre un support (1) et un amplificateur mécanique comprenant une <Desc/Clms Page number 8> tige (3) destinée à amplifier la vibration ultrasonique fournie par l'élément piézo-électrique et une surface active d'extrémité (6), caractérisé en ce que cette surface active d'extrémité se présente essentiellement sous la forme d'un élément convexe dont la base (7) dépasse sensiblement la section de la tige (3).
  9. 9. Utilisation du pulvérisateur ultrasonique selon la revendication 8 pour des applications d'humidification d'air.
  10. 10. Utilisation du pulvérisateur ultrasonique selon la revendication 8 pour des applications de distribution de produits actifs.
  11. 11. Utilisation du pulvérisateur ultrasonique selon la revendication 8 pour des applications de production de poudres alimentaires ou techniques, par exemple métalliques.
  12. 12. Utilisation du pulvérisateur ultrasonique selon la revendication 8 pour des applications de recouvrement de surfaces en couches très minces.
  13. 13. Utilisation du pulvérisateur ultrasonique selon la revendication 8 pour des applications de combustion.
  14. 14. Utilisation du pulvérisateur ultrasonique selon la revendication 8 pour des applications de pulvérisations médicales.
  15. 15. Utilisation du pulvérisateur ultrasonique selon la revendication 8 pour des applications dans le domaine agronomique, en particulier pour l'irrigation et la pulvérisation de produits phytosanitaires.
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