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Procédé de recouvrement de surfaces.
Cette invention se rapporte à un procédé pour re- couvrir des surfaces et concerne plus particulièrement le recouvrement de surfaces au moyen d'un pistolet vaporiseur .
Si l'on recouvre des surfaces en utilisant un pisto- let dit "chori" (le mot Schori étant une marque de fabrique déposée) en utilisant par exemple un pistolet du type dé - crit dans le brevet du Royaume - Uni N 432831. on remarque que, lorsqu'on vapor is e certains métaux ou d'autres s ubs tan- ces oxydables, il se produit une oxydation.
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Des expériences et recherches ont montré que cette oxydation est provoquée par le courant d'air intérieur qui est utilisé pour convoyer la poudre à vaporiser. Cette dif- ficulté peut êre surmontée en utilisant un gaz non oxydant pour convoyer la poudre, il a été' trouvé en outre que la poudre ne doit pas passer trop rapidement à travers la flamme car sinon, on ne disposera pas d'un temps suffisant pour fondre la poudre ou pour la rendre plastique.
D'un autre côté, les particules quittant la flamme doivent avoir une vitesse de projection suffisante pour leur permettre de frapper la surface à recouvrir.
Si le courant de gaz utilisé pour convoyer les par- ticules a une vitesse suffisante pour permettre aux particu- les de frapper la surface à recouvrir, dans ce cas, les particules traversent la flamme sans chauffage adéquat, et en outre, la flamme peut s'Pteindre, Pour cette raison, il a été nécessaire de prévoir un courant de gaz externe, de vitesse suffisante pour donner aux particules quittant la flamme, la vitesse nécessaire pour qu'elles frappent la sur- face à recouvrir. En pratique, ce courant de gaz extérieur est de préférence de l'air, car, étant donné le grand volume requis, l'emploi de n'importe quel autre gaz entrai:ne des filais accrus.
Contrairement à tout ce que l'on pourrait croire, cependant, on a trouvé que l'usage d'air, pour le courant de gaz externe ne produit pas les résultats nuisibles auxquels on se serait attendu, probablement parce que les particules chauffées sont encore protégées par la zone des gaz de com- bus tion, et par le courant interne de gaz non oxydant qui est accéléré par induction, par le courant d'air extérieur de vitesse élevée.
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Toutefois, si on le désire, on peut utiliser d'au- tres gaz peu coûteux , tels que les produits de combustion du gaz de houille,du.gaz de gazogène, du gaz de charbon de , du gaz de foyers soufflés boi&,/du gaz de four à coke, du propane, du butane ou de 1 'ammoniaque.
Conformément à ce qui précède, la présente invention fournit un procédé, de recouvrement de surfaces au moyen d'un pistolet vaporiseur dans lequel une poudre de la matière couvrante est convoyée par un courant de gaz non-oxydant à travers ou à proximité d'une flamme qui est produite en brûlant un mélange de gaz combustibles, la température de la flamme et la vitesse des particules de la poudre étant telles que elle a- provoquent la fusion des particules ou qu'elle les rendent plastiques, les particules fondues ou plastiques étant mues par un courant de gaz se déplaçant à une vitesse suffisamment élevée pour projeter les particules fondues ou plastiques sur la surface à recouvrir.
Le courant de gaz se déplaçant à grande vitesse a , de préférence, la forme d'un cône convergent.
En pratique le procédé de l'invention est réalisé convenablement en faisant passer le courant de gaz non-oxydant convoyant la poudre à vaporiser, à travers- un passage inté- rieur dans le pistolet; en faisant passer le mélange de gaz combustibles, par un passage intermédiaire entourant le pas- sage intérieur mentionné précédemment, et en faisant passer un courant d'air à grande vitesse à travers un passage exté- rieur entourant le passage intermédiaire mentionné précédemment le courant à grande vitesse peut être rendu convergent de n'importe quelle façon convenable, par exemple par des orifices inclinés intérieurement vers le passage extérieur.
Le mélange de gaz combustibles peut être réalisé de façon convenable par un mélange d'oxygène, de l'air, ou un
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autre gaz contenant de l'oxygène, et un gaz carburant tel que du gaz de houille, de l'acétylène;, du propane du butane ou ou un mélange de ces gaz/contenant ces gaz, et ce mélange peut être produit par un mélange préalable avant la tête du pistolet.
Le gaz non oxydant utilisé pour convoyer la poudre à vaporiser est de préférence un gaz combustible tel que du gaz de houille, puisque ceci augmente la chaleur disponible, mais on peut utiliser, si on le désire, un gaz inerte non combustible tel que de l'azote, dà l'hélum ou de l'argon.
Le gaz de houille convient parfaitement, du fait de son bas prix et de ce que l'on peut en disposer facilement.
Le gaz non-oxydant est également de préférence un gaz réduc- teur et le gaz de houille est aussi très convenable à ce point de vue, bien que d'autres gaz réducteurs puissent être utilisés tels que du gaz de houille partiellement con- sumé, ou du gaz de gazogène.
Le procédé de cette invention peut être utilisé pour vaporiser n'importe quelle poudre qui fond ou devient plastique à la température de la flamme, mais le procédé est évidemment très avantageux pour vaporiser des métaux le zinc sensibles à l'oxydation, tels que le cuivre,/l'aluminium et le magnésium, et les alliages de ces métaux, bien qu'il puisse également être utilisé pour vaporiser des matières non métalliques telles que le soufre, les résines synthétiques et les résines naturelles, par exemple, le "shelleac" ou le polythène.
En ce qui concerne la vaporisation de matières non- métalliques, telles que le polythène, on a trouvé qu'il se produit une oxydation de la matière. En protégeant les parti- cules de poudre de l'oxydation par le procédé de la présente invention, on réduit cette oxydation, ce qui entra!ne une amélioration de la couche vaporisée.
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La pression sous laquelle le gaz combustible est fourni au pistolet peut être réglée conformément aux mélanges de gaz utilisés mais en générai, si l'oxygène est employé avec un gaz tel que le propane ou l'acétylène, l'oxygène peut être fourni à une pression comprise entre 20 et 70 li- vres/pouce carré, et le propane ou acétylène a une pression comprise entre 5 et 12 livres par pouce carré, l'oxygène ayant un effet inducteur durant le mélange et le mélange de gaz fourni au pistolet aura alors une pression comprise entre la pression de l'oxygène et celle du propane ou de l'acé- tylène et dont la valeur exacte dépend des proportions utili- sées.
Le courant de gaz non oxydant contenant la poudre en suspension est obtenu de façon convenable en utilisant un mécanisme d'alimentation comprenant un récipient pour la poudre, un vibrateur pour faire vibrer le récipient , un petit tuyau de sortie foré à la partie inférieure du réci- pient qui relie le récipient à une chambre dans laquelle, il fait saillie pour y maintenir constante l'épaisseur de poudre, et une entrée et une sortie dans la chambre à travers laquelle peut passer un courant de gaz non oxydant, pour en- traîner la poudre.
En faisant varier la quantité dont le tuyau fait sailli: dans la chambre, on peut faire varier l'épaisseur de poudre dans la chambre. Le gaz non-oxydant est fourni de façon convenable à l'orifice d'entrée du mécanisme d'alimentation, à une pression de 6 à 12 livres/pouce carré, et par- exemple à 9 livres/pouce carré.
Le gaz pour le courant extérieur à grande vitesse est de préférence fourni à une pression de 15 à 60 livres/pou- ce carré, donnant des vitesses d'air de 150 à 900 pieds/eec. à la sortie du bec.
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Le procédé de la présente invention est capable, par exemple, de déposer 8,4 livres par heure d'aluminium (à com- parer à 5 livres par heure pour le pistolet standard "Schori") 24 livres par heure de zinc (à comparer à 18 livres par heure avec le pistolet standard "Schori") et 10 livres de cuivre par heure (à comparer à 2,8 livres par heure pour le pisto- let standard "Scgori"), et elle a un certain nombre d'avan- tages, si on la compare à la vaporisation au moyen du pistolet standard "Schori".
Par exemple, elle a une efficacité de dépôt plus éle- vée, et produit des recouvrements de plus grande densité, c' es t-à-dire de plus faible porosité, et des recouvrements de meilleure adhérence, et ayant de meilleures propriétés appoint de vue de l'usinage.
De nombreuses valeurs pour illustrer ces avantages et pour d'autres sont données dans les tableaux suivants :
TABLEAU I.
Comparaison des porosités.
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TABLEAU LI/ @ Efficacité de dépôt.
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TABLEAU III.
Effet d'un gaz inerte comme agent de propulsion dans la vaporisaton de cuivre.
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TABLEAU I V.
@ Poids spécifique du métal vaporisé.
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Un pistolet convenant pour réaliser le procédé de l'invention, et un mécanisme d'alimentation convenable pour la poudre sont représentés à titre d'exemple dans les dessins ci-annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du pistolet.
La figure 3 représente le mélangeur de gaz,à plus grande échelle.
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La figure 3 représente, à une plus grande échelle, le réglage de l'aire qui règle aussi le flux de poudre.
La figure 4 est une vue, partiellement en coupe, du mécanisme d'.alimentation dé la poudre.
La figure 5 montre le mécanisme de réglage du gaz non-oxydant et de la poudre entraînée.
'En se référant à la figure l.des dessins, le pistolet comporte un bottier 1, dans lequel se trouvent deux portées coniques 2 et 3 formant des joints étanches au gaz, avec des cylindres 4 et 5 qui peuvent être rapprochés l'un de l'au tre par la partie filetée du cylindre 5 et 6 en serrant la tête hexagonale 7 de ce cylindre 5. Un bec 8 avec des tuyè- res extérieures 9 se visse dans le- cylindre 4 au moyen du filet 10.
Entourant le bec 8 se trouve un autre bec 11, avec des tuyères extérieures 12, qui se vissent également dans le cylindre 4, au moyen du filet 13. On obtient un joint étanche au gaz à la partie conique 14, au moyen d'un chapeau 15 vissé sur le cylindre 4 au moyen d'un filet 16 et appuyait contre un anneau libre 17, qui, à son tour, comprime un cône en fibre 18, Un chapeau 19 s'adapte sur le chapeau 15 au moyen du filet 20, et forme les tuyères 12.
En fonctionnement, un gaz non-oxydant convoyant la poudre à vaporiser est fourni par le mécanisme à l'orifice d'admission 21, (représenté à la figure 4) et passe directeme. travers l'axe du pistolet, et sort à une vitesse relative- ment lente dans l'orifice central de sortie 22 du canal 23.
Un gaz combustible tel que le propane est fourni à travers le conduit 24, disposé dans la poignée 25 du pistolet, et l'oxygène est fourni à travers le conduit 6.
L'oxygène et le gaz combustible sont mélangés dans la chambre de mélange 27, et ils passent alors par l'inter-
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médiaire du conduit 28 dans l'espace annulaire 29, et de là, à travers un certain nombre de passages étroits 30, vers une chambre 31, et vers les tuyères 9 à la sortie desquelles le mélange brûle avec une flamme annulaire.
L'air comprimé est fourni à travers le conduit 32, et passe par l'intermédiaire d'une ch-ambre annulaire 33, et un certain nombre de passages étroits 34, à un autre es- pace annulaire 35, duquel il sort à grande vitesse à travers les tuyères 12. En faisant varier la section droite des tuyères 12 on peut obtenir n'importe quelle forme de flamme depuis une flamme circulaire jusqu'à une flamme largement elliptique.
La poignée 25 du pistolet est composée de 2 sections creuses 36 fixées l'une à l'autre par des vis 37, les con- démontables duits d'limenation de gaz étant /aux points 38 et 39, ornais la tête peut être coulée entièrement avec la poignée et les conduits 26 et 32, obtenus en forant des trous convenables dans la poignée solide. Le procédé de construction décrit a toutefois les avantages de légèreté, d'accessibilité et de facilité de fabrication.
Si l'on se réfère à la figure 2 des dessins, qui représente la -construction du mélangeur de gaz 27, l'oxygène du conduit 24 entre dans le mélangeur en 40 et traverse le bec 41 fixé au siège 42 par la douille 43. venant
Le gaz combus tible/du conduit 26 entre dans le mé- langeur en 44 et est introduit dans le courant d'oxygène par l'intermédiaire du passage 45 et des tuyères 46, dans la pièce du bec 41; le mélange commence et continue dans le conduit 28.
En se référant à la figure 3 des dessins, celle-ci représente le réglage de l'air 47, qui règle également le flux de poudre.
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En appuyant sur le bouton 48, sur lequel on peut agir par un bras à déclic,la vanne cylindrique 49 est poussée contre le ressort 50 et permet le libre passage de l'air venant du conduit d'alimentation 32 vers la chambre annulaire 33.
Le ressort 50, lorsqu'il est libéré, ferme la soupape 49.
Le flux d'air non-oxydant contenant la poudre est produit de façon convenable en utilisant le mécanisme d'ali- mentation représenté à la figure 4 des dessins. La matière en poudre est contenue dans un récipient conique 51, ayant un organe amovible 52, pour permettre le remplissage; cet organe est maintenu en position par des vis 53 dont le sup- lorsqu' on travaille port est à charnière, qui empêchent toute fuite de gaz/à la pression requise. On soumet le récipient à un générateur de vibrations 54 qui fait couler la poudre à travers le ca- nal foré étroit 55,dans la chambre 56, où il maintient une profondeur constante dépendant de la position du tuyau de sortie 55.
Celle-ci détermine le débit de poudre,et elle peut être modifiée en faisant tourner l'écrou 57 agissant respec- tivement sur les fileta levogyre et dextrogyre 58 et 59.
Le gaz non-oxydant est envoyé à travers le conduit 60, dans l'espace annulaire 61, à travers les trous inclinés 62 et de là, à travers la couche de poudre.
De cette façon, la poudre est. mise en suspension, et la quantité requise est entraînée par le tuyau de sortie 63 qui est relié par le tuyau flexible en caoutchouc au raccord 21 du pistolet (voir figure 1) .
Pour maintenir un flux constant, le conduit 64 est prolongé jusqu'en un point situé au-dessus du niveau de la poudre, dans le récipient 51, et égalise la pression sur la poudre.
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Le flux de gaz convoyeur non oxydant et de poudre entraînée est réglé par le mécanisme représenté à la-figure 5 des dessins, lequel se trouve normalement à proximité immédiate du récipient à poudre 51 auquel il est raccordé, le conduit 65 étant raccordé au conduit 60.
En fonctionnement, l'alimentation en gaz convoyeur non oxydant est reliée au mécanisme par le tuyau 66 et passe dans la chambre 67.
Le flux venant de la chambre 67 est réglé par la vanne 68 fonctionnant sur le siège 69. La vanne 68 est re- liée par l'aiguille 70 à un diagramme 71 qui est actionné par la pression de l'air venant par le conduit 72.
En fonctionnement, le conduit 72 est relié à la source d'alimentation d'air reliée au conduit 32 du-pistolet.
(voir figure 1).
Le contrôle de la pression requise sur le diaphragme 71 s'effectue par le ressort 72 et la comresinpeut être réglée par la position du couvercle amovible 73 qui forme avec le bottier 74, la chambre à gaz 67.
Un contre-écrou bloque le couvercle 73 dans la position désirée.
Durant l'opération de recouvrement, le réglage agit de la façon suivante :
Le diaphragme 71 est tout d'abord ajusté pour fonc- tionner à la pression de recouvrement maximum qui sera em- ployée, le bouton 48 étant enfoncé et la vanne 49 grande ouverte ; ceci permet au gaz convoyeur de s'écouler à traverse- la vanne 68 d'entraîner la poudre hors de la chambre 56 du dispositif d'alimentation et de la conduire au pistolet par l'intermédiaire des conduits 63 et 21-pour sortir en 22.
Lorsque le contrôle par bouton 48 est libéré, la pression d'air dans le conduit 32 (voir figure 1) qui est en communication avec 72 (voir figure 5) monte jusqu'à la pres- sion princ ipale , abaisse le diaphragme 71 qui est sous l'ac- tion du ressort antagoniste 72 et ferme la vanne 68, coupait
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instantanément le gaz convoyeur et la poudre.
On notera que le mécanisme, tel qu'il est représenté à la figure 5 n'est que l'une des formes seulement de diffé- rents types pouvant convenir pour réaliser l'opération.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de recouvrement de surfaces au moyen d'un pistolet vaporiseur dans lequel une poudre de la matière formant le recouvrement est convoyée par un courant de gaz non-oxydant à travers ou à proximité d'une flamme qui est produite en brûlant un mélange de gaz combustibles, la tem- pérature de la flamme, et la vitesse des particules de la poudre étant telles qu'elles provoquent la fusion des parti- cules, ou qu'elles les rendent plastiques, les particules fondues ou plastiques étant entraînées par un courant de gaz se déplaçant à une vitesse suffisamment élevée pour projeter les particules fondues ou plastiques sur la surface à re- couvrir.