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PULVERISATEUR DE LIQUIDES, PARTICULIEREMENT APPLICABLE A Le EAUo
L'invention a pour objet un pulvérisateur de liquide réali- sant la combinaison des effets de deux systèmes classiques: la mise sous pression d'un liquide!) d'une part remploi d'air comprimé d'autre part.
Cette combinaison permet non seulement d'assurer une pulvérisation plus complète, mais encores suivant les formes dimensions et pressions, de produire un débit et une finesse de pulvérisation répondant à un program- me fixé à l'avance.
La description qui va suivre;, en référence aux dessins annexés, permettra d'exposer le problème à résoudre et de définir les moyens utili- sés pour sa solution.
La figure 1 représente un pulvérisateur classique reposant sur l'emploi d'air comprimée
La figure 2 montre le pulvérisateur, également classique fonc- tionnant seulement par mise sous pression du liquide.
Les figures 3, 4, 5, 6 représentent des réalisations de la combinaison des deux systèmes selon l'invention, chacune de ces combinai- sons répondant à un programme déterminé.
Dans le pulvérisateur classique de la figure 1, 1-'air comprimé entre dans l'appareil par la tubulure 1, passe par la tuyère 2 et se dé- tend dans l'ajutage 3 en acquérant une grande vitesse et provoquant ainsi en 3 une certaine dépression qui permet au liquide contenu dans un réser- voir ou une canalisationd'être aspiré et d'entrer dans l'appareil par la tubulure 4. Il passe ensuite dans l'orifice circulaire 5 et sort. de 1-'appareil sous forme d'un mince film en forme de cône creux 6 entourant le jet d'air à grande vitesse 7.
Ce jet d'air désagrège le film et l'on
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obtient, à une certaine distance de l'appareil un brouillard fin (en 8) dont la finesse dépend de la pression d'air utilisée et des débits relatifs des jets d'air 7 et de liquide 60
L'expérience montre que le fonctionnement de ce type de pulvé- risateur demande une puissance élevée pour pulvériser une quantité de li- quide minime, ce qui se conçoit facilement si l'on remarque;
, d'une part, que les particules d'air situées au centre du jet d'air 7 ne peuvent entrer en contact avec le liquide que sous l'influence de la turbulence de l'écou= lement c'est-à-dire, à un moment où leur énergie de désagrégation sera fortement diminuée par suite de la diminution de vitesse entraînée par la turbulence et, d'autre part, que les particules liquides situées à l'exté- rieur du film 6 ne peuvent entrer en contact avec l'air du jet 7 que lors- que les particules intérieures auront été elles-mêmes désagrégées, c'est- à-dire asses.loin de 1-*appareil, dans une zone où elles seront soumises à l'action de particules d'air dont l'énergie aura été fortement diminuée.
La désagrégation du film ne s'effectue donc avec un rendement satisfaisant que dans la zone frontière séparant la périphérie du jet 7 et la face intérieure du film 6, compte tenu toutefois que l'énergie de désa- gragation est fonction de la différence des vitesses de l'air et du liqui- de qui sont toutes deux de même sens., différence inférieure à la vitesse de l'airo Celle-ci n'est donc pas complètement utiliséeo
Enfinon remarque que la nappe de brouillard est entièrement inscrite dans un cône d'angle au centre relativement petit,, ce qui peut être un inconvénient pour certaines applications.
Une deuxième méthode classique consiste à utiliser un pulvéri- sateur à pression de liquide, schématisé dans la figure 2. Dans les formes les plus évoluées de ce type d'appareil, le liquide sortant du pulvérisa- teur par la tuyère 9 est animé d'un double mouvements le premier consistant en une translation suivant l'axe 10 de la tuyère 9 et le second consistant en un mouvement de giration autour de c.et axe.
Sous l'influence de ce double mouvement, le liquide prend la forme, à la sortie de la tuyère., d'un film conique 11 dont l'épaisseur va en s'amincissant jusqu'à une certaine distance de l'appareil, telle que les forces centrifuges devenant supérieures à la tension superficielle, il y. a désagrégation du film qui se disperse en gouttes.
Dans la figure 2,on n'a représenté que la tuyère de sortie, car peu importe ici la manière dont s'effectue la mise en giration du li- quide, que ce soit au moyen d'une entrée tangentielle dans le corps de l'appareils ou au moyen d'un distributeur placé à l'intérieur de ce corps.
Il faut cependant noter-que la technique de ce type de pulvéri- sateur est suffisamment connue pour que l'on puisse déterminer les formes de l'appareil, de manière à obtenir le film conique 11 avec un angle d'ou- verture et une épaisseur fixée à l'avancea
L'expérience montre que la désagrégation du film produit des gouttes d'inégale grosseur dont un minime pourcentage seulement constitué par un fin brouillard, à moins d'utiliser des pressions importantes,\) donc de dépenser une puissance élevée, dont une partie seulement est utiliséeo
Le pulvérisateurs objet.de la présente invention combine un pulvérisateur à pression de liquide suivant la figure 1 et un jet d'air comprimé en forme de veine conique creuse qui, frappant le film conique sous un grand angle,,
au lieu de le lécher ssimplement comme dans le cas du pulvérisateur suivant figure 2, permet une désagrégation facile du film liquide.
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La figure 3 est la figure principale permettant de bien compren- dre la mise en oeuvre de l'invention, tandis que les figures 4 et 5 repré- sentent des variantes ne différant de la figure 3 que par l'angle donné au jet d'air et par conséquent9 par là direction donnée au brouillardo En- fin, la figure 6 est une variante dans laquelle les deux ajutages, de li- quide, d'une part et d'air comprimée d'autre part, qui sont séparés dans la figure 3, se trouvent réunis de manière à former un appareil unique.
Dans la figure 3 est représenté en 12 un pulvérisateur analo- gue à celui de la figure 2 dans lequel le liquide 13 est animé d'un double mouvements translation suivant l'axe de la tuyère 14 et giration autour de son axe. Le liquide sort sous forme d'un film conique dont l'axe moyen des génératrices est la ligne mixte.
Coaxialement à l'intérieur de ce cône 15 et à une courte dis- tance est disposé un ajutage 17 dans lequel pénètre l'air comprimé par la tubulure 18. Cet ajutage se termine par une tuyère 19 de section circulai- re dont les lèvres 20 et 21 sont formées d'une part, pour 20 par le prolon- gement du corps 17 et d'autre part pour 21 par une coupelle tenue par une tige centrale 22 filetée à sa partie inférieure et traversant le fond 23 de l'ajutageo L'écartement des lèvres 20 et 21 peut être réglé en vissant ou dévissant plus ou moins la tige 22 au moyen de la molette 240
Avec la forme donnée aux lèvres 20 et 21 dans la figure 3, le jet d'air détendu sortant de la tuyère circulaire 19 a la forme d'un cône creux 25 dont les génératrices moyennes sont dirigées suivant la ligne en trait mixte 26.
Le jet d'air 25 vient frapper le film liquide 15 sous un grand angle et pulvérise finement le liquide, toute l'action du jet se produisant dans un espace très resserré avec le maximum d'efficacité. La composition des quantités de mouvement et des énergies de force vive des deux fluides imprime à la nappe de brouillard 27 ainsi formée une direction moyenne sui- vant le ligne en traits mixtes 28, qui sera toujours comprise entre les axes 16 et 26 se rapprochant davantage de 16, si la pression du liquide est forte tandis que la pression de l'air est faible,
ou davantage de 26 dans le cas contraireo
La nappe de brouillard ainsi formée par la représentation de la figure 3 a donc la forme générale d'un cône creux plus ou moins ouvert et dont la concavité est de même sens que celle du film liquidée Les-,deux corps 12 et 17 sont montés sur un support commun, non représenté sur la figure car sa présentation n'aide en rien à la compréhen- sion du fonctionnement9 mais qui présente la particularité facultative de pouvoir régler l'écartement des deux tuyères 14 et 19 jusqu'à trouver la position optimum.
Indépendamment de ce réglage., on dispose comme déjà dit du ré- glage de l'écartement des lèvres de la tuyère 19 qui agit sur le débit d'air comprimé et enfin du réglage des pressions des deux fluides.
La figure 4 est une variante de la figure 3 utilisant la même tuyère 14 pour la formation du film liquide 15 de même axe 16. Le même corps 17 que dans la figure 3 est aussi utilisé pour l'air comprimé; seu- les diffèrent la forme de la tuyère de section circulaire 29 et par con= séquent aussi les lèvres 30 et 31.
Le jet d'air détendu 32 a ainsi dans la figure 4 la forme d'un cône creux comme pour la figure 3, mais dont l'axe moyen des génératrices 33 a une direction différenteo
Il en résulte que le jet d'air 32 vient croiser le film liqui- de à environ 90 et le brouillard 34 produit a une forme de révolution dont
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les génératrices moyennes ont la direction de la ligne en trait mixte 35, comprise entre les axes 16 et 33 et plus ou moins rapprochées de l'un ou de l'autre suivant les pressions utilisées. Dans la figure 4, on a suppo- sé que l'axe 35 était perpendiculaire à l'axe commun des deux corps en sor- te que la nappe de brouillard est plane.
La figure 5 est une autre variante de la figure 3 utilisant en- core les mêmes organes 14 et 17,mais ici le jet d'air 36 forme un cône creux encore plus fermé et dont l'axe des génératrices moyenne 37 est for- tement incliné vers le haut de la figure.
La nappe du brouillard 38 ainsi formé prend alors la forme d'un cône creux dont la concavité est dirigée en sens inverse de celle du film liquide et l'axe des génératrices moyenne 39 est compris entre les axes 17 et 37 se rapprochant plus ou moins de l'un ou de l'autre suivant les pressions utilisées.
Les deux jets se croisent dans cette figure à contre-courant, en utilisant ainsi au maximum les énergies de force vive des deux fluides.
Dans la figure 6, on a représenté une autre variante de la fi- gure 3 qui n'en diffère en rien en ce qui concerne le fonctionnement? mais seulement au point de vue de la construction. Les deux ajutages 12 et 17, qui étaient séparés dans la figure 3, sont maintenant réunis de manière à constituer un appareil uniqueo L'ajutage du pulvérisateur de liquide est ici formé de deux parties, le corps 41 et le chapeau 42 vissés l'un sur l'autre. Il est en outre du type avec entrée tangentielle 43 par laquelle le liquide s'introduit dans l'appareil et reçoit le mouvement de giration.
L'extrémité du chapeau 42 constitue la tuyère 44 d'où s'échappe le film liquide conique 45, dont l'axe des génératrices moyennes est représenté par la ligne en traits mixtes 46.
Les proportions données à cette partie de l'appareil sont tel- les que la giration est importante et dégage au centre du liquide en rota- tion une cavité suffisamment grande pour qu'on puisse y loger, sans nuire à l'écoulement? l'ajutage à air comprimé 47. L'air entre par la tubulure 48 et sort par la tuyère circulaire 49 constituée par l'extrémité de l'aju= tage 47 et un chapeau 50 réglable au moyen. de la tige 51 et de la molette 52.
Les formes données à la tuyère 49 peuvent être choisies à priori de telle manière que les génératrices moyennes du jet d'air 53, dont l'axe est matérialisé par la ligne en trait mixte 54, aient une direction con- forme à un programme fixé d'avanceo A titre d'exemple, on a donné dans la figure 6 à la tuyère 49 une forme telle que le jet soit plan. Le brouillard formé 55 a donc la forme d'un cône creux dont l'axe des généra- trices moyennes est dirigé suivant 56 compris entre 46 et 54 et de conca- vité de même sens que celle du film liquide.
La combinaison qui constitue la base de l'invention décrite en référence à la figure 3 et ses variantes des figures 4, 5 et 6 procurent les avantages suivants
On peut choisir d'une part, les formes, dimensions et pressions du pulvérisateur à liquide, de manière à produire un débit, une quantité de mouvement et une énergie de force vive du liquide, conformes à un pro- gramme fixé à l'avance, tout en donnant au film l'angle et l'épaisseur vou- lue, de manière à ce qu'il soit possible de le désagréger en fin brouillard avec une faible dépense d'énergie.
On peut choisir? d'autre part, les formes, dimensions et pres- sions d'air comprimé de manière à produire un jet d'air possédant une quan- tité de mouvement et une énergie de force vive sous une forme et dans une direction telles que le film liquide sera désagrégé en une nappe de brouil-
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lard dont la finesses la forme et la direction seront conformes à un pro- gramme fixe à l'avance, par exemple Nappe plane ou bien nappe conique ayant un certain angle au sommeto
On peut faire varier à volonté la finesse et la direction de la nappe de:
brouillard en faisant varier, indépendamment les unes des au- tres, la quantité de mouvement et l'énergie de force vive du film liquide d'une parte et celles de l'air comprimé., d'autre parte c'est-à-dire, en définitivela pression du fluide et celle de l'air compriméo On conçoit, en effet, que si la pression d'eau est très élevée et celle de l'air faible.,, celui-ci produira peu d'effet et le résultat produit sera peu différent'de celui que donne le pulvérisateur à liquide fonctionnant seul.
Le brouil- lard sera peu abondant et sa direction sera celle du film liquide initiale Si maintenant on fait croître la pression de l'air tout en diminuant celle du liquide, on voit le brouillard devenir de plus en plus fin et la direction de la nappe,produite se rapproche de plus en plus de celle du jet d'air initialo
L'énergie de désagrégation obtenue par la composition des éner- gies de force vice des deux fluides est utilisée au maximums étant donné que les deux jets de fluides s'attaquent sous des angles assez grands pour que la zone où s'effectue la désagrégation soit très resserrée et à une distance suffisamment petite des deux tuyères pour que la perte d'énergie par turbulence soit très réduite.
L'énergie de désagrégation sera d'aill- leurs variable en fonction de l'angle d'attaque des deux jets., et., par conséquente de la manière dont s'effectue la composition des quantités de mouvement et celle des forces vives. L'effet minimum étant obtenu à cou- rants parallèles comme dans le pulvérisateur représenté figure 1, il y aura déjà une très grande amélioration lorsque les courants seront croi- sés à 90 et l'effet maximum sera obtenu lorsque les courants seront croi- sés à contre-courant sous un angle d'environ 30 .
On parvient à pulvériser ainsi, avec la même dépense d'éner- gie environ 10 à 20 fois plus de liquide qu'avec le pulvérisateur suivant figure 1.
REVENDICATIONS.
Pulvérisateur de liquides combinant les effets- de la mise sous pression d'un liquide d'une part et de l'emploi d'air comprimée d'autre part, particulièrement applicable à l'eau et caractérisé :
1) Par la combinaison d'un pulvérisateur à liquide du type clas- sique dans lequel il y a, à la fois, translation du liquide le long de l'axe d'une tuyère et giration autour de cet axe de manière que le liquide sorte sous forme d'un film conique, et d'un ajutage à air comprimé se terminant par une tuyère circulaire produisant un jet d'air détendu en forme de cô- ne creuxo
2) La tuyère d'air comprimé est placée à une courte distance de la tuyère de liquide et coaxialement avec elle, de telle manière que les génératrices du jet d'air comprimé viennent croiser celles du film liqui- deo
3)
Les formes de la tuyère d'air comprimé peuvent être choisies de telle manière que la concavité du cône creux formé par le jet d'air puis- se être de même sens que celle du film liquide ou de sens contraire.
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