Installation de pulvérisation d'un produit sous forme fluide, notamment d'un fluide chargé de particules abrasives La présente invention concerne une installation de pulvérisation d'un produit sous forme fluide, notamment d'un fluide chargé de particules abrasives, ce fluide cons tituant un composé de polissage liquide ou pâteux, par exemple.
Dans de telles installations connues, le réglage du débit du composé de polissage est obtenu par le moyen d'une soupape à aiguille métallique coopérant avec un siège de la buse de pulvérisation. Le passage du composé sur les surfaces de l'aiguille et du siège provoque une érosion marquée de ces surfaces, qui est à l'origine de fuites du composé, -lorsque la soupape est fermée.
Il en résulte la nécessité de fréquemment remplacer ces pièces de la soupape. Pour pallier cet inconvénient, on a proposé d'exécuter l'aiguille et le siège en des aciers spécialement traités en vue d'augmenter leur résistance à la corrosion, mais sans parvenir à éliminer toute érosion, et les fuites qui en découlent.
L'installation selon l'invention, comportant une tête de pulvérisation à laquelle de l'air sous pression est fourni en vue d'atomiser le produit, et une soupape com mandant l'admission du produit dans cette tête, est caractérisée en ce que la soupape comporte un dia phragme coopérant avec un siège et susceptible d'être déplacé par le moyen d'un organe d'accouplement relié à un piston d'actionnement pneumatique, et en ce qu'un distributeur réglant le débit de l'air comprimé fourni à la tête de pulvérisation règle également le débit d'air com primé fourni au piston d'actionnement.
Trois formes d'exécution de l'installation objet de l'invention sont décrites, à titre d'exemple, en regard du dessin annexé dans lequel La fig. l est une coupe longitudinale de la première forme d'exécution.
Les fig. 2 et 3 sont des vues de détail des deuxième et troisième formes d'exécution. Les fig. 4 et 5 sont des schémas des différentes for mes d'exécution décrites.
Dans la première forme d'exécution, l'installation comporte un dispositif de pulvérisation 10 (fig. 1), com portant une tête de pulvérisation 14 dont le corps 11 est percé d'un conduit central 12 pour l'écoulement d'un composé de polissage liquide. Sur un côté du conduit 12, un raccord d'entrée 13, pour de l'air comprimé, alimente en air une buse de pulvérisation 15 comprenant un capu chon 16 monté à l'avant du corps 11. Le raccord d'air 13 communique avec une série de conduits 17 prévus dans la tête 14.
Il se produit en avant de la tête 14 une disper sion très fine du liquide de polissage abrasif, par suite de l'effet d'atomisation de l'air comprimé, les gouttelet tes de cette dispersion étant transportées par l'air sur la face d'un disque à polir, non représenté, avec une force suffisante pour pénétrer dans le courant d'air entourant le disque.
Une soupape de commande 18 placée sur le côté amont du corps 11 est agencée de sorte que le liquide de polissage a une trajectoire rectiligne à partir de la sou pape, :dans le corps 11. La soupape 18 comporte un corps 19 et un boîtier 20. Le corps 19 est .traversé Longi tudinalement par un conduit cylindrique 21 comprenant un raccord d'entrée 22 destiné à être relié à une conduite d'amenée du liquide de polissage non représentée, et un raccord de sortie 23 avec lequel communique le conduit 12 du corps 11 de la tête de pulvérisation.
Le dispositif de pulvérisation 10 peut avoir, dans l'installation, une orientation différente de celle qu'il a à la fig. 1.
Une ouverture 24 est creusée dans la partie supé rieure de la paroi 25 du corps de soupape 19, et sur la surface intérieure du conduit cylindrique 21, .est disposée une nervure transversale 26 s'étendant sur toute la lar geur du conduit cylindrique. Le point central de la sur face supérieure 27 de la nervure 26 est plus élevé que le niveau intérieur 28 de l'ouverture 24 et se trouve appro ximativement à mi-distance entre ce niveau 28 et le niveau 29 de l'embouchure de l'ouverture 24. La sur face supérieure 27 de la nervure transversale 26 consti tue un siège pour une soupape constituée par un dia phragme 30.
La paroi 25 du corps de soupape est relati vement épaisse, et l'ouverture 24 formée dans cette paroi 25 est recouverte par le diaphragme 30, de forme cir culaire, qui est en caoutchouc. Lorsque la soupape est ouverte, le diaphragme 30 est légèrement bombé vers le haut, s'écartant de l'axe du conduit cylindrique 21, de sorte que le liquide de polissage peut s'écouler selon une trajectoire en forme générale de U renversé indiquée par les flèches A, en passant par-dessus la surface supérieure 27 de la nervure transversale 26, dans l'intervalle libre compris entre le diaphragme 30 et cette surface 27.
Un boitier 20 est monté sur le corps 19, coaxialement à l'ouverture 24, dans une position perpendiculaire à la paroi 24, dans une position perpendiculaire à la paroi 25. Ce boîtier 20 sert de logement au diaphragme 30 et à un organe d'accouplement 32 reliant le diaphragme à une tige de piston 33. Le boîtier cylindrique 20 comporte à son extrémité supérieure un cylindre de commande pneu matique 35 actionnant le diaphragme 30.
Entre sa face inférieure et le fond intérieur 34 du cylindre 35, le boi- tier 20 est percé axialement d'un alésage 31 comportant trois portées de diamètres différents. Une portée 36, peu profonde, a un diamètre plus grand que celui de l'ouver ture 24 et constitue un logement pour la périphérie du diaphragme 30. Une seconde portée 37 a un diamètre légèrement plus grand que celui de l'ouverture 24 tandis qu'une dernière portée 38 a un diamètre plus petit que l'ouverture 24.
Le boîtier 20 présente une jupe constituant le cylin dre 35 commandant la soupape à diaphragme. L'extré mité supérieure 39 du cylindre 35 est fermée par une plaque 40, et un piston 41 est monté à coulissement dans le cylindre. Ce piston est solidaire d'une extrémité d'une tige de piston 33 traversant la portée 38 de l'alésage 31 et qui dépasse dans la partie 37 de cet alésage.
L'extrémité inférieure de la tige 33 est fixée à un organe d'accouplement cylindrique 32 monté à coulisse ment dans la portée moyenne 37 de l'alésage 31. La face d'extrémité 45 de l'organe 32 est convexe, avec un rayon de courbure tel que lorsque la tige 33 abaisse l'organe 32 dans une position de fermeture de la soupape, d'une part, la zone périphérique 46 de l'organe d'accouplement coo pérant avec le diaphragme 30 presse ce dernier contre le bord supérieur de l'ouverture 24 formée dans la paroi 25 du corps 19, et d'autre part, la zone centrale 48 de l'or gane 32 presse le diaphragme 30 contre le siège usiné sur la surface supérieure 27 de la nervure transversale 36 traversant le conduit 21 du corps 19.
La forme de l'or gane d'accouplement 32 assure une bonne assiette du diaphragme 30 sur ses sièges.
Deux ressorts hélicoïdaux 49 et 50 placés l'un dans l'autre et comprimés entre le piston 41 et la plaque 40, poussent vers le bas le piston 41, la tige 33, l'organe d'accouplement 32, et ainsi le diaphragme 30, pour ame ner la soupape en position fermée.
Le boitier 20 comporte un raccord 51 vissé dans un conduit 52 de sa paroi, relié au cylindre 35 par un con duit 53.
Le dispositif de pulvérisation 10 est actionné à dis tance par un circuit de commande pneumatique.
Ce circuit peut être agencé comme indiqué schémati quement à la fig. 4, le circuit comprenant un robinet à trois voies 55 actionné par des moyens électriques réagis sant à des impulsions électriques provenant d'un disposi tif d'enclenchement horaire 56, par des conducteurs 57. Dans une variante, le robinet 55 peut être actionné par des signaux électriques provenant d'autres moyens, inter rupteur de commande manuel ou tout autre dispositif procurant les impulsions électriques nécessaires.
Un raccord de sortie 58 du robinet 55 est relié par un tube 59 au raccord 51 du boîtier 20 de la soupape de commande 18 du dispositif de pulvérisation 10. Une déri vation 60 du tube 59 est reliée à un régulateur de pres sion 61, dont la sortie communique par un tube 62 avec le raccord d'entrée 13 du corps 11 de la tête de pulvéri sation. Le raccord d'entrée 63 du robinet 55 est relié. par un tube 64. à une source d'air comprimé non représentée, tandis qu'un raccord 65 dudit robinet 55 sert d'échap pement.
La conduite d'alimentation en liquide de polissage (non représentée) est mise sous pression soit par une pompe immergée dans un grand réservoir, soit par suite de son raccordement avec un réservoir de liquide main tenu sous pression.
Le fonctionnement du dispositif de pulvérisation 10 est le suivant Au départ, les ressorts 49, 50 poussent le piston 41 vers le bas. de sorte que le diaphragme 30 est amené à porter sur le siège formé à l'extrémité supérieure 27 de la nervure transversale 26, la soupape étant ainsi fermée. Cette position est notamment celle obtenue en cas de défaillance du circuit de commande pneumatique.
Pour mettre en service le dispositif de pulvérisation 10, de l'air comprimé est amené par le tube 64 au rac cord d'entrée 63 du robinet à trois voies 55. Si le signal de commande en provenance du dispositif d'enclenche ment électrique 56 est alors tel que le dispositif doit res ter hors service, l'air comprimé est arrêté par le robi net 55. Lorsque le dispositif d'enclenchement 56 trans met un signal d'enclenchement, le robinet 55 est action né et l'air comprimé parvenant au raccord d'entrée 63 ressort alors du robinet par son raccord 58. L'air com primé passant par le tube 59 parvient alors au raccord 51 du boîtier 20, et de là pénètre, par le conduit 53, dans le cylindre 35, sous le piston 41.
La pression de l'air fourni par le tube 59 est déterminée de manière que la force exercée par cet air sur le piston, combinée aux forces élastiques propres du diaphragme 30, équilibrent exac tement la force exercée vers le bas sur le piston par les ressorts 49, 50. Le liquide de polissage introduit sous pression dans le raccord d'entrée 22 du corps 18, peut alors soulever le diaphragme 30 et l'écarter de son siège de la nervure 26, de sorte que le liquide peut s'écouler, par le canal 21, jusque dans le canal 12 du corps 14 de la buse de pulvérisation.
En outre, une partie de l'air fourni par le tube 59 passant dans la dérivation 60. par le régulateur de pres sion 61 et de ce dernier, par le tube 62, parvient au rac cord d'entrée 13 du corps 14 de la buse. Cet air passe alors par les canaux 17 de la buse et provoque l'atomi- sation du liquide de polissage à sa sortie du conduit 12.
Pour arrêter la pulvérisation, le dispositif d'enclen chement envoie un nouveau signal par le conducteur 57 et le robinet 55 est actionné de sorte que l'air comprimé amené au raccord d'entrée 63 est arrêté dans le robinet, l'alimentation par le tube 59 étant ainsi interrompue. Les ressorts 49, 50 referment alors la soupape, contre la pression du liquide de polissage. Il n'y a plus d'arrivée d'air dans le tube 60, de sorte que l'alimentation en air de la buse est également interrompue. Enfin, le raccord 58 est alors relié au raccord de décharge 65, de sorte que l'air contenu dans les tubes 59 et 60 s'échappe à l'atmos phère, permettant la fermeture de la soupape.
De la sorte, la commande du dispositif de pulvérisa tion est réalisée au moyen de l'air comprimé qu'il est indispensable de lui fournir en vue de l'atomisation du composé abrasif.
Dans une variante dont le circuit de commande est représenté schématiquement à la fi-. 5, le robinet à trois voies 65 est remplacé par un robinet à quatre voies 67.
Le robinet à quatre voies 67 est alimenté en air com primé par le tube 64 parvenant au raccord d'entrée 68. Le robinet comporte un raccord 69 relié par le tube 59 au raccord 51 du boîtier 20 du dispositif de pulvérisation, ce tube 60 dérivé du tube 59 aboutissant au régulateur de pression 61. Le robinet 67 comporte trois autres rac cords 70, 71 et 71b. Dans cette variante, les raccords 70 et 70b, non employés, sont fermés par des bouchons. Le fonctionnement du dispositif de pulvérisation com mandé par le robinet 67 ainsi installé est très proche de celui obtenu au moyen du robinet à trois voies 65. seul le dispositif d'enclenchement 56 devant être modifié de manière que la suite désirée d'opérations soit obtenue par le moyen du robinet à quatre voies 67 dont les rac cords 70, 71 et 71b sont fermés.
Le raccord 69 est relié au raccord 71 lorsque 1e signal du dispositif d'enclenche ment est tel que l'air comprimé fourni au robinet 67 est arrêté dans ce robinet, l'air des conduits 59 et 60 pouvant alors s'échapper à l'atmosphère.
Dans une seconde forme d'exécution de l'installation, le dispositif de pulvérisation diffère de celui de la fig. 1 uniquement par une modification touchant à la soupape de commande 18. Le cylindre 35 de cette seconde forme d'exécution, représenté partiellement à la fig. 2. est égale ment situé à l'extrémité supérieure du boîtier 20 et com porte aussi un raccord 51 communiquant avec le cylindre par des conduits 73 et 74. Le piston 41 comporte un seg ment d'étanchéité 43 coopérant avec la paroi du evlindre, et la tige de piston 33 relie le piston à l'organe d'accou plement 32.
La différence principale entre cette forme d'exécu tion et celle déjà décrite réside dans l'absence des res sorts 49 et 50. Dans cette seconde forme d'exécution, un raccord 75 est prévu dans la plaque 40, pour per mettre l'introduction d'air comprimé dans le cylindre 35, du côté de la face supérieure du piston 41. Le dispositif est actionné au moyen du circuit de commande repré senté à la fig. 4, après quelques petites modifications de ce circuit.
Un tube supplémentaire 76, représenté en pointillés à la fig. 4. est alors établi entre le tube 64 d'alimentation en air comprimé et le raccord 75 disposé sur le cvlin- dre 35. le reste du circuit étant agencé comme précé demment. Avec cette disposition. la soupape diaphragme 30 n'est plus maintenue en position fermée par des res sorts. et il faut donc prendre garde que le liquide de polissage ne soit pas amené sous pression au raccord d'entrée 22 du corps 19, car l'écoulement de ce liquide ne serait pas empêché par la soupape. de sorte que des per tes de liquide se produiraient par le conduit 12 du corps 11.
Toutefois, dès que l'air comprimé est fourni à l'ins- stallation, cet air amené par le tube alimentation passe également par le tube 76 et le raccord 75. pour pénétrer dans le cylindre 35 et pour repousser le diaphragme 30 sur son siège formé à l'extrémité supérieure 27 de la nervure 26, fermant ainsi la soupape. Supposons maintenant que le dispositif d'enclenche ment 56 a placé le robinet à trois voies 55 de manière que le dispositif de pulvérisation est à l'arrêt.
L'air com primé pénétrant dans le robinet 55 par le raccord 63 est arrêté dans le robinet de sorte qu'il n'y a pas d'air com primé dans les tubes 59 :et 60 et que le diaphragme 30 reste dans sa position de fermeture. Si le dispositif d'en clenchement 56 transmet un nouveau signal au robinet 55, en vue de la mise en action du dispositif de pulvéri sation, le robinet est déplacé de sorte que de l'air est distribué par le raccord 58. L'air comprimé pénètre à nouveau dans le cylindre pneumatique par le raccord 51, et dans la buse de pulvérisation 11, par la tubulure d'entrée 13.
L'air pénétrant dans le cylindre 35 par le raccord 51 agit sur la face inférieure du piston 41, et la pression exercée. combinée avec les forces élastiques internes du diaphragme 30, compense juste la pression dirigée vers le bas exercée sur ce diaphragme par suite de l'introduction de l'air comprimé dans le cylindre 35 par le raccord 75, de sorte que la soupape peut à nou veau s'ouvrir .sous la pression du liquide abrasif agissant sur la face inférieure du diaphragme 30. Simultanément à la fourniture d'air comprimé sous le piston 41, par le raccord 51, de l'air comprimé est fourni à la tête de pul vérisation 14 par le raccord d'entrée 13 et les passages 17.
De la sorte, le liquide abrasif soulevant le diaphragme 30 et s'écoulant le long des conduits 21 et 12, est atomisé à la sortie du conduit 12. Pour interrompre le fonctionnement, un nouveau signal est envoyé par le dispositif 56 au robinet 55 qui est alors actionné. L'air comprimé est alors arrêté dans le robinet 55 et le raccord 58 est relié au raccord 65. II n'y a plus d'air comprimé sur la face inférieure du pis ton 41 et l'air comprimé agissant sur la surface supé rieure du piston 41 provoque à nouveau le retour du diaphragme sur l'extrémité 27 de la nervure 26 provo quant ainsi, d'une part. la fermeture de la soupape et d'autre part, l'interruption de la fourniture de l'air com primé au raccord 13 de la buse de pulvérisation 14.
La liaison établie entre les raccords 58 et 65 permet: à l'air contenu dans les tubes 59 et 60 de s'échapper à l'atmo sphère.
Dans une troisième forme d'exécution, l'installation comporte un dispositif de pulvérisation différant légère ment de celui déjà décrit et représenté à la fi.-,.<B>1,</B> la modification touchant le cylindre pneumatique 35 com mandant la position de la soupape de commande 18. Le cylindre 35 représenté partiellement à la fig. 3, a la même disposition générale que le cylindre déjà décrit représenté à la fig. 2. Il comporte le piston 41 solidaire de la tige 33 et qui est muni du segment d'étanchéité 43. Le cylindre est également fermé par une plaque 40 portant le rac cord 75 permettant l'admission d'air comprimé dans la chambre du cylindre 35 située sur le côté supérieur du piston 41.
Dans cette forme d'exécution, le boîtier 20 est dépourvu du raccord 51, et aucune entrée d'air n'est donc prévue dans la chambre située sous le piston 41.
Le fonctionnement du dispositif de pulvérisation est commandé par le circuit de commande représenté à la fig. 5, avec quelques modifications décrites ci-après.
Un tube supplémentaire 77 (représenté en pointillés) est branché entre le raccord 70 (qui n'est alors pas fermé) du robinet à quatre voies 67 et le raccord 75 du boîtier 20. Le tube 59, précédemment disposé entre le raccord 69 du robinet à quatre voies et le boîtier est omis, le raccord 69 alimentant uniquement le tube 60 aboutissant au régulateur de pression 61 fournissant l'air d'atomisa- tion à la tête de pulvérisation 11, par le tube 62.
Dans cette disposition la soupape 30 n'est pas positi vement fermée en cas de défaillance du circuit de com mande pneumatique, c'est pourquoi il faut éviter d'ali menter sous pression le raccord d'entrée 22 du corps 19 de la soupape 18 tant que de l'air comprimé n'est pas fourni au circuit de commande. Lorsque le dispositif 56 signale au robinet 67 que le dispositif de pulvérisation 10 doit rester arrêté, l'air comprimé provenant de la con duite principale et qui est amené par le tube 64 au rac cord d'entrée 68, peut sortir du robinet 67 par le raccord 70.
Il passe par le tube 77 et pénètre dans le cylindre pneumatique 35, par le raccord 75. Cet air comprimé pousse le piston 41 vers le bas, et de la sorte, ferme la soupape et empêche tout passage du liquide abrasif par le canal 21. Le robinet établit également la liaison entre les raccords 69 et 71, permettant à l'air contenu dans les tubes 59, 60 de s'échapper à l'atmosphère.
Lorsque le dispositif 56 transmet une nouvelle impul sion. l'actionnement du robinet a pour effet d'amener l'air comprimé non plus au raccord 70 mais au raccord 69, et d'interrompre la communication entre les raccords 71 et 69, pour établir la communication entre les rac cords 70 et 71b, pour permettre à l'air du tube 77 de s'échapper à l'atmosphère. Ainsi, l'air comprimé n'est plus fourni au raccord 75 du cylindre 35, et la pression du liquide de polissage s'ajoutant aux forces élastiques du diaphragme 30, peut soulever le diaphragme 30 de son siège, permettant ainsi au liquide de polissage de s'écouler le long des conduits 21 et 12.
L'air comprimé, au lieu de sortir du robinet 67 par le raccord 69, passe alors par le tube 60, vers le régulateur de pression 61, et de ce, dernier, par @e tuba 62. parvient au raccord d en trée 13 de la tête cle pulvérisation 14 et pénètze alors dans les conduits radiaux 17 distribuant l'air servant à l'atomisation du liquide abrasif.
A réception d'un nouveau signal du dispositif 56, le robinet à quatre voies 67 interrompt l'écoulement de l'air comprimé par le raccord 69, de sorte que l'arrivée d'air d'atomisation à la tête 14 est interrompue, relie le rac cord 69 au raccord 71, interrompt la liaison entre les raccords 70 et 71b, et provoque simultanément la sortie de l'air du robinet 67 par le raccord 70 et le tube 77, vers le cylindre pneumatique 35, par le raccord 75 ce qui a pour effet de pousser le piston 41 vers le bas et de fermer la soupape contre l'action de la pression du liquide de polissage.
Dans toutes les formes d'exécutions décrites la com mande du dispositif de pulvérisation est obtenue d'une manière simple et économique, dans la première forme d'exécution par l'emploi d'un distributeur à commande à distance à trois voies ou à quatre voies, et dans les seconde et troisième formes d'exécutions respectivement par l'emploi d'un distributeur à trois voies et d'un distri- buteur à quatre voies. La commande du dispositif de pulvérisation se fait en modifiant l'alimentation en air comprimé, air comprimé qui en tout état de cause doit être fourni au dispositif pour permettre l'atomisation voulue. De la sorte, on évite l'emploi de moyens de com mande supplémentaires.