FR2499874A1 - Dispositif de canon pour la projection de revetements par detente de gaz - Google Patents

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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
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    • B05B1/06—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in annular, tubular or hollow conical form

Abstract

L'INVENTION SE RAPPORTE A DES MOYENS POUR L'APPLICATION DE REVETEMENTS SUR LES ORGANES ET LES PIECES DES MECANISMES ET MACHINES PAR PROJECTION DE MATERIAUX CHAUFFES ET ENTRAINES PAR LA DETENTE DE GAZ DE COMBUSTION. LE CANON COMPORTE UNE CHAMBRE DE TRAVAIL 1 CONSTITUEE PAR DES PAROIS LONGITUDINALES 2 ET UNE PAROI DE FERMETURE 3, A TRAVERS LESQUELLES SONT MENAGES DES ORIFICES POUR L'ADMISSION RESPECTIVEMENT DU MATERIAU EN POUDRE A PROJETER 6 ET DES GAZ DE TRAVAIL 8 AINSI QUE POUR LE PASSAGE DE MOYENS D'ALLUMAGE 10 DES GAZ DE TRAVAIL. LA CHAMBRE DE TRAVAIL 1 PRESENTE UNE SECTION TRANSVERSALE VARIABLE SUR AU MOINS UNE PARTIE DE LA LONGUEUR DU CANON. APPLICATION POUR DEPOSER DIVERS REVETEMENTS RESISTANTS: A LA CORROSION, A L'USURE, A CHAUD, AUX AGENTS CHIMIQUES; OU BIEN DEPOSER DES REVETEMENTS A PROPRIETES SPECIALES: OPTIQUES, MAGNETIQUES OU ELECTRIQUES; OU BIEN DES REVETEMENTS SERVANT DE COUCHES INTERMEDIAIRES POUR LE BRASAGE ET LE SOUDAGE OU L'EFFET DECORATIF.

Description

DISPOSITIF DE CANON POUR LA PPOJECTION
DE REVETE;lENTS PAR DETENTE DE GAZ
La présente invention se rapporte a des moyens pour l'application de revêtements sur des organes et les pièces des mécanismes et machines, par projection de matériaux chauffés entraînés par la détente de gaz de combustion, et notamment aux dispositifs de canons ou de torches pour la projection de revêtements par détente de gaz.
L'invention peut être appliquée pour déposer divers revêtements résistants:à la corrosion, a l'usure, à chaud, aux agents chimiques; ou bien pour déposer des revêtements à propriétés speciales: optiques, magnétiques ou électriques, servant de couches intermédiaires pour le brasage et le soudage, ainsi que des revêtements décoratifs subissant un façonnage après la déposition.
On connait de nombreux dispositifs pour la projection de revêtements par détente de gaz sur des organes et pièces de mécanismes et machines.
Le canon de ces dispositifs comporte généralement une chambre de travail cylindrique pour le chauffage et la mise en vitesse du matériau en poudre à projeter par la combustion et la detente des gaz. Une telle chambre de travail comporte des parois longitudinales fermées a une extrémité tandis que l'autre extrémité est ouverte pour former l'ouverture de projection.
Quand on utilise les canons de type connu pour déposer des revêtements, l'intensité du transfert énergétique exercé par des gaz de travail sur les particules de la poudre à projeter est principalement déterminée par les paramètres de la détonation du mélange de gaz utilisé. C'est pourquoi dans le cas d'application, par exemple, de revêtements en matériaux réfractaires, pour assurer les conditions de formation des revêtements sou haités, on diminue la dose de matériau déposée à chaque cycle de projection.
En outre, dans les dispositifs connus, l'utilisation d'un matériau en poudre dont des particules dépassent une taille de 30-50 sium, se heurte à des diffi cultés. I1 s'ensuit une diminution du rendement du processus et de ses possibilités technologiques.
On connaît d'autre part des canons, munis d'une chambre de travail cylindrique étagée et dont le diamètre des étages diminue vers I'etréité ouverte. Toutefois, une telle réalisation du canon qui augmente l'énergie cinétique et thermique du flux de produits de revêtement s'échappant du canon, ne donne pas un accroissement suffisant aux caractéristiques de ce flux. En outre, dans un tel canon la différence de diamètre des étages est limitée par le risque de voir augmenter les pertes d'énergie cinétique et par la longueur du canon. Ainsi, quand le diamètre est augmenté dans la partie initiale de la chambre de travail, la distance d'allumage s'accroît, ce qui implique une augmentation correspondante de la longueur du canon.
Dans les dispositifs connus, le canon compte des orifices percés dans les parois latérales pour l'admission du matériau à projeter et dont la direction est perpendiculaire à l'axe du canon. P?ais, pour une telle alimentation du matériau en poudre celle-ci adhère à la paroi du canon, dans la zone des parois opposée à la zone d'admission.
Le matériau en poudre peut également etre admis parallèlement à l'axe du canon. Toutefois, quand la longueur du canon est importante, les particules de matériau sont dans des conditions de temir7ératures et de vitesses très différentes au moment où elles viennent frapper le support et il s'ensuit une faible utilisation du matériau en poudre. Quand les particules du matériau en suspension dans les gaz sont expulsées de la tubulure d'admission, elles s'étalent de plus en plus au cours de leur cheminoaent dans le canon avant d'arriver au contact de la surface à recharger avec le matériau en poudre.
Pour diminuer la distance d'allumage du canon, on prévoit des rugosités sur sa surface intérieure, par exemple sous la fonne d'une hélice en fil métallique fixée aux parois intérieures. Dans une telle disposition, la conductibilité calorifique de l'hélice en fil vers la paroi du canon est faible car la surface de contact est faible et discontinue. En outre, les spires de l'hélice s'écartent en service des parois du canon, par suite des imprécisions de fabrication et des défonnations thermiques;; il s'ensuit une surchauffe de l'hélice provoquant l'allumage prématuré du mélange de gaz combustible dans le canon et, par voie de consequence des irrégularités cycliques du processus de projection, ainsi que l'accroissement du Dourcentage des rebuts de projection.
I1 est connu également d'utiliser des canons pour la projection de revêtements par détente de gaz, qui sont dotés d'une préchambre d'allu- mage permettant la formation d'une onde de pression stationnaire. Toutefois, la présence d'une préchambre augmente la longueur du cheminement dans le canon du matériau à projeter, ce qui peut conduire à un engorgement prématuré des sections de passage du canon par la poudre et, en définitive, perturbe le débit du matériau à projeter, ce qui nuit à la qualité des revêtements déposés, abaisse leur résistance d'adhérence et augmente leur poro situé.
La présente invention se propose de créer un dispositif de canon ou de torche pour la projection de revêtements par détente de gaz, qui soit d'une conception telle qu'il assure une augmentation de l'énergie totale (thermique et cinétique) du flux de produits à projeter, ce qui permet d'accroître le rendement du processus de projection et ses possibilités technologiques.
A cet effet, le dispositif de canon ou de torche pour la projection de revêtements par détente de gaz, du type dans lequel la chambre de travail, produisant le chauffage et la prise en vitesse du matériau en poudre à projeter par la détente de combustion d'au moins un gaz, est constitué par des parois longitudinales à l'une des extrémités desquelles sont prévus des orifices pour l'admission du matériau en poudre et du gaz, ainsi que pour le passage de moyens d'allumage du gaz, l'autre extrémité étant ouverte pour former l'ouverture de projection du gai et des matériaux à projeter, est caractérisée en ce que la chambre de travail présente une section transversale variable sur au moins une partie de la longueur du canon, et comporte au moins une partie à section décroissante dans le sens d'entrainement des matériaux à projeter.
Une telle réalisation de la chambre de travail permet d'obtenir une action plus intense de la combustion des gaz de travail sur les particules du matériau en poudre et d'assurer la projection d'un plus large éventail des matériaux à projeter, notamment des matériaux réfractaires, l'augmentation de la quantité de matériaux déposée en un cycle, ainsi que l'utilisation de matériaux dont les particules présentent une taille supérieure à 30-50 vm.
En outre, cette forme de la chambre de travail diminue les pertes d'énergie de combustion des gaz de travail dans les parois du canon, ce qui permet de réduire la consonimation de gaz.
I1 est avantageux de réaliser une chambre de travail de forme conique et dans la partie attenante à son extrémité ouverte, elle peut présenter une section constante, sa forme étant, par exemple, cylindrique. La partie de la chambre de travail voisine de 1 'extrémité ouverte peut aussi être rea- lisée sous la forme d'une tuyère divergente.
Dans la partie à section transversale variable, il est en outre souhaitable que la chambre de travail présente une forme étagée, le diametre de sa section transversale dans la zone étagée étant croissant dans le sens d'entraînement du matériau à projeter. Les differents étages de la chambre de travail sont raccordés par des zones de raccord progressif.
Ces dispositions se traduisent par une amêlioration notable de la qualité des revêtements projetés, car le "nuage" de poudre qui se forme a l'admission du matériau a projeter est resserré au cours de son parcours dans le canon.
Selon une disposition particulièrement avantageuse de l'invention, la partie de la chambre de travail à section transversale variable présente une section transversale qui passe progressivement d'une forme de révolution à une forme qui s'écarte de plus en plus de la forme de révolution, par exemple d'une section circulaire à une section de plus en plus ovale.
Grâce à une telle réalisation de la chambre de travail-, la qualite des revêtements projetés est notablement améliorée, ce qui se manifeste par une diminution de leur porosité, surtout dans le cas de projection de revê- tements en matériaux refractaires.
I1 est avantageux de réaliser' des gorges à l'intérieur de la chambre de travail dans au moins une partie de la zone à section transversale variable. Cette partie dotee de gorges peut être amovible. Pour cette realisation, on peut monter dans la chambre de travail au moins dans une partie de sa zone a section transversale variable une douille munie de gorges b sa surface intérieure.
Les gorges peuvent presenter une forme générale circulaire et se répartir sur ia longueur du canon, ou bien elles peuvent être continues et être réalisées sous la forme d'un filetage intérieur.
La chambre de travail du canon comportant des gorges réalisées comme on vient de le décrire, présente une surface rugueuse et refroidie uniformément, ce qui évite sa surchauffe et assure un régime de détente regulier aux gaz assurant la projection des matériaux de revetement. Une telle réalisation assure aussi la régulation de l'interaction de la flamme avec les parois du canon.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la partie de la chambre de travail à section transversale variable comporte une cavité annulaire, qui débouche sur cette chambre de travail dans la zone d'admission du matériau à projeter, pour former une prechambre d'allumage. I1 est avantageux de donner à la paroi fermant la chambre de travail, du côté de la zone d'admission du matériau à projeter, une forme sphérique. On assure ainsi l'admission et le brassage du matériau à projeter avec le gaz de travail arrivant de la préchambre d'allumage, directement dans le canon, ce qui exclut le risque d'engorgement des orifices d'admission du matériau et du gaz de travail, ainsi que les irrégularités du régime d'admission du matériau à projeter.En outre, on assure l'allumage du gaz de travail sur toute la périphérie de la section transversale de la chambre de travail et un developpement plus rapide de l'onde d'inflammation.
I1 est avantageux de monter dans la partie de la chambre de travail à section transversale variable, près de la zone d'admission du matériau à projeter, une cloison munie d'orifices pour constituer dans la chambre de travail une cavité d'admission des gaz de travail et d'allumage de ces gaz. I1 en resulte une réduction de la longueur de la partie d'allumage du canon.
Afin d'améliorer les conditions d'échange thermique et cinétique dans la chambre de travail au cours de la combustion du mélange de gaz, on peut réaliser l'orifice pour l'admission du gaz de travail dans la paroi longitudinale de la chambre de travail, de telle façon que son axe soit orienté suivant une tangente au contour de la section transversale de la chambre de travail.
Le dispositif de canon selon l'invention utilisé pour la projection de revêtements par détente de gaz, assure l'obtention de revêtements de haute qualité avec pratiquement tous les matériaux à projeter, et augmente le rendement de l'opération de projection.
D'autres buts et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée en référence aux figures annexees, représentant, à titre d'illustration mais non de limitation, divers modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente en coupe longitudinale un dispositif de canon ou de torche pour la projection de revêtements par détente de gaz, selon l'invention;
la figure 2 représente le même canon avec une chambre de travail modifiée;
la figure 3 représente une variante de réalisation de la chambre de travail du canon;
la figure 4 représente un canon à chambre de travail de forme conique, selon l'invention;
la figure 5 représente un canon dont une partie de la chambre de travail est cylindrique, selon l'invention;
la figure 6 représente la partie à tuyère divergente dans la zone de sortie, d'un canon selon l'invention;
la figure 7 représente un canon à chambre de travail à un seul étage, selon l'invention;
la figure 8 représente un canon à chambre de travail multiétagée, selon l'invention;;
la figure 9 représente la zone de la flèche 14 sur le canon de la figure 7 dotée d'un raccordement progressif entre les étages successifs, selon l'invention;
la figure 10 represente en coupe longitudinale une variante de réalisation de la chambre de travail du canon, selon l'invention;
la figure 11 représente le meme canon, en coupe longitudinale, selon un plan de coupe perpendiculaire au précédent;
les figures 12, 13 et 14 représentent les sections transversales successives du canon;
la figure 15 représente en coupe longitudinale partielle une autre variante de réalisation de la chambre de travail du canon, selon l'invention;
la figure 16 représente le même canon, en coupe longitudinale partielle selon un plan perpendiculaire au précèdent;
la figure 17 représente le même canon en vue extérieure avec représentation des sections transversales;;
la figure 18 represente un canon selon ltinvention muni de gorges dans la chambre de travail;
la figure 19 représente le même canon réalisé au moyen d'une douille logée dans la chambre de travail;
la figure 20 représente une autre variante de réalisation du canon avec une douille logée dans la chambre de travail, et munie d'une rainure hélicoîdale selon l'invention;
la figure 21 représente un canon réalisé en parties juxtaposées selon l'invention;
la figure 22 représente en coupe un canon équipé d'une préchambre d'allumage, selon l'invention;
la figure 23 représente un canon équipé d'une cloison dans la chambre de travail, selon l'invention;
la figure 24 représente la coupe XXIV-XXIV de la figure 1.
Le dispositif de canon pour la projection de revêtements par détente et/ou detonation de gaz comporte une chambre 1 (figures 1,2) de travail 1 pour le chauffage et la prise en vitesse du matériau à projeter par la détente des gaz. La chambre 1 est constituée par des parois longitudina- les 2 et par une paroi de fermeture 3, l'autre extrémité 4 étant ouverte.
Les parois 2 et 3 sont traversées par: un orifice 5, pour l'admission du matériau en poudre à projeter, ou bien une tubulure 6 d'alimentation en ma tériau, un orifice 7 pour l'admission des gaz ou bien une tubulure 8 et un orifice 9 pour le passage d'un moyen d'allumage 10 des gaz de travail (ces moyens d'allumage seront appelés allumeur).
La chambre de travail 1 est réalisée de telle façon que sa section transversale soit variable sur toute la longueur du canon ou sur une partie de cette longueur. Les figures 1, 2 et 3 donnent différentes variantes de réalisation de la chambre de travail 1, sa section transversale étant variable dans la partie médiane et dans la partie de sortie du canon (figure 1), ou sur toute la longueur du canon (figures 2 et 3), la section transversale variant soit progressivement le long du canon, depuis la zone d'admission du matériau jusquà l'extrémité ouverte 4 (figure 3), soit suivant une loi plus compliquée (figure 2).
La torche ou le canon le plus commode à fabriquer est celui à chambre de travail 1 conique (figure 4), dans lequel les allumeurs 10, de même que dans la variante représentée sur la figure 3, sont montés sur la paroi 3 en bout, leur nombre étant choisi de manière à former une onde stationnaire de détonation de combustion.
Si la chambre de travail 1 présente une section transversale variable seulement sur une partie de la longueur du canon, les autres parties ont une section constante et elles peuvent être réalisées, par exemple sous forme cylindrique 11 (figure 5) ou de tuyère divergente 12 (figure 6).
La projection des revêtements à l'aide du canon selon l'invention s'effectue de la façon suivante: L'extrémité ouverte 4 du canon est amenée en face d'une pièce 13 (figure 1) ou d'un organe de machine à revetir du matériau de revêtement qui peut être un mental, un alliage, un composé réfractaire (carbure, nitrure, siliciure, oxyde, borure, etc.) ainsi qu'une combinaison de ces matériaux. Les revêtements peuvent être déposés sur les surfaces actives des outils de coupe, des instruments de mesure, des moules de compression, des outils de formage, des portées des arbres et des axes, sur les surfaces intérieures des coussinets pour les paliers lisses, sur les tige-glissières, les glissières, les ailettes des turbomoteurs, les organes actifs des récolteuses de coton et d'autres pièces et outils.Par les tubulures 6 et 8, le canon est rempli d'un mélange constitué par le matériau en poudre à projeter et le gaz de travail, qui est, par exemple, un mélange gazeux combustible, puis ce mélange est enflammé par l'allumeur 10. L'allu rlge simultané par plusieurs allumeurs 10 en différents points de la paroi
permet de réduire la longueur de la partie d'allumage du canon. Une onde
.letonation de combustion est encendrée dans la chambre de travail 1, la forme de la surface du front de cette onde changeant continuellement au cours de son cheminement dans le canon, par suite de la variation de la surface et/ ou de la forme de la section droite de la chambre de travail 1.
L'énergie de l'onde augmente au cours de son cheminement dans le canon avec accroissement simultané de la pression et de la densité des produits de combustion et, par conséquent, de l'intensité de l'énergie totale (cinétique et thermique) du flux des produits de combustion entrainant les particules de matériau à projeter en suspension dans la partie terminale du canon. Les particules de matériau éjectées à travers l'extrémité ouverte 4 viennent frapper violemnent la surface de la pièce 13 et s'y coller énergiquement.
La partie cylindrique 11 peut être utilisee pour le chargement préalable d'une dose de matériau à projeter. ou pour l'injection de ce matériau.
La tuyère divergente 12 dans la partie terminale du canon fournit une accélération supplementaire au flux de particules par l'effet de convergent-divergent sur les gaz de combustion.
Gracie à l'utilisation d'un canon d'une telle conception, il devient possible de projeter des revêtements en matériaux réfractaires ou de grosse granulométrie, et d'améliorer la qualité des revêtements déposés.
Les figures 7, 8 et 9 illustrent une autre variante de réalisation de la chambre de travail 1 à section transversale variable. La chambre de travail 1 est étagée: à un seul etage 14 (figure 7) ou à plusieurs étages 15, 16, 17 (figure 8). Le diamètre de. la section transversale de la chambre de. travail 1 dans la zone de ces étages 14 à 17, croît dans le sens d'ecou- lement des gaz et du matériau à projeter, de la paroi 3 vers l'extrémité ouverte 4, auprès de laquelle la chambre de travail 1 comporte une partie conique 18.
Les différents étages 14 et 17 de la chambre de travail 1 presen- tent un raccordement progressif 19 (figure 9).
Le mélange combustible gazeux et les particules en suspension du matériau à projeter qu'il vehicule voient leur vitesse diminuer quand ils passent d'une partie de la chambre de travail 1 de plus petit diamètre à une partie de diamètre plus grand. Le matériau en poudre continuant son mouvement vers l'ouverture de sortie dans la partie convergente voit sa vitesse augmenter, ce qui produit un serrage du "nuage" de poudre dans la partie terminale du canon, par un effet de "choke" réduisant la longueur de ce "nuage". La densité du "nuage" de poudre dépend alors de la difference de diamètre des étages 14 à 17 de la chambre de travail. Le raccordement progressif des étages améliore les conditions d'échange gazeux dans la chambre de travail 1 au cours de son remplissage en mélange de gaz frais.Une telle solution permet d'élever la qualité des revêtements projetés et d'augmenter le coefficient d'utilisation du matériau.
Afin d'abaisser la porosité des revêtements projetés, surtout des revêtements en matériaux réfractaires, la partie de la chambre de travail 1 à section transversale variable est réalisée de façon que sa section transversale passe progressivement d'une forme de réalisation à une forme de plus en plus éloignée de la forme de révolution. Les figures 10 à 14 et 15, 16 représentent deux variantes de chambres de travail de ce genre.
La chambre 1 représentée sur les figures 10 à 14 comporte deux parties cylindriques 20, 21 (figures 10,11) de section circulaire (figure 12) de diamètres "d" différents, et une partie 22 (figures 10, 11) dans laquelle la section passe progressivement de la forme circulaire (figure 12), d'abord à une forme à peu près ovale (figure 13) à grand axe "a" et petit axe "b", puis à une forme aplatie, d'épaisseur "b1" (figure 14) bien plus grande que la hauteur lla1U.
Sur les figures 15 à 17, la chambre de travail 1 présente une partie 20 d'entrée à section circulaire (figure 12), une partie médiane 23 (figures 15 et 16) à section passant progressivement de la forme circulaire (figure 12) à une forme ovale (figure 14), puis une partie 24 (figures 15, 16) à section transversale ovale constante. La figure 17 représente une vue extérieure du canon avec des sections transversales en pointillés qui montrent que la section de la chambre de travail passe de la forme circulaire à une forme presque rectangulaire (celle représentée par la figure 14).
La projection de revêtements à l'aide d'un canon de cette conception s'effectue de la façon suivante: A travers la tubulure 8 est admis le mélange combustible gazeux, et à travers la tubulure 6, une dose de matériau en poudre sous forme de suspension dans un gaz, véhiculée par le mélange combustible de gaz dans les parties 20 et 21 de la chambre de travail.
L'allumage explosif du mélange combustible gazeux est amorcé par l'allumeur 10 et se développe quand la suspension gazeuse sortie de la partie 21 arrive dans la partie 22.
Le front de l'onde de détonation qui se propage dans les parties cylindriques 20, 21 présente, en première approximation, une forme plane. Toutefois, à l'entrée dans la partie 22 à section variable, ce front s'incurve et la surface de la flamme augmente; il en résulte une augmentation corres
pondante de l'intensité de la combustion du mélange combustible. Ceci est
favorise par l'auglllentation de la turbulence du flux de mélange combustible à son entrée dans la partie 22, résultant du fort gradient des composantes axiale et radiale de la vitesse du flux, respectivement suivant l'axe du canon et suivant sa section transversale.
Il se forme, en outre, dans la partie 22 du canon, un système d'ondes réfléchies qui se superposent et laissent derrière elles des gaz de combustion à paramètres énergétiques plus élevés. Il s'ensuit un accroissement de la turbulence du flux de produits de détonation et de détente.
Tous les facteurs qui viennent d'être énumérées contribuent à la destruction des accrochages de matériau en poudre se formant dans la chambre de travail.
Le canon représente sur les figures 15, 16 assure en outre, grâce à la présence de la partie à section constante 24, un accroissement de la température des particules du matériau, resultant de l'augmentation de leur interaction avec les produits de détonation.
De la sorte, grâce au brassage supplémentaire du matériauen poudre avec le mélange combustible gazeux lors de sa combustion détonante, il devient possible de supprimer complètement la présence de pores importants dans les revêtements et, ainsi, d'élever leur qualité. D'autre part, grâce à une distribution plus uniforme du matériau en poudre dans la section de la chambre de travail du canon, on obtient une utilisation plus efficace de l'énergie de combustion du mélange combustible gazeux et, en consequence, un accroissement du rendement du processus de projection.
Pour fabriquer la chambre (figure 18) de travail 25 à section transversale variable, on réalise sur sa surface intérieure des gorges 26, qui peuvent s'étendre soit sur toute la longueur du canon, soit sur une partie seulement.
Il apparaît en général plus avantageux de monter dans la chambre de travail 25 une douille 27 (figure 19) ou 28 (figure 20), suivie de gorges 29, ou respectivement 30 realisées à la surface intérieure de la douille 27, 28. Les gorges 26, 29 sont circulaires et réparties sur la longueur du canon, tandis que les gorges 30 sont continues et présentent la forme d'un filetage.
La douil-le 27 (figure 19) comporte une partie conique 31 pour permettre son raccordement progressif à la partie cylindrique 32 de la chambre de travail 25.
La partie 33 (figure 21) de la chambre de travail, dotée de gorges 26 (ou d'une douille) peut etre amovible par rapport au reste de la chambre de travail 25.
Les gorges 26, 29, 30 à l'intérieur de la chambre de travail 25 assurent une turbulence plus intense du mélange combustible gazeux et la réflexion des ondes de compression sur leurs parois; elles accélèrent l'inflammation du mélange combustible à l'aval. Il en résulte une réduction considérable de la distance d'allumage de l'ordre de 10 à 20 fois. Les parois des gorges doivent être refroidies et on dote à cet effet le canon d'une chemise (figures 18 à 20) de refroidissement 34.
La réduction de la distance d'allumage du canon contribue à une utilisation plus efficace de l'énergie de combustion du mélange combustible gazeux, et elle permet de diminuer notablement les dimensions du canon et de tout le dispositif de projection de revêtement par détente de gaz.
La section transversale variable de la chambre de travail 35 (figure 22) peut aussi être obtenue en réalisant sur une certaine partie 36 de cette chambre 35, auprès de la zone d'admission du matériau à projeter, une cavité annulaire 37 qui entoure cette partie 36 de la chambre 35 et communique avec elle. Une cavité annulaire 38 est alors formée et fait office de préchambre d'allumage, la tubulure 6 pour l'admission du matériau à projeter débouchant dans cette préchambre. L'orifice 39 pour l'admission du mélange combustible gazeux débouche dans la cavité annulaire 37, ainsi que l'allumeur 10. En outre, la paroi 40 à l'extrémité de la chambre de travail 35 est sphérique et raccordée progressivement à la paroi de la cavité annulaire 37.
Le front de combustion qui se forme dans la prechambre d'allumage et, lors de son passage dans la partie suivante de la chambre de travail 35, assure la formation rapide d'une onde de détonation stationnaire qui permet une inflammation plus intense du mélange combustible dans la chambre de travail. Grâce au brassage énergique du mélange combustible et du matériau à projeter, on obtient une élévation de la qualité des revetements et un accroissement de la fiabilité de tout le dispositif de projection de revêtements.
Pour créer des conditions assurant l'apparition rapide de la détonation dans la chambre de travail 1 du canon, on dispose, auprès de la zone d'admission du matériau à projeter, une cloison 41 (figure 23) munie d'orifices 42, de façon à former une cavité 43 dans la chambre de travail 1. On admet les gaz de travail dans cette cavité 43 et on l'équipe d'un allumeur 10.
Si la section transversale de la chambre (figure 24) de travail 1 prés de la zone d'admission du matériau à projeter, dépasse notablement la section transversale prés de l'extrémité ouverte 4 (figure 1), on dispose
l'orifice 7 (figure 24) d'admission du gaz de travail de telle façon que son axe soit orienté suivant une tangente au contour de la section transversale de la chambre de travail 1. On obtient ainsi un mouvement en spirale du flux de gaz de travail dans la chambre de travail 1 et une amélioration de la turbulence des gaz de combustion.
L'utilisation d'un canon réalisé conformément a l'invention dans les dispositifs de projection de revêtements par détonation et détente de gaz permet, grâce à l'augmentation-de l'intensité de l'action énergétique totale exercée sur le matériau à projeter, et à l'accroissement du rendement de l'installation, d'obtenir une amélioration de la qualité de revêtements déposés et de projeter des revêtements à l'aide-de matériaux en poudre réfractaires ou présentant une granulométrie elevee tout en reduisant la distance d'allumage et les cotes d'encombrement de l'appareillage employé pour la-projection des revêtements et d'une façon générale, d'accroître la fiabilité de cet appareillage et de réduire la consommation de gaz de travail.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation decrits et représentés et, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.

Claims (18)

R E V E N O I C A T I O N S
1. Dispositif de canon ou de torche pour la projection de revêtements par détente de gaz, du type dans lequel la chambre de travail, produisant le chauffage et la mise en vitesse du matériau en poudre à projeter par la detente de combustion d'au moins un gaz, est constituée par des parois longitudinales à l'une des extrémités desquelles sont prévus des orifices pour l'admission du matériau en poudre à projeter et du gaz, ainsi que pour le passage de moyens d'allumage du gaz, l'autre extrémité étant ouverte pour former l'ouverture de projection du gaz et du matériau à projeter, caractérisé en ce que la chambre de travail (1) présente une section transversale variable sur au moins une partie de la longueur du canon, et comporte au moins une partie à section décroissante dans le sens d'entrainement du matériau à projeter.
2. Canon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de travail (1) présente une forme conique.
3. Canon selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans sa partie attenante à son extrémité ouverte (4), la chambre de travail (1) présente une section (11) constante.
4. Canon selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie de la chambre de travail à section constante présente une section cylindrique (11).
5. Canon selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie de la chambre de travail (1) voisine de ltextremite ouverte (4) forme une tuyère divergente (12).
6. Canon selon l'une quelconque des revendications 1, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que, dans sa partie à section transversale variable, la chambre de travail (1) présente une forme étagée (15, 16, 17), le diamètre de sa section transversale dans la zone étagée étant croissant dans le sens d'entrainement du matériau à projeter.
7. Canon selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dif férents étages de la chambre de travail sont raccordés par des zones de raccord progressif (19).
8. Canon selon l'une quelconque des revendications 1, 3, 4, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que la partie à section transversale variable de la chambre de travail (1) présente une section transversale qui passe progressivement d'une forme de révolution (23) a une forme (24) qui s'écarte de plus en plus de la forme de révolution.
9. Canon selon la revendication 03, caractérisé en ce que la partie à section transversale variable de la chambre de travail passe progressivement d'une section circulaire à une section de plus en plus ovale.
10. Canon selon l'une quelconque des revendications 1, 3, 4, 5, 8 et 9, caractérise en ce que la partie à section transversale variable comporte une série de gorges (26, 29, 30) à l'intérieur de la chambre de travail (25) sur au moins une partie de la zone à section transversale variable.
11. Canon selon la revendication 10, caractérisé en ce que la partie (27) dans laquelle sont ménagées des gorges (29) est amovible.
12. Canon selon l'une quelconque des revendications 1, 3, 5, 8 et 9, caractérisé en ce que la partie à section transversale variable (25j comporte une douille (27) munie de gorges (29) sur sa surface intérieure.
13. Canon selon l'une quelconque des revendications 10, 11 et 12, caractérisé en ce que les gorges (26, 29) présentent une forme générale circulaire et se répartissent sur la longueur du canon.
14. Canon selon l'une quelconque des revendications 10,11 et 12, caractérisé en ce que les gorges (30) sont continues et présentent la forme d'un filetage hél4coidal.
15. Canon selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, carac térise en ce qu'il comporte une cavité annulaire (37) débouchant sur la chambre de travail (35) dans la zone d'admission du matériau à projeter, pour former une prechambre (38) d'allumage du gaz.
16. Canon selon la revendication 15, caractérisé en ce que la paroi (40) fermant la chambre de travail (35) du côté de la zone d'admission du matériau à projeter, est sphérique.
17. Canon selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, carac térisé en ce que, la partie de la chambre de travail à section transversale variable et située près de la zone d'admission du matériau à projeter, conporte une cloison (41) mun-ie d'orifices (42) pour constituer dans la chambre de travail une cavité (43) d'admission des gaz de travail et d'allumage de ces gaz.
18. Canon selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, carac térisé en ce que l'orifice (7) d'admission du gaz de travail dans la paroi longitudinale de la chambre de travail, est disposé tangentiellement au contour de la section transversale de la chambre de travail pour y provoquer une rotation du gaz.
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