FR2677991A1 - PROCESS FOR PREPARING SOLID ABRASIVES FROM LIQUID SUBSTANCES - Google Patents
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Abstract
Dans le procédé de préparation d'abrasifs solides à partir de substances liquides, on fait traverser à la substance liquide des orifices de sortie pour la diviser en gouttes. Le dispositif pour la mise en uvre du procédé comporte un ou plusieurs orifices de sortie électriquement conducteurs 1 disposés en regard d'une électrode 3 qui est connectée au deuxième pôle de la source de tension 2 et qui comporte des espaces intermédiaires pour le libre parcours de la substance liquide.In the process of preparing solid abrasives from liquid substances, the liquid substance is passed through outlets to divide it into drops. The device for implementing the method comprises one or more electrically conductive outlet orifices 1 arranged opposite an electrode 3 which is connected to the second pole of the voltage source 2 and which has intermediate spaces for free path liquid substance.
Description
PROCEDE DE PREPARATION D'ABRASIFS SOLIDESPROCESS FOR PREPARING SOLID ABRASIVES
A PARTIR DE SUBSTANCES LIQUIDESFROM LIQUID SUBSTANCES
L'invention concerne un procédé pour la préparation d'abrasifs solides à partir de substances liquides dans le- quel on fait traverser à la substance liquide des orifices de sortie pour la diviser en gouttes, ces gouttes étant ensuite congelées. Les abrasifs connus fabriqués à partir de substances liquides sont, par exemple, des pastilles de neige carbonique ou des gouttes d'eau congelées Ces abrasifs sont utilisés pour le nettoyage de surface, par exemple pour l'enlèvement de vernis ou pour l'ébavurage de pièces de caoutchouc ou de The invention relates to a process for the preparation of solid abrasives from liquid substances through which the liquid substance is passed through the outlet openings to divide it into drops, these drops being then frozen. Known abrasives made from liquid substances are, for example, dry ice pellets or frozen drops of water. These abrasives are used for surface cleaning, for example for removing varnish or for deburring pieces of rubber or
matière plastique.plastic material.
Lors de la préparation d'abrasifs à partir de dioxyde de carbone liquide (DE-A-2 543 019), celui-ci est amené à l'état solide par détente et la neige carbonique est pressée à travers une matrice à partir de laquelle les pastilles individuelles sont découpées Ces pastilles présentent, d'une manière générale, la forme de polyèdres et comportent des arêtes et des pointes aiguës Elles présentent en outre, dans When preparing abrasives from liquid carbon dioxide (German Offenlegungsschrift No. 2,543,019), the latter is brought to the solid state by expansion and the dry ice is pressed through a matrix from which the individual pellets are cut out. These pellets generally have the shape of polyhedra and comprise sharp edges and points.
une grande mesure, des variations de densité et de taille. a large extent, variations in density and size.
Les gouttes d'eau congelées, au contraire, ont une configura- Frozen water drops, on the contrary, have a configura-
tion sphérique et présentent cependant aussi des variations de dimension Ces variations de densité et de dimension sont des inconvénients importants pour les abrasifs car elles However, these variations in size and density are important disadvantages for abrasives because they
peuvent influencer de manière négative le résultat des pro- can negatively influence the outcome of
cessus d'ébavurage et de nettoyage Des particules d'abrasif trop petites ou trop légères ne contribuent pas au traitement deburring and cleaning processes Abrasive particles that are too small or too light do not contribute to the treatment
des surfaces et ne font qu'augmenter simplement la consomma- surfaces and simply increase the consumption of
tion-et les coûts lors de la préparation des abrasifs Des particules trop lourdes ou trop grosses peuvent elles-mêmes donner lieu à des détériorations des outils de support ou des pièces. - and costs when preparing abrasives Particles that are too heavy or too large can themselves cause damage to support tools or parts.
Plus particulièrement lors de l'ébavurage, il se pro- Especially during deburring, it is
duit des détériorations sur des pièces délicates ou minces en deterioration on delicate or thin parts in
raison des arêtes et des coins aigus et des dimensions sou- because of the sharp edges and corners and the
vent trop importantes des pastilles de CO 2 ou en raison des too much CO 2 pellets or because of
gouttes d'eau congelées trop et, en conséquence, trop lour- too much water and, therefore, too much
des La pulvérisation d'eau et son refroidissement subséquent en- dessous du point de congélation a donné jusqu'à présent des gouttes d'eau congelées employées comme abrasifs à large Water spraying and its subsequent cooling below the freezing point have so far yielded frozen water drops used as abrasives with
spectre du diamètre des gouttes.spectrum of the diameter of the drops.
La séparation des particules d'abrasif en taille et en poids est, en conséquence, une mesure additionnelle coûteuse mais elle est cependant généralement nécessaire pour éviter The separation of abrasive particles into size and weight is, therefore, an expensive additional measure, but is generally necessary to avoid
absolument les inconvénients mentionnés. absolutely the disadvantages mentioned.
L'un des buts de la présente invention est, en consé- One of the aims of the present invention is, therefore,
quence, de proposer un procédé au moyen duquel on peut pré- quence, to propose a process by means of which one can pre-
parer un abrasif solide à partir d'une substance liquide, les particules d'abrasif devant toutes être uniformes en densité et en dimension, ce qui diminue le danger de détérioration des pièces à traiter autant que faire se peut La substance liquide doit en outre traverser des orifices de sortie pour a solid abrasive from a liquid substance, the abrasive particles must all be uniform in density and size, which reduces the danger of deterioration of the parts to be treated as much as possible The liquid substance must also cross outlet ports for
la dispersion en gouttes et ces gouttes étant ensuite gelées. the dispersion into drops and these drops being then frozen.
Cet objet est réalisé selon l'invention en ce que la dimension des gouttes est commandée par un champ électrique This object is produced according to the invention in that the drop size is controlled by an electric field
produit au voisinage des orifices de sortie. produced near the outlet ports.
En ce qui concerne les dimensions des gouttes de liqui- As regards the dimensions of the liquid drops,
de qui sont dispersées à partir de l'orifice de sortie, inter- from which are dispersed from the exit port,
viennent essentiellement le diamètre de l'orifice de sortie basically come the diameter of the outlet
ainsi que la densité et la tension superficielle du liquide. as well as the density and the surface tension of the liquid.
On a montré que l'on pouvait faire varier la dimension It has been shown that one could vary the dimension
des gouttes de liquide dans une grande mesure par modifica- drops of liquid to a great extent by modification
tion de la tension superficielle lorsque le diamètre de l'o- tion of the surface tension when the diameter of the
rifice et la densité du liquide demeuraient constants. The density and density of the liquid remained constant.
Selon l'invention, pour préparer des abrasifs à partir de substances liquides, on fait passer ce liquide pour la formation de gouttes par des orifices de sortie, ceux-ci pouvant avoir par exemple la conformation de buses Dans le voisinage de ces orifices, on produit un champ électrique, de préférence réalisé de façon telle que les orifices de sortie consistant en un matériau électriquement conducteur soient reliés à un pôle d'une source de tension électrique Le pôle opposé est relié à une électrode qui se trouve à une distance déterminée de l'orifice de sortie et ménage avantageusement des intervalles tels que les gouttes dispersées puissent According to the invention, in order to prepare abrasives from liquid substances, this liquid is passed for the formation of drops by outlet orifices, which may have, for example, the configuration of nozzles in the vicinity of these orifices. produces an electric field, preferably made such that the output ports consisting of an electrically conductive material are connected to a pole of a voltage source The opposite pole is connected to an electrode which is at a predetermined distance from the outlet orifice and advantageously allows intervals such that the dispersed drops can
tomber en traversant librement ces intervalles. to fall freely through these intervals.
Le liquide est forcé à travers les orifices par sa propre pression hydrostatique sans qu'intervienne aucune dispersion sous l'effet d'une surpression Par variation des orifices de sortie et de la tension appliquée à l'électrode The liquid is forced through the orifices by its own hydrostatic pressure without any dispersion under the effect of an overpressure By variation of the outlets and the voltage applied to the electrode
opposée, on peut commander la tension superficielle des gout- opposite, we can control the surface tension of the
tes de liquide et également, de ce fait, la dimension de ces gouttes dans une large mesure Pour une tension maintenue permanente, les gouttes se dispersent à la dimension désirée liquid and also, therefore, the size of these drops to a large extent For a permanently maintained tension, the drops are dispersed to the desired size
et sont ensuite solidifiées Grâce au procédé selon l'inven- and are then solidified by the process according to the invention.
tion, on peut réaliser des gouttes ayant un diamètre de moins d'un millimètre jusqu'à plusieurs millimètres De petites gouttes sont particulièrement appropriées à l'ébavurage de It is possible to produce drops having a diameter of less than one millimeter up to several millimeters. Small drops are particularly suitable for deburring.
pièces minces ou fines.thin or thin parts.
D'une manière générale, les gouttes de liquide sont congelées etsolidifiées par refroidissement au point de congélation du liquide ou endessous de celui-ci Il est en outre avantageux que les gouttes soient gelées par leur course selon un parcours dans un fluide froid Comme fluide froid, conviennent des liquides froids, des gaz liquéfiés ou des gaz sur-refroidis dont la densité est inférieure à la densité des gouttes de liquide La longueur du parcours de chute doit être déterminée de telle sorte que les gouttes de In general, the drops of liquid are frozen and solidified by cooling to the freezing point of the liquid or below it. It is furthermore advantageous for the drops to be frozen by their stroke along a path in a cold fluid. cold liquids, liquefied gases or supercooled gases whose density is lower than the density of the drops of liquid are suitable. The length of the drop path must be determined in such a way that the drops of
liquide puissent céder suffisamment de chaleur pour se re- liquid can yield enough heat to recover
froidir jusqu'à leur point de congélation. cool to their freezing point.
L'utilisation d'azote liquéfié comme fluide froid est approprié L'azote peut être obtenu en grande quantité à des coûts favorables et est un agent de refroidissement de bonne qualité et ne nuisant pas à l'environnement Les gouttes de liquide dispersées de dimension uniforme tombent sous l'effet de leur poids, par exemple dans un récipient contenant de l'azote gazeux sur-refroidi La hauteur du récipient doit être au moins telle que toutes les gouttes qui parviennent au fond du récipient soient congelées. The use of liquefied nitrogen as a cold fluid is appropriate Nitrogen can be obtained in large quantities at favorable costs and is a good quality coolant and does not harm the environment Droplets of dispersed liquid of uniform size The height of the container must be at least such that all the drops which reach the bottom of the container are frozen.
On applique avantageusement le procédé selon l'inven- The process is advantageously applied according to the invention
tion à la préparation d'abrasifs solides à partir de liquides polaires Dans ce cas notamment, la tension superficielle to the preparation of solid abrasives from polar liquids In this case in particular, the surface tension
peut être le plus fortement modifiée L'eau constitue notam- may be most strongly modified Water is
ment un liquide polaire disponible en grande quantité et favorable à l'environnement; ce liquide est particulièrement bien approprié à l'obtention de particules d'abrasif selon le a polar liquid available in large quantities and favorable to the environment; this liquid is particularly well suited to obtaining abrasive particles according to the
procédé de l'invention sous l'angle physico-technique. method of the invention from the physico-technical angle.
Pour l'obtention d'abrasifs selon l'invention, on uti- In order to obtain abrasives according to the invention, it is
lise avantageusement un dispositif consistant en un ou plu- advantageously includes a device consisting of one or more
sieurs orifices de sortie électriquement conducteur pour une substance liquide, lesquels sont liés à un pôle d'une source de tension, cette ou ces orifice(s) de sortie étant disposé(s) en regard d'une électrode qui est liée au deuxième pôle de la source de tension et comportant un intervalle pour la libre two electrically conductive outlet openings for a liquid substance, which are connected to a pole of a voltage source, this or these outlet orifice (s) being arranged facing an electrode which is connected to the second pole of the voltage source and having an interval for the free
traversée de la substance liquide.crossing the liquid substance.
Dans ce qui suit, un exemple de réalisation du procédé In the following, an embodiment of the method
selon l'invention sera plus précisément expliqué. according to the invention will be more specifically explained.
Sur la figure unique du dessin, est représentée schéma- In the single figure of the drawing is shown schematic
tiquement une installation pour l'obtention d'abrasifs selon only an installation for obtaining abrasives according to
le procédé revendiqué.the claimed process.
Les orifices de sortie 1 pour la substance liquide Outlets 1 for the liquid substance
sont,, dans ce cas, réalisés sous la forme de buses et fabri- in this case are made in the form of nozzles and
qués en un matériau électriquement conducteur L'espace inté- electrically conductive material.
rieur supérieur 13 de l'installation est, au moyen de la canalisation 4, alimenté en eau à partir de laquelle sera fabriqué l'abrasif En regard des orifices de sortie 1, se trouve, en tant qu'électrode 3, une grille métallique dont The upper frame 13 of the plant is, by means of the pipe 4, supplied with water from which the abrasive is manufactured. Next to the outlet orifices 1, there is, as an electrode 3, a metal grid of which
les mailles se trouvent en-dessous des gouttes d'eau se dis- the stitches are below the drops of water
persant à partir des orifices de sortie 1 selon la direction de sortie marquée par la flèche, de manière que celles-ci persant from the outlets 1 in the direction of exit marked by the arrow, so that they
puissent tomber librement dans l'espace intérieur 5, en bas. can fall freely into the interior space 5 at the bottom.
Des orifices de sortie 1 sont reliés électriquement entre eux et raccordés au pôle d'une source de haute tension Outlets 1 are electrically connected to each other and connected to the pole of a high voltage source
2 dont le deuxième pôle est électriquement relié à l'élec- 2 whose second pole is electrically connected to electricity
trode 3 Grâce à cette disposition, un champ électrique élevé peut être réalisé selon l'invention dans le voisinage des orifices de sortie 1 La canalisation 6 sert à l'alimentation With this arrangement, a high electric field can be produced according to the invention in the vicinity of the outlet orifices 1. The pipe 6 is used for feeding
en azote liquide par la vanne 7 dans l'espace intérieur infé- liquid nitrogen through the valve 7 into the lower interior space
rieur 5 de l'installation.5 of the installation.
La canalisation 9 sert au transport, à travers la vanne 10, de l'azote se trouvant vaporisé sous pression hors de cet espace intérieur inférieur 5 Ce gaz s'écoule par la buse de The pipe 9 serves to transport, through the valve 10, nitrogen which is vaporized under pressure out of this lower interior space 5. This gas flows through the nozzle of
venturi 11 qui est reliée à la partie la plus basse de l'es- venturi 11 which is connected to the lowest part of the
pace intérieur 5 et quitte la canalisation 9 à travers l'aju- inside 5 and leaves line 9 through the
tage de sortie 12.output stage 12.
Pour l'obtention de l'abrasif, l'eau est amené par la canalisation 4 dans l'espace intérieur supérieur 13 d'o elle s'égoutte par les orifices de sortie 1 La dimension des gouttes est, selon l'invention, contrôlée grâce à la haute In order to obtain the abrasive, the water is fed via line 4 into the upper interior space 13 where it drains through the outlet orifices 1. The size of the drops is, according to the invention, controlled thanks to the high
tension existant entre les orifices de sortie 1 et l'élec- voltage between the outlets 1 and the elec-
trode 3 Cette tension peut être ajustée juste en-dessous de trode 3 This voltage can be adjusted just below
la tension de claquage Sans application de tension, on ob- the breakdown voltage Without application of voltage, we ob-
tient des dimensions de gouttes d'un peu plus de 4 mm de diamètre et, avec une tension croissante, jusqu'à environ holds drop sizes of just over 4 mm in diameter and, with increasing tension, up to about
k V par cm de distance entre l'orifice de sortie 1 et l'é- k V per cm of distance between outlet port 1 and the
lectrode 3, on peut réduire la dimension des gouttes jusqu'à electrode 3, the size of the drops can be reduced to
moins de 1 mm de diamètre.less than 1 mm in diameter.
Les gouttes dispersées chutent à travers l'espace inté- The scattered drops fall through the space
rieur inférieur 5 qui est alimenté en azote liquide vaporisé par la canalisation 6 Les gouttes sont refroidies par l'azote lower 5 which is supplied with liquid nitrogen vaporized by line 6 The drops are cooled by nitrogen
sur-refroidi en-dessous de leur point de congélation et tom- over-cooled below freezing point and
bent:sous la forme de gouttes d'eau congelées 8 sur la partie bent: in the form of frozen water drops 8 on the part
la plus basse de l'espace intérieur 5. the lowest of the interior space 5.
Par ouverture de la vanne 10, on peut évacuer, par la By opening the valve 10, it is possible to evacuate
canalisation 9, l'azote gazeux froid se trouvant sous pres- line 9, the cold nitrogen gas being under
sion d'environ 10 bars dans cet espace intérieur 5, qui s'écoule ensuite par l'ajutage de venturi 11 Les gouttes d'eau gelées 8 sont aspirées dans cet ajustage de venturi et sont transportées par le gaz froid en direction de l'ajutage about 10 bar in this interior space 5, which then flows through the venturi nozzle 11 The frozen water drops 8 are sucked into this venturi fitting and are transported by the cold gas towards the venturi nozzle
de sortie 12 Par la pression de ce gaz et la forme de l'aju- 12 By the pressure of this gas and the shape of the
tage de sortie 12, on peut ajuster la vitesse de sortie de l'abrasif qui peut être ainsi amené à ce moment au traitement de surface. Avec de petites gouttes d'eau congelée de diamètre constant, on peut, en particulier lors de l'ébavurage de In the output stage 12, it is possible to adjust the output speed of the abrasive which can thus be brought to the surface treatment at this time. With small drops of frozen water of constant diameter, it is possible, especially when deburring
pièces de caoutchouc minces, obtenir des résultats surpre- thin rubber pieces, get some surprising results
nants. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de nants. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown but it is capable of numerous variants accessible to the man of
l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. art without departing from the spirit of the invention.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |