t Distributeur de poudre sèche pour canaux de buses micro fins.
La présente invention concerne un diffuseur à poudre chargé d'approvisionner en poudre sèche un outil pneumatique de décapage. L'abrasif utilisé est une poudre abrasive très dure, de très fine granulométrie, fortement bien calibrée par plage de 10 micromètres et comprise entre 1 et 200 micromètres.
Traditionnellement, une sableuse comprend une cuve de stockage de l'abrasif. Cette cuve est mise sous pression. La pression de service est de l'ordre de 0 à 7 kilogrammes. Généralement la plupart des dispositifs utilisent, en sortie après la cuve de sablage, en bout de tuyau, une buse d'évacuation chargée de projeter le mélange d'air et d'abrasif issue de ladite sableuse à pression.
Or, avec des sableuses à pression classiques, des problèmes interviennent dès que l'on utilise en sortie de projection des buses excessivement fines dont le diamètre de sortie est de l'ordre de quelques dizaines ou centaines de micro-mètres. La mise au point du procédé de la présente invention est partie des observations suivantes : sur une sableuse, il est difficile de contrôler et de varier le débit de poudre, il est difficile de limiter le débit de poudre au gramme près, il est difficile d'éviter les paquets de poudre à chaque fermeture et redémarrage du circuit d'air. La présente invention permet de palier à tous ces inconvénients. La présente invention permet également d'éviter l'obturation des canaux d'éjections de buses lorsque ceux-ci sont micro fins, de l'ordre de quelques dizaines ou centaines de micromètres. Elle permet d'obtenir un dosage réglable du débit de poudre. Elle permet une excellence régularité de débit de la poudre notamment à chaque redémarrage après fermeture du circuit d'air. Elle permet une con-sommation de poudre très faible.
Le dispositif de la présente invention est un distributeur à poudre sèche de faible poids et de faible encombrement. Il se caractérise par le fait de disposer d'une cuve qui évite toute condensation et reprise d'humidité, de type isotherme double paroi en aluminium avec isolant polystyrène ou de type en polytétrafluorethylène, PTFE ou nylon ; la dite cuve étant équipée à l'intérieur d'un dispositif composé d'une platine de fixation ; laquelle platine contient en son centre une tige cylindrique réglable en profondeur par vissage et dévissage ; ladite tige est chargée de plus ou moins obturer une ouverture circulaire située dans le fonds de ladite cuve ; laquelle tige contient en partie supérieure un petit moteur intégré dans un tube lequel moteur est chargé de transmettre une micro vibration sur la dite tige et permettre ainsi un glissement vibrant de la poudre autour de ladite tige. Ce principe de vibration sur la tige permet de remplacer le trou de sortie classique dans le fonds de la cuve par un trou d'écoulement excessivement fin, du fait qu'il contient en son centre une tige cylindrique vibrante. Tige qui permet en plus un passage d'écoulement de la poudre non au centre, mais sur la périphérie. Ainsi, la poudre ne s'agglutine plus en paquet sur le milieu du trou au point de provoquer un bouchon obturant. Mais elle dispose sur toute la périphérie de plusieurs points d'écoulement et de passage. Le volume d'écoulement de la poudre au fonds de la cuve se trouve ainsi pouvoir être diminué au maximum jusqu'à des largeurs de passages excessivement étroites, de l'ordre de quelques dizaines de micromètres, à quelques centaines de micromètres ; lequel dispositif à l'intérieur de la cuve relié à la dite tige vibrante et au dit moteur vibrant dispose d'une partie évasée en forme de cône contenant une multitude de fins orifices chargés de tamiser de façon vibrante dans la cuve les paquets de poudre avant leur arrivée sur la zone d'écoulement située autour de ladite tige ; - ladite cuve est cylindrique et est vissée et montée dans des cylindres où blocs métalliques comprenant plusieurs niveaux d'étages fixés l'un après l'autre et chargés à partir du haut, niveau d'étage par niveau d'étage : . le premier niveau d'étage qui monte environ jusqu'à la moitié de la cuve est cylindrique, il est chargé d'englober dans son épaisseur, tout autour de ladite cuve, un ensemble de micro-moteurs vibreurs ; afin de produire une micro-vibration globale ; ce niveau d'étage est chargé d'englober dans son épaisseur un micro vérin chargé d'actionner au plus près de la zone de sortie de la poudre l'ouverture et la fermeture de l'écoulement de l'abrasif ; le deuxième niveau d'étage situé juste en dessous et relié au premier niveau d'étage est cylindrique, 30 il se compose d'une chambre de brassage sur toute une partie de la surface du bloc métallique en forme de surface conique. Cette chambre est équipée sur toute sa périphérie d'un ensemble de trous de soufflage d'air comprimé chargés de brasser pour la diluer et la mélanger, la poudre à l'air ; ladite chambre de brassage et de soufflage contenant, éloigné du point conique le plus bas, un trou d'aspiration relié à un troisième niveau d'étage ; le troisième niveau d'étage situé juste en dessous et relié au deuxième est cylindrique, il se compose d'une aspiration du mélange air-poudre par effet venturi par le trou situé dans le bas de la chambre de mélangeage, provenant du deuxième niveau d'étage. Cela permettant ; de transformer les paquets de poudre en brouillard lors du mélange avec l'air, de permettre un écoulement micro régulé de la poudre, et donc assurer un mélange de l'air avec la poudre des plus fin. Le principe de cette invention est : - de produire un ensemble de micro vibration dans la dite tige cylindrique et de façon générale sur l'ensemble de la cuve ; d'utiliser un système venturi à double étage sous la cuve pour faciliter l'écoulement de la poudre. Le premier étage de venturi fonctionne en circuit avec la mise sous pression de la cuve. La poudre non aspirée repartant en circuit fermé dans la cuve. Le deuxième étage de venturi est situé en dessous du premier. Ce deuxième étage de venturi correspondant au troisième niveau d'étage des blocs cylindriques n'aspire qu'une petite partie de la poudre aspirée par le premier étage de venturi se trouvant au dessus. Ce deuxième étage de venturi est fait d'une chambre de mélangeage. Ladite chambre est une zone de turbulence qui dispose sur toute sa périphérie de multiples trous de soufflage d'air comprimé chargés de brasser la poudre pour produire un brouillard au moment où l'air se mélange à l'abrasif. La micro vibration mécanique est obtenue par des micro moteurs électriques d'environ 1 à 12 volts faits pour le modélisme, tournant à des vitesses de l'ordre de 10.000 à 30.000 tours par minute et fonctionnant sur piles ou sur batterie ou sur secteur avec un transfo. L'embout fixé sur la partie rotative du micro moteur est soit un petit tuyau plastique creux, soit un ressort métallique, soit un excentrique métallique, soit un excentrique en plastique. Le principe est d'obtenir durant un temps de fonctionnement industriel de façon régulière une micro vibration. A cet effet, la cuve de stockage de la poudre est fait d'une cuve qui évite toute condensation et reprise d'humidité, de type isotherme double paroi en aluminium avec isolant polystyrène ou de type en polytétrafluorethylène, PTFE ou nylon ; c'est-à-dire un matériau qui a une reprise d'humidité équivalente à zéro. Et qui de ce fait évite toute condensation d'eau. La dite cuve qui est un distributeur de poudre sèche contient en son centre la partie du micro moteur vibrant fixé dans un petit tube en aluminium. Ce tube est prolongé par une tige. La dite tige rentre dans le trou d'écoulement de la poudre en fonds de cuve. Sous l'action de la vibration du micro moteur, la dite tige vibre dans le trou. La tige peut être réglée en hauteur en vissant ou en dévissant ledit tube. Vissée à fonds; la tige peut diminuer au minimum le passage de la poudre, pour atteindre presque zéro. Dévissée au plus fort, elle permet un passage de poudre plus important. L'ensemble de ce principe permet un réglage en fonction de la granulométrie de la poudre et des besoins quantitatifs de débit de poudre en sortie de projection. Ce principe permet d'utiliser une surface périphérique de passage d'écoulement de la poudre, des plus fines. De l'ordre de quelques dizaines ou quelques centaines de micromètres. Sachant que les cuves classiques, pour éviter tout colmatage de la poudre, utilisent des trous de passage de l'ordre de plusieurs millimètres, voir de plusieurs centimètres. Le résultat est qu'en sortie de buse, il y a une poussière phénoménale. Le but de la présente invention est de pouvoir alimenter en poudre sèche sans les colmater des canaux de buse de projection excessivement fins, de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de micromètres. Il est aussi par ce dosage très faible de la poudre à l'air, d'éviter de produire, lors du travail de décapage, de la poussière. Pour augmenter et compléter l'action vibrante dans la cuve, des micro-moteurs vibrants sont disposés tout autour de la cuve dans une platine cylindrique en aluminium. La dite platine ou bloc cylindrique en aluminium se trouve être en contact direct avec la cuve. L'ensemble des vibrations périphériques extérieures à la cuve provenant des dits blocs en aluminium produisent une vibration générale sur toute la cuve. De façon préférentielle, la cuve est de type isotherme double paroi en aluminium avec isolant polystyrène ou de type en polytétrafluorethylène, PTFE ou nylon. Ce principe permet d'empêcher toute condensation d'humidité. L'absence d'humidité au niveau des parois de la cuve étant indispensable pour un bon fonctionnement. La dite cuve reçoit en amont une arrivée d'air provenant d'un compresseur. La dite cuve est mise sous pression. La cuve est montée sur un châssis métallique. Côté extérieur le châssis est monté sur des amortisseurs isolant le reste de l'installation des vibrations produites par les micro-moteurs vibrants. A partir d'une cuve de sablage, l'invention a les particularité suivantes : La cuve est en polytétrafluorethylène et fait un diamètre de 10 centimètres pour une hauteur de 20 centimètres. L'épaisseur des parois est de 2 centimètres. La cuve est usinée et composée de deux partie qui se vissent l'une à l'autre. Le dit ensemble cuve est vissée et montée dans des cylindres où blocs métalliques en aluminium alésés comprenant trois niveaux d'étages fixés l'un après l'autre et l'un à l'autre et chargés à partir du haut, niveau d'étage par niveau d'étage : le premier niveau d'étage est chargé d'englober dans leur épaisseur tout autour de ladite cuve, un ensemble de quatre micro-moteurs vibreurs ; afin de produire et de transmettre une micro-vibration générale ; ce même niveau d'étage est chargé d'englober dans son épaisseur un micro vérin chargé d'actionner l'ouverture et la fermeture de l'écoulement de l'abrasif au plus près de la zone de sortie de la poudre ; le deuxième niveau d'étage se compose d'une chambre de brassage en forme de surface conique, sur toute une partie de la surface du bloc métallique. Celte chambre qui se trouve avant l'entrée de l'air comprimé sous la cuve qui distribue l'air comprimé à l'outil de décapage reçoit, par des trous situés en périphérie tout autour de sa surface, des micro-jets d'air comprimé chargés de brasser pour la mélanger, la poudre à l'air et chargés de fragmenter les paquets de poudre ; ladite chambre de brassage et de soufflage contenant un trou d'aspiration relié à un troisième niveau d'étage ; le troisième niveau d'étage se compose d'une aspiration du mélange air-poudre par effet venturi par le trou situé dans le bas de la chambre de mélangeage ; c'est-ce troisième niveau d'étage qui reçoit l'entrée d'air comprimée chargée d'alimenter l'outil de décapage ; l'ensemble permettant par filtration et micro vibration globale sur la cuve, un désépaississement complet des paquets de poudre, un écoulement micro régulé de la poudre, un mélangeage de la poudre à l'air comprimé des plus fin. Cet ensemble cuve et les cylindres métalliques de plusieurs niveaux d'étages sont reliés à un châssis métallique par des blocs tampons amortisseurs.
L'ensemble du dispositif pneumatique contient des électrovannes qui permettent de piloter à distance toutes les fonctions marches arrêts ainsi que la circulation de l'air comprimé. Le réglage des pressions d'air se fait par des manomètres. Ceux-ci sont de préférences précis. De même que le dispositif contient des vannes de réglages de débits couplées à des débitmètres. Ceci afin de régler au gramme près, par le régalage des débits d'air circulant, le débit de poudre. Ce dispositif peut servir pour le nettoyage des graffitis, dans l'industrie, pour les sculptures dans le bâtiment et dans le médical pour la micro dermabrasion. Ce distributeur de poudre sèche permet d'alimenter un appareil équipée de micro canaux de buses, comme l'appareil de l'invention du brevet précédent du demandeur (2 882 673 et l'extension internationale PCT/FR 2006/000499), concernant une micro ponceuse rotative à jets d'air, comportant de multiples orifices de projection, de l'ordre de quelques dizaines ou centaines de micro-mètres. Selon des modes de réalisations préférentiels de l'invention, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - de disposer d'une cuve (1) qui évite toute condensation et reprise d'humidité, de type isotherme double paroi en aluminium avec isolant polystyrène ou de type en polytétrafluorethylène, PTFE ou nylon ; la dite cuve (1) étant équipée à l'intérieur d'un dispositif composé d'une platine de fixation (2) ; laquelle platine (2) contient en son centre une tige cylindrique (4) réglable en profondeur par vissage et dévissage ; ladite tige (4) ,est chargée de plus ou moins diminuer une ouverture circulaire (3) située dans le fonds de ladite cuve (1) ; laquelle tige (4) contient en partie supérieure un tube creux étanche (5) contenant un petit moteur (8) chargé de transmettre une micro vibration sur la dite tige (4), et permettre ainsi un glissement vibrant de la poudre autour de ladite tige (4), dans le passage (7) ;
- lequel dispositif relié à la dite tige vibrante (4) et au dit moteur vibrant (8) dispose à l'intérieur de la cuve (1), d'un cône tamiseur vibrant (3) contenant une multitude de trous plus où moins fins chargés de filtrer les paquets de poudre, avant leur arrivée sur la tige (4) située dans le trou (7) ; - ladite cuve (1) est vissée et montée dans un ensemble de blocs métalliques (12) cylindriques ou non, comprenant plusieurs niveaux d'étages (13, 14, 15), reliés et fixés l'un après l'autre et l'un à l'autre et chargés à partir du haut, niveau d'étage par niveau d'étage : . le premier niveau (13) d'étage qui monte approximativement jusqu'au tiers où jusqu'à la moitié de la cuve (1) est chargé d'englober dans son épaisseur, tout autour de ladite cuve (1), un ensemble de micro-moteurs vibreurs (8) ; afin de produire sur l'ensemble de la cuve (1), une micro-vibration générale ; ce niveau (13) est chargé d'englober dans son épaisseur un micro vérin (6), de type piston, chargé d'actionner l'ouverture et la fermeture de l'écoulement de l'abrasif au plus près de la zone (7) de sortie de la poudre située au fonds de la cuve (1) ; le deuxième niveau d'étage (14) directement après la sortie de cuve et avant l'aspiration par venturi (11), se compose d'une large chambre de brassage (9) en forme plus où moins conique recevant par des trous (18) situés en périphérie tout autour de sa surface des jets d'air chargés de brasser pour la mélanger, la poudre à l'air et de casser tout paquet de poudre ; ladite chambre de brassage (9) et de soufflage contenant, éloigné du point le plus bas de la forme conique, un où plusieurs trous d'aspiration (10) relié à un système d'aspiration venturi (11) situé au troisième niveau d'étage (15) ; le troisième niveau d'étage (15) se compose par aspiration venturi (11) par ledit trou (10) du mélange air poudre mis sous forme de brouillard dans la chambre (9), d'une deuxième zone de mélange (23) de l'air comprimé à la poudre par une entrée d'air provenant de l'embout (21), pour ressortir, par le conduit de sortie (22), visant après ce deuxième mélange micro dosé de l'air à la poudre , à alimenter l'appareil de décapage. - chaque petit moteur (8) est équipé en bout de son axe rotatif, d'un embout (20), produisant par la vitesse de rotation, une micro vibration. - une micro vibration mécanique est obtenue des micro moteurs électriques (8) de quelques volts ou dizaine de volts, petits moteurs (8) tournant à des vitesses voisines de l'ordre de 10.000 à 30.000 tours par minute et fonctionnant sur piles, sur batterie ou avec un transfo sur secteur ; - l'embout vibrant (20) fixé sur l'axe rotatif du micro moteur (8) est un embout métallique de type excentrique. - l'embout vibrant fixé sur l'axe rotatif du micro moteur (8) est un petit tube plastique creux. - l'embout vibrant fixé sur l'axe rotatif du micro moteur (8) est un petit ressort métallique. - le premier niveau d'étage (13) est chargé d'englober dans son épaisseur un micro vérin (6), de type piston, chargé d'actionner l'ouverture et la fermeture de l'écoulement de l'abrasif au plus près de la zone de sortie (7) de la poudre située au fonds de la cuve (1) ou en ce que la dite tige centrale (4) sert, à l'ouverture et à la fermeture de l'écoulement de l'abrasif par le trou (7), par la poussée d'un piston l'actionnant et situé dans la cuve où au-dessus de la cuve (1). - le diffuseur à poudre est équipé d'un système de type venturi à double étage; le premier étage de type venturi est composé d'une chambre de mélange (9) équipée de trous de soufflage (18) chargés de mettre la poudre en brouillard, cette chambre (9) fonctionne en circuit fermé avec la mise sous pression de la cuve (1) ; le deuxième étage de type venturi est situé en dessous du premier ; ce deuxième étage, aspire en partie, par effet venturi le mélange produit, la poudre non aspirée repartant dans la cuve (1). - le tube métallique creux étanche (5) qui sert de coque protectrice au moteur (8), contient une partie évasée, pour permettre une amplitude de rotation de l'embout plastique, c'est le tube métallique (5) qui transmet la vibration. - la cuve (1) dispose après la sortie du mélange air comprimé poudre abrasive (22), de plusieurs grilles filtrantes pour pré filtrer de façon décroissante, avant sa sortie en buse, le passage de la poudre et en ce que toutes ces grilles ont des trous de l'ordre de 2 millimètres, les suivantes de l'ordre de 1,5 millimètres, les suivantes 1 millimètre, les suivantes 800 microns, puis 500 microns, etc. - la cuve de stockage (1) de la poudre abrasive contient en son centre une tige (4) qui peut être réglée en hauteur en vissant ou en dévissant ; vissé à fonds; la tige peut diminuer au minimum le passage de la poudre, pour atteindre presque zéro ; dévissée au plus fort, elle permet un passage de poudre maximum ; ce principe permet un réglage contrôlé du débit de poudre. - au plus près du point de sortie de l'abrasif de la cuve (1), se trouve un piston pneumatique (6) qui ouvre ou ferme une vanne qui laisse ou non passer l'abrasif. - la cuve (1) de distribution de la poudre abrasif est vissée et montée au centre de blocs métalliques cylindriques (12) chargés de recevoir les différentes fonctions dudit dispositif et constituant plusieurs niveaux d'étages et en ce que chaque niveau d'étage des dits blocs métalliques (12) se trouve dans l'aligne-ment cylindrique du précédent et est vissé l'un à l'autre et l'un après l'autre. - des électro vannes permettent d'ouvrir et de fermer automatiquement toutes les fonctions pneumatiques. - la chambre de mélange (9) du deuxième niveau d'étage (14) se trouve avant l'entrée (21) de l'air comprimé qui alimente l'outil de décapage et le surplus de poudre non aspirée par le venturi (11) repart dans la cuve (1). A partir d'un compresseur générant de l'air comprimé, le dispositif de l'invention comprend en amont, pour débarrasser l'air des saletés et de l'eau, 20 des filtres micro fins et un sécheur par adsorption. La pression de travail fournit par le compresseur est comprise entre 0 et 25 bars. Ce qui permet un travail à basse, moyenne où très haute pression. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description de différents modes de réalisation, donnés uniquement à titre 25 d'exemple, et représentés dans les dessins annexés dans lesquels : Les figures 1 à 5 montrent : - figure 1 montre une vue en perspective de la cuve et du dispositif ainsi que les cylindres en aluminium - la figure 2 montre le cylindre aluminium contenant les moteurs vibrants 15 - la figure 3 montre la chambre de mélangeage vue de dessus - la figure 4 montre les différents niveau d'étage en aluminium ainsi que le système d'aspiration venturi - la figure 5 montre une vue en coupe de la de la cuve et du dispositif ainsi que les cylindres en aluminium En référence à ces dessins : Le dispositif de la présente invention se caractérise par le fait d'utiliser, pour alimenter un outil de pneumatique de décapage, une cuve (1) ayant une reprise d'humidité équivalente à zéro. La dite cuve (1) étant équipée à l'intérieur d'un dispositif composé d'une platine de fixation (2) ; laquelle platine (2) contient en son centre une tige cylindrique (4) réglable en profondeur par vissage et dévissage ; ladite tige (4) est chargée de plus ou moins obturer une ouverture circulaire (7) située dans le fonds de ladite cuve (1) ; la dite tige (4) rentre dans le trou (7) d'écoulement de la poudre en fonds de cuve (1) ; la tige (4) peut être réglée en hauteur en vissant ou en dévissant. Vissé à fonds; la tige (4) peut diminuer au minimum le passage de la poudre, pour atteindre presque zéro. Dévissée au plus fort, elle permet un passage de poudre large. Ce principe permet de par cette tige (4) réglable, un réglage contrôlé du débit de poudre. Laquelle tige (4) contient en partie supérieure un petit moteur (8) intégré dans un tube étanche (5), lequel moteur (8) est chargé de produire une micro vibration sur la dite tige (1), et permettre ainsi un glissement vibrant de la poudre autour de ladite tige (4). L'écoulement de la poudre se fait non au centre du trou (7), mais sur la périphérie de la tige (4). La poudre ne s'agglutine plus en paquet sur le milieu du trou au point de provoquer un bouchon obturant. Mais elle dispose sur toute la périphérie de plusieurs points d'écoulement et de passage. Le volume d'écoulement de la poudre au fonds de la cuve se trouve ainsi pouvoir être diminué au maximum jusqu'à des largeurs de passages excessivement étroites, de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de micromètres. Lequel dispositif dispose dans la cuve, avant d'atteindre la tige (4), d'un cône tamiseur (3) contenant une multitude de trous plus où moins fins chargés de filtrer par vibration, dans la cuve (1)ä les paquets de poudre et la descente de l'abrasif, dans le passage (7). Pour fonctionner, la dite cuve (1) reçoit en amont de l'air comprimé de 0 à 25 bars provenant d'un compresseur. La dite cuve est mise sous pression à l'aide d'un té. L'entrée de l'air comprimé (21) alimente l'outil par la sortie (22). L'ensemble du dispositif pneumatique contient des électrovannes qui permettent de piloter à distance les fonctions marche et arrêt.
De manière avantageuse, il est possible en fermant le vérin piston (6) de diffuser de façon séquentielle uniquement de l'air comprimé dans l'outil, afin de purger régulièrement les conduits et les canaux d'éjections. Le distributeur de poudre sèche fonctionne de la manière suivante : La cuve est remplie de poudre abrasive. Le piston pneumatique (6) ferme et ouvre l'écoulement de la poudre abrasive dans la chambre circulaire (9). De l'air comprimé arrive par les embouts d'entrée d'air situés sur les cylindres (12). Ces embouts alimente : la mise sous pression de la cuve(1), la chambre de mélange (9) par les multiples trous (18) et la deuxième zone de mélange de la poudre à l'air par l'embout (21). La mise en marche des moteurs vibreurs facilite l'écoulement et la circulation de la poudre dans l'ensemble du dispositif. Le cône tamiseur (3), du fait qu'il contient en son centre un moteur vibrant (8), tamise par micro vibration les premiers paquets de poudre et filtre finement la descente de l'abrasif au niveau de la tige vibrante (4), dans le passage (7). La vibration transmise par ledit moteur (8) sur lai tige (4), aidé par la vibration globale en périphérie de la cuve (1) par les micro moteurs (8) situés dans le cylindre en aluminium (13) permet de par l'étroitesse de la zone (7) bouchée en partie par la tige cylindrique (4), un écoulement excessivement fin de la poudre vers la chambre (9). La dite chambre (9) mélange en brouillard, la poudre à l'air, lequel mélange est ensuite aspiré par le trou (10) et par le venturi (11) dans une deuxième zone de mélange (23) par une deuxième entrée d'air provenant de l'embout (21), pour ressortir, par le conduit de sortie (22), visant après ce deuxième mélange micro dosé de l'air à la poudre, à alimenter l'appareil de décapage. 12