WO2012020197A1 - Dispositif d'ejection de liquide sous forme de microgouttes - Google Patents

Dispositif d'ejection de liquide sous forme de microgouttes Download PDF

Info

Publication number
WO2012020197A1
WO2012020197A1 PCT/FR2011/051884 FR2011051884W WO2012020197A1 WO 2012020197 A1 WO2012020197 A1 WO 2012020197A1 FR 2011051884 W FR2011051884 W FR 2011051884W WO 2012020197 A1 WO2012020197 A1 WO 2012020197A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
plate
ejection device
chamber
tin
Prior art date
Application number
PCT/FR2011/051884
Other languages
English (en)
Inventor
Laurent LÉVIN
Original Assignee
Renault S.A.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault S.A.S. filed Critical Renault S.A.S.
Publication of WO2012020197A1 publication Critical patent/WO2012020197A1/fr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0638—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/04—Pumps peculiar thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/027—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive electric

Definitions

  • the invention relates to a device for ejecting liquid in the form of microdrops.
  • the invention more particularly relates to liquid ejection devices in the form of microdroplets which comprise a hollow body whose hollow defines an open chamber which is intended to receive the liquid, a plate cooperating with the body to close the chamber and defining liquid ejection holes, and means for generating an overpressure in the chamber for ejecting the liquid through the holes.
  • the plate is thus attached to the body to define the chamber which is intended to serve as a liquid reservoir.
  • the hollow body which defines an open chamber for receiving the liquid, consists of a deformable O-ring 4 and a first metal plate 1 1 plane.
  • a second plate 5 has liquid ejection holes 3, and cooperates with the seal 4 to close the chamber.
  • the device also comprises means for generating an overpressure in the chamber for ejecting the liquid through the holes 3.
  • This means comprises in particular a piezoelectric plate 7 attached to the first metal plate January 1.
  • the piezoelectric plate 7 causes a relative displacement of the two plates 1 1 and 5 resulting in the ejection of the liquid present in the chamber through the exit holes 3 in the form of drops.
  • the plate 5 of this device in which the liquid ejection holes 3 are defined, is in plexiglass.
  • a disadvantage of this type of plate 5 is that the diameter of the orifices 3 and their quality (geometry, surface condition, etc.) are not satisfactory. This is why this document proposes to use fragments of capillary 18 inserted and fixed in orifices 19 ( Figure 7 of the document).
  • An orifice 1 9 provided with a capillary fragment 1 8 thus forms an ejection orifice 3, the average diameter of the orifice being of the order 70 ⁇ .
  • a disadvantage is that the manufacturing process of the orifices 3 is complicated and difficult to implement industrially at low cost, and is limited in obtaining lower diameters of the liquid ejection orifices.
  • a first clamping system consists in using a clamping ring 13.
  • the clamping ring 13 presses on the first plate 11.
  • a latching mechanism 15 sandwiches the clamping ring 13, the first plate 11, the O-ring 4 and the second plate 5.
  • a second clamping system as shown in FIG. 2 of this document, consists of to replace the latching mechanism 15 by bolts 14 through the plate 5 and the clamping ring 13.
  • This type of clamping system however has many disadvantages: one of the disadvantages is that the assembly of the joint 4, and plates 5 and 1 1 is difficult and complicated to implement industrially. Another disadvantage is the prohibitive cost inherent in this type of device assembled in this way.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks.
  • the invention provides a device for ejecting liquid in the form of microdroplets, in which the diameter of the ejection orifices can be decreased, the structure of which is simplified, the industrial implementation of which is easier, in particular for an industrial implementation in very large series, and at a low cost.
  • the invention thus relates to a device for ejecting a liquid in the form of micro-drops which comprises a hollow body whose hollow defines an open chamber which is intended to receive the liquid, a plate cooperating with the body to close the chamber and defining liquid ejection holes, and means for generating an overpressure in the chamber for ejecting the liquid through the holes.
  • the device comprises on the one hand a body which is made of stainless steel, on the other hand a plate cooperating with the body and defining the ejection holes of the liquid which consists of electro-deposited nickel. And a surface of this electro-deposited nickel plate is fixed on a surface of the body by a tin solder.
  • electro-deposited nickel plate As a specialist knows how to make it today, it is indeed possible to make liquid ejection holes including diameter, geometry and state surface, and repeatability are perfectly suitable for use of liquid ejection in the form of microdrops.
  • the manufacturing quality of these electro-deposited nickel plates is such that there is no need for additional retouching or grinding operations to form the ejection holes.
  • the holes formed in these plates are calibrated at the time of the electro-deposition operation of the nickel.
  • this electro-deposited nickel plate is rigidly and sealingly attached to the stainless steel body.
  • the tin solder provides excellent attachment of this type of plate on the stainless steel body while providing a seal to prevent leakage of liquid.
  • the body may consist of a tubular type part and a cover which closes an end of the tubular type part.
  • the thicknesses of the tubular part and the cover may be different to have different mechanical characteristics between the tubular-type part and the cover.
  • the lid can thus be deformable and form part of the means for generating an overpressure by varying the volume of the chamber containing the liquid.
  • the lid can be made of stainless steel and can be sealed to the tubular type part which is also made of stainless steel. This assembly of the lid and the tubular type part can be done by welding.
  • the means for generating an overpressure may include a buzzer. This buzzer may consist of the deformable cover forming a first electrode, a second electrode and a ceramic layer interposed between this cover and the second electrode.
  • the means for generating an overpressure may comprise a means for controlling two electrodes; these electrodes being connected to this control means.
  • the device may include a liquid supply circuit which fills the chamber with a supply port; this orifice can be defined in the body.
  • Another object of the invention relates to a method of manufacturing the device presented above.
  • the electro-deposited nickel plate is fixed on the stainless steel body by a tin weld.
  • the method comprises a step of preparing the surfaces to be joined of the body and the plate which consists of wetting with a solution based on phosphoric acid of the two surfaces to be assembled. This wetting promotes the attachment of the tin on the one hand on the stainless steel surface of the body and on the other hand on the surface of the electro-deposited nickel plate.
  • the manufacturing method may include a step of applying a layer of tin on at least one of the two surfaces to be assembled.
  • the surface has been wetted beforehand with the phosphoric acid solution.
  • the method may then include a step of contacting the surfaces to be bonded to the body and the plate, which is followed by a step of heating the contact area of the surfaces to be bonded, the two surfaces held in contact.
  • FIG. 1 schematically represents a sectional view of the device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a wetting step of the tubular part of the body with a solution based on phosphoric acid.
  • FIG. 3 shows a wetting step of the lid of the body with a solution based on phosphoric acid.
  • FIG. 4 shows a step of applying tin on an end surface of the tubular part of the body.
  • FIG. 5 shows the contacting of the tubular part of the body provided with a layer of tin with the cover which has a surface wetted with a solution based on phosphoric acid.
  • FIG. 6 shows the step of heating the contact zone between the tubular part and the cover.
  • FIG. 7 shows a wetting step of the body with a solution based on phosphoric acid.
  • Figure 8 shows a step of applying tin to the wet end surface of the body.
  • FIG. 9 shows a step of wetting the plate with a solution based on phosphoric acid.
  • FIG. 10 shows the contacting of the body provided with a layer of tin with the plate which has a wet surface with a solution based on phosphoric acid.
  • Figure 1 1 shows the step of heating the contact area between the body and the plate.
  • the device 1 shown in Figure 1 mainly comprises an electro-deposited nickel plate 7 and a body 4 of stainless steel.
  • the electro-deposited nickel plate 7 is formed by electroplating nickel or a nickel-based alloy 15, preferably between 10 and 200 ⁇ .
  • the thickness may be homogeneous or heterogeneous.
  • the plate 7 defines a series of holes 8 whose average diameter is preferably between 1 and 20 ⁇ . According to the invention, this plate 7 is fixed on the body 4 by a tin seal 11 to define the chamber 5 which serves as a reservoir for a liquid 2.
  • the body 4 is made of stainless steel and defines a chamber 5 intended to receive the liquid 2.
  • Stainless steel is used to overcome the problems of corrosion following contact with the liquid 2, and for the compatibility of the weld with the plate. nickel 7 described above.
  • the body 4 consists of a tubular-type part 9 which is closed at one end by a cover 14.
  • the attachment of the tubular-type part 9 and the cover 14 can also be a sealed weld. Tin 26.
  • the tubular member 9 is made of stainless steel.
  • the materials and the thicknesses of the tubular-type part 9 and the cover 14 may be substantially different in order to give the two parts different mechanical qualities.
  • the cover 14 may thus be a thin plate to be deformable.
  • the cover 14 forms part of the overpressure generating means which then consists of this cover 14, a piezoelectric ceramic layer 30 and a silver layer 16, the whole forming a buzzer.
  • the lid 14 also forms a first electrode.
  • the silver layer 16 forms a second electrode.
  • the ceramic layer 15 is attached to the cover 14 on the outer surface of the body 4, sandwiched between the cover 14 and the silver layer 1 6.
  • the device 1 may comprise a suitable control means of the buzzer connected by electrical connections 1 8 and 1 9 to the first electrode 14 and the second electrode 1 6.
  • the chamber 5 is connected to a suitable liquid supply circuit via a tube 20, for example the supply can be made by capillarity via an orifice 6 installed in the tubular-type part 9.
  • a suitable liquid supply circuit may comprise a pump for bringing the liquid into the chamber 5.
  • a complementary aspect of the invention concerns the optimization of the formation of microdrops.
  • the plate 7 electro-deposited nickel may be thin and thus can be deformed by the overpressures generated by the buzzer. This deformation can cause ejection of a smaller volume of liquid.
  • the invention provides a device 1 'whose rigidity is increased, given the presence of the deposited electro nickel plate.
  • the device 1 ' shown in FIG. 1', comprises a nickel plate 7 which may comprise two preferably concentric zones.
  • a first zone 50 defines the liquid ejection holes 8.
  • the thickness of this first zone 50 is sufficient to define an appropriate shape of the holes 8.
  • the second zone 51 has a thickness substantially greater than that of the zone 50. This second zone 51 surrounds the zone 50 and participates in the stiffening of the plate 7.
  • the nickel plate 7 is fixed on the body 4, whose profile of the internal volume can be moreover of substantially convergent shape to allow directing the liquid towards the zone 50, participate in the stiffening of the device 1 ', and allow the soldering operation with tin.
  • the interior volume which corresponds to the open chamber, sees its opening preferably surround the first zone 50 as closely as possible.
  • the profile of the internal volume of the body 4 is substantially conical.
  • the surface 1 0 of the end body 4 is substantially equivalent to the surface 12 of the zone 51 of the plate 7.
  • the plate 7 of nickel is fixed on the body 4 by a tin seal 11 which is carried out substantially on all of the contact surfaces 1 0 and 12.
  • the weld between the electro-deposited nickel plate 7 and the stainless steel body 4 is a tin solder 11.
  • the process comprises several preparation phases described in Figures 7 to 11.
  • wetting with a solution based on phosphoric acid is performed prior to welding.
  • This solution preferably comprises a mixture of water and phosphoric acid.
  • FIG. 7 shows an embodiment of the wetting of the end circumferential surface 10 of the end of the body 4.
  • a blotter 21 impregnated with a solution of phosphoric acid is presented and brought into contact with the surface 10 of the Thus, a film of phosphoric acid solution is obtained on the surface 10.
  • This film 30 is shown in FIG.
  • FIG. 9 there is shown an embodiment of the wetting of the surface 12 of the electro-deposited nickel plate 7, which is intended to face the end surface 1 0 of the body 4.
  • a blotter 23 of tubular form, which may correspond to the shape of the surface 1 0 of the body 4, and impregnated with this solution of phosphoric acid is presented facing the plate 7 and brought into contact with this plate 7.
  • the surface 12 at the edge of the plate 7 is thus wet.
  • a phosphoric acid film layer 30 is deposited on the surface 12 at the edge of the electro-deposited nickel plate 7 and this film 30 is shown in FIG.
  • a tin layer 11 may be performed on at least one of the wet surfaces.
  • the body 4 can be dipped in a tin bath 22 to form a tin layer 1 1 on surface 10 previously wet. Then, the body 4 can be cleaned to remove the tin outside the bonding surfaces because the tin adheres mainly to the areas that have been wetted with the phosphoric acid solution.
  • FIG. 10 shows the contacting of the two surfaces to be bonded to the plate 7 and to the body 4.
  • the cover 14 can be fixed on a tubular-type part 9 by a tin solder according to the procedure defined above.
  • FIG. 2 there is shown a wetting step of the circumferential end surface 24 of the tubular type part 9.
  • a blotter 21 impregnated with the phosphoric acid solution is presented and placed in contact with the surface 24 of the tubular-type part 9.
  • a film of phosphoric acid is thus obtained on the surface 24, as shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a wetting step of the surface of the cover 14 which is intended to face the end surface 24 of the tubular-type part 9.
  • a bladder 23 of tubular shape, which can correspond to the shape of the surface 24 of the tubular type part 9, and impregnated with this solution of phosphoric acid is presented facing the lid 14 and brought into contact with the lid 14. There is thus a film of phosphoric acid 30 on the surface 25 as shown in Figure 5.
  • a tin layer 26 can be performed on at least one of the wet surfaces 24 and 25.
  • the tubular-type part 9 can be immersed in a bath tin 22 to form a layer of tin on the previously wet surface. Then, the tubular type part 9 can be cleaned to remove the tin outside the attachment surfaces.
  • FIG. 5 shows the contacting of the surfaces of the cover 14 and the tubular-type part 9.
  • the overpressure generation system can be a buzzer separate from the cover. It is then attached and fixed on the lid 14 of the body 4.
  • the device allows ejection of liquid in the form of micro-drops, whose viscosity and surface tension can vary over a wide range.
  • the holes 8 defined on the plate formed by electroplating nickel remain permanently filled with liquid thereby preventing the entry of air into the chamber. At atmospheric pressure, the surface tension of the liquid contained in the holes 8 prevents flow and leakage of the liquid.
  • This device can serve as a diffuser of atmosphere perfumes and / or fogger in the passenger compartment of motor vehicles.
  • the plate formed of electro-deposited nickel comprises, on a surface of about 2x2 mm 2 , about 400 holes of average diameter of the order of 5 ⁇ .
  • the frequency of the associated buzzer can be of the order of 2Khz, which causes an ejection of atmosphere perfume with a flow rate of the order of 0.1 mm 3 per second.
  • injectors can be used, for example, during the starting phases of ethanol-powered vehicles to help inject the ethanol fuel into the combustion chamber.
  • the average diameters of the holes are of the order of 1 0 ⁇ , the other parameters remain of the same order.

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

Dispositif (1) d'éjection d'un liquide (2) sous forme de micro-gouttes (3), qui comporte un corps (4) creux dont le creux définit une chambre (5) ouverte qui est destinée à recevoir le liquide; une plaque (7) coopérant avec le corps (4) pour refermer la chambre (5), et définissant des trous (8) d'éjection du liquide (2); et un moyen pour générer une surpression dans la chambre (5) pour éjecter le liquide (2) par les trous (8). Selon l'invention, la plaque (7) est constituée de nickel électro-déposé, le corps (4) est en acier inoxydable, et une surface de la plaque (7) de nickel électro-déposé est fixée sur une surface (10) du corps (4) par une soudure (11) à l'étain.

Description

DISPOSITIF D'EJECTION DE LIQUIDE SOUS FORME DE MICROGOUTTES
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
L'invention concerne un dispositif d'éjection de liquide sous forme de microgouttes. L'invention concerne plus particulièrement les dispositifs d'éjection de liquide sous forme de microgouttes qui comportent un corps creux dont le creux définit une chambre ouverte qui est destinée à recevoir le liquide, une plaque coopérant avec le corps pour refermer la chambre et définissant des trous d'éjection du liquide, et un moyen pour générer une surpression dans la chambre pour éjecter le liquide par les trous. La plaque est ainsi rapportée sur le corps pour définir la chambre qui est destinée à servir de réservoir de liquide. Etat de la technique antérieure
Les dispositifs de ce type sont par exemple décrits dans la demande de brevet FR2868966. Selon la figure 3 de ce document, le corps creux, qui définit une chambre ouverte destinée à recevoir le liquide, est constitué d'un joint torique déformable 4 et d'une première plaque métallique 1 1 plane. Une deuxième plaque 5 comporte des trous d'éjection de liquide 3, et coopère avec le joint 4 pour refermer la chambre.
Le dispositif comporte également un moyen pour générer une surpression dans la chambre pour éjecter le liquide par les trous 3. Ce moyen comporte notamment une plaque piézo-électrique 7 rapportée sur la première plaque métallique 1 1 . La plaque piézo-électrique 7 provoque un déplacement relatif des deux plaques 1 1 et 5 aboutissant à l'éjection du liquide présent dans la chambre par les trous 3 de sortie sous la forme de gouttes. La plaque 5 de ce dispositif, dans laquelle sont définis les trous 3 d'éjection du liquide, est en plexiglas. Un inconvénient de ce type de plaque 5 est que le diamètre des orifices 3 ainsi que leur qualité (géométrie, état de surface, etc.) ne sont pas satisfaisants. C'est pourquoi ce document propose d'avoir recours à des fragments de capillaire 1 8 insérés et fixés dans des orifices 19 (figure 7 du document). Un orifice 1 9 muni d'un fragment de capillaire 1 8 forme ainsi un orifice d'éjection 3, le diamètre moyen de l'orifice étant de l'ordre 70μιη. Un inconvénient est que le procédé de fabrication des orifices 3 est compliqué et difficile à mettre en œuvre industriellement à faible coût, et reste limité dans l'obtention de diamètres inférieurs des orifices d'éjection du liquide.
Pour maintenir la première plaque 1 1 , la deuxième plaque 5 et le joint torique 4 assemblés entre eux, le document propose d'avoir recours à un système de bridage. Un premier système de bridage consiste à utiliser une bague de serrage 13. La bague de serrage 13 appuie sur la première plaque 1 1 . Et un mécanisme d'encliquetage 15 prend en sandwich la bague de serrage 13, la première plaque 1 1 , le joint torique 4 et la deuxième plaque 5. Un deuxième système de bridage, tel que représenté dans la figure 2 de ce document, consiste à remplacer le mécanisme d'encliquetage 15 par des boulons 14 traversant la plaque 5 et la bague de serrage 13. Le fait d'avoir recours à ces systèmes de bridage permet d'obtenir un assemblage réversible, sans collage ni soudure. Ce type de système de bridage présente cependant de nombreux inconvénients : un des inconvénients est que l'assemblage du joint 4, et des plaques 5 et 1 1 est difficile et compliqué à mettre en œuvre industriellement. Un autre inconvénient est le coût prohibitif inhérent à ce type de dispositif assemblé de cette façon.
Objet de l'invention
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Pour y parvenir, l'invention fournit un dispositif d'éjection de liquide sous forme de microgouttes, dans lequel le diamètre des orifices d'éjection peut être diminué, dont la structure est simplifiée, dont la mise en œuvre industrielle est plus facile, notamment pour une mise en œuvre industrielle en très grande série, et ce à un faible coût.
Exposé de l'invention
L'invention concerne ainsi un dispositif d'éjection d'un liquide sous forme de micro-gouttes qui comporte un corps creux dont le creux définit une chambre ouverte qui est destinée à recevoir le liquide, une plaque coopérant avec le corps pour refermer la chambre, et définissant des trous d'éjection du liquide, et un moyen pour générer une surpression dans la chambre pour éjecter le liquide par les trous.
Selon l'invention, le dispositif comporte d'une part un corps qui est en acier inoxydable, d'autre part une plaque coopérant avec le corps et définissant les trous d'éjection du liquide qui est constituée de nickel électro-déposé. Et une surface de cette plaque de nickel électro-déposé est fixée sur une surface du corps par une soudure à l'étain.
Grâce à l'emploi d'une plaque de nickel électro-déposée telle qu'un spécialiste sait la réaliser de nos jours, il est en effet possible de réaliser des trous d'éjection de liquide dont le diamètre, la géométrie et l'état de surface, et la répétabilité sont parfaitement adaptés à un usage d'éjection de liquide sous forme de microgouttes. La qualité de fabrication de ces plaques de nickel électro-déposé est telle qu'il n'y a pas besoin d'avoir recours à des opérations complémentaires de retouche ou de rectification pour former les trous d'éjection. Les trous formés dans ces plaques sont calibrés au moment de l'opération d'électro-déposition du nickel.
De plus, grâce à l'invention, cette plaque de nickel électro-déposé est fixée rigidement et de manière étanche au corps en acier inoxydable. En effet, la soudure à l'étain confère une excellente fixation de ce type de plaque sur le corps en acier inoxydable tout en assurant une étanchéité pour empêcher toute fuite de liquide.
Dans un mode de réalisation de l'invention qui n'est pas limitatif, le corps peut être constitué d'une pièce de type tubulaire et d'un couvercle qui referme une extrémité de la pièce de type tubulaire. Les épaisseurs de la pièce tubulaire et du couvercle peuvent être différentes pour avoir des caractéristiques mécaniques différentes entre la pièce de type tubulaire et le couvercle. Le couvercle peut ainsi être déformable et former partie du moyen pour générer une surpression en faisant varier le volume de la chambre contenant le liquide.
Le couvercle peut être en acier inoxydable et peut être fixé de manière étanche à la pièce de type tubulaire qui est également en acier inoxydable. Cet assemblage du couvercle et de la pièce de type tubulaire peut être fait par une soudure. Le moyen pour générer une surpression peut comporter un buzzer. Ce buzzer peut être constitué du couvercle déformable formant une première électrode, d'une seconde électrode et d'une couche de céramique interposée entre ce couvercle et la seconde électrode.
Le moyen pour générer une surpression peut comporter un moyen de commande de deux électrodes ; ces électrodes étant reliées à ce moyen de commande.
Le dispositif peut comporter un circuit d'alimentation de liquide qui remplit la chambre par un orifice d'alimentation ; cet orifice peut être défini dans le corps.
Un autre objet de l'invention concerne un procédé de fabrication du dispositif présenté ci- dessus. Selon l'invention, la plaque de nickel électro-déposée est fixée sur le corps en acier inoxydable par une soudure à l'étain. Le procédé comporte une étape de préparation des surfaces à assembler du corps et de la plaque qui consiste en un mouillage avec une solution à base d'acide phosphorique des deux surfaces à assembler. Ce mouillage favorise l'accrochage de l'étain d'une part sur la surface en acier inoxydable du corps et d'autre part sur la surface de la plaque de nickel électro-déposé.
Selon un aspect complémentaire, le procédé de fabrication peut comporter une étape d'application d'une couche d'étain sur au moins une des deux surfaces à assembler. La surface aura été mouillée au préalable par la solution à base d'acide phosphorique.
Le procédé peut ensuite comporter une étape de mise en contact des surfaces à lier du corps et de la plaque qui est suivie d'une étape de chauffage de la zone de contact des surfaces à lier, les deux surfaces maintenues en contact.
Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de quelques modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple non limitatifs, et illustrés par les dessins sur lesquels
Description des dessins
-La figure 1 représente de manière schématique une vue de coupe du dispositif selon l'invention. -La figure 1 ' représente de manière schématique une vue de coupe du dispositif selon l'invention en vue d'une optimisation de la formation des microgouttes.
-La figure 2 présente une étape de mouillage de la pièce tubulaire du corps avec une solution à base d'acide phosphorique.
-La figure 3 présente une étape de mouillage du couvercle du corps avec une solution à base d'acide phosphorique.
-La figure 4 présente une étape d'application d'étain sur une surface d'extrémité de la pièce tubulaire du corps.
-La figure 5 présente la mise en contact de la pièce tubulaire du corps muni d'une couche d'étain avec le couvercle qui comporte une surface mouillée avec une solution à base d'acide phosphorique. -La figure 6 présente l'étape de chauffage de la zone de contact entre la pièce tubulaire et le couvercle.
-La figure 7 présente une étape de mouillage du corps avec une solution à base d'acide phosphorique.
5 -La figure 8 présente une étape d'application d'étain sur la surface d'extrémité mouillée du corps.
-La figure 9 présente une étape de mouillage de la plaque avec une solution à base d'acide phosphorique.
-La figure 1 0 présente la mise en contact du corps muni d'une couche d'étain avec la plaque qui comporte une surface mouillée avec une solution à base d'acide phosphorique.
1 0 -La figure 1 1 présente l'étape de chauffage de la zone de contact entre le corps et la plaque.
Exposé d'un mode de réalisation de l'invention
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif 1 représenté à la figure 1 comprend principalement une plaque de nickel électro-déposé 7 et un corps 4 en acier inoxydable.
La plaque de nickel électro-déposé 7 est formée par électrodéposition de nickel ou d'un alliage 15 à base de nickel, d'épaisseur comprise de préférence entre 10 et 200 μιη. L'épaisseur peut être homogène ou hétérogène. La plaque 7 définit une série de trous 8 dont le diamètre moyen est compris de préférence entre 1 et 20 μιτι. Selon l'invention, cette plaque 7 est fixée sur le corps 4 par une soudure à l'étain 1 1 pour définir la chambre 5 qui sert de réservoir d'un liquide 2.
Le corps 4 est en acier inoxydable et définit une chambre 5 destinée à recevoir le liquide 2. 20 L'acier inoxydable est utilisé pour pallier les problèmes de corrosion suite aux contacts avec le liquide 2, et pour la compatibilité de soudure avec la plaque de nickel 7 décrite ci-avant.
Selon un mode de réalisation, le corps 4 est constitué d'une pièce de type tubulaire 9 qui est refermée à une extrémité par un couvercle 14. La fixation de la pièce de type tubulaire 9 et le couvercle 14 peut être également une soudure étanche à l'étain 26. La pièce de type tubulaire 9 est en acier 25 inoxydable. Les matières et les épaisseurs de la pièce de type tubulaire 9 et du couvercle 14 peuvent être sensiblement différentes pour conférer aux deux pièces des qualités mécaniques différentes. Le couvercle 14 peut être ainsi une plaque de faible épaisseur pour être déformable.
Dans un mode de réalisation particulier, le couvercle 14 forme partie du moyen de génération de surpressions qui est alors constitué de ce couvercle 14, d'une couche de céramique piézo-électrique 30 15 et d'une couche d'argent 16, le tout formant un buzzer. Le couvercle 14 forme également une première électrode. La couche d'argent 16 forme une seconde électrode. La couche de céramique 15 est rapportée sur le couvercle 14 sur la surface extérieure du corps 4, prise en sandwich entre le couvercle 14 et la couche d'argent 1 6. Le dispositif 1 peut comporter un moyen de commande approprié du buzzer relié par des connexions électriques 1 8 et 1 9 à la première électrode 14 et à la seconde électrode 1 6.
35 Selon un mode de réalisation, la chambre 5 est reliée à un circuit approprié d'alimentation en liquide par un tube 20 par exemple l'alimentation peut se faire par capillarité via un orifice 6 installé dans la pièce de type tubulaire 9. Un autre exemple de circuit peut comporter une pompe pour amener le liquide dans la chambre 5.
Un aspect complémentaire de l'invention concerne l'optimisation de la formation des microgouttes. En effet, la plaque 7 de nickel électro-déposé peut être de faible épaisseur et ainsi peut être déformée par les surpressions générées par le buzzer. Cette déformation peut entraîner une éjection d'un volume moindre de liquide.
Pour optimiser la formation des gouttes, l'invention fournit un dispositif 1 ' dont la rigidité est augmentée, compte-tenu de la présence de la plaque de nickel électro déposé. Le dispositif 1 ', représenté sur la figure 1 ', comprend une plaque de nickel 7 qui peut comporter deux zones de préférence concentriques. Une première zone 50 définit les trous 8 d'éjection de liquide 2. L'épaisseur de cette première zone 50 est suffisante pour définir une forme appropriée des trous 8. La seconde zone 51 possède une épaisseur sensiblement supérieure à celle de la zone 50. Cette deuxième zone 51 entoure la zone 50 et participe à la rigidification de la plaque 7. La plaque 7 de nickel est fixée sur le corps 4, dont le profil du volume intérieur peut en plus être de forme sensiblement convergente pour permettre de diriger le liquide vers la zone 50, participer à la rigidification du dispositif 1 ', et permettre l'opération de soudure à l'étain. Ainsi, le volume intérieur, qui correspond à la chambre ouverte, voit son ouverture entourer de préférence au plus près la première zone 50. Sur la figure 1 ', le profil du volume intérieur du corps 4 est sensiblement conique. La surface 1 0 du corps 4 d'extrémité est sensiblement équivalente à la surface 12 de la zone 51 de la plaque 7. La plaque 7 de nickel est fixée sur le corps 4 par une soudure à l'étain 1 1 qui est effectuée sensiblement sur l'intégralité des surfaces de contact 1 0 et 12.
Selon un procédé de réalisation du dispositif de l'invention, la soudure entre la plaque 7 de nickel électro-déposé et le corps 4 en acier inox est une soudure à l'étain 1 1 . Pour effectuer cette soudure, le procédé comporte plusieurs phases de préparation décrites dans les figures 7 à 1 1 . Pour favoriser l'accrochage de l'étain d'une part sur le nickel et d'autre part sur l'acier inoxydable, un mouillage avec une solution à base d'acide phosphorique est effectué préalablement au soudage. Cette solution comporte de préférence un mélange d'eau et d'acide phosphorique.
Sur la figure 7, on a représenté un mode de réalisation du mouillage de la surface circonférentielle 1 0 d'extrémité du corps 4. Un buvard 21 imprégné d'une solution d'acide phosphorique est présenté et mis en contact avec la surface 10 du corps 4. On a ainsi une pellicule de solution d'acide phosphorique 30 sur la surface 1 0. Cette pellicule 30 est représentée en figure 8.
Sur la figure 9, on a représenté un mode de réalisation du mouillage de la surface 12 de la plaque de nickel électro-déposé 7, qui est destinée à être en regard de la surface d'extrémité 1 0 du corps 4. Un buvard 23 de forme tubulaire, pouvant correspondre à la forme de la surface 1 0 du corps 4, et imprégné de cette solution d'acide phosphorique est présenté face à la plaque 7 et mis en contact avec cette plaque 7. La surface 12 en bordure de la plaque 7 est ainsi mouillée. On a un dépôt d'une pellicule d'acide phosphorique 30 sur la surface 12 en bordure de la plaque de nickel électro-déposé 7 et cette pellicule 30 est représentée à la figure 10.
Une application d'une couche d'étain 1 1 peut être effectuée sur au moins une des surfaces mouillées. Selon un mode préférentiel de réalisation, en référence à la figure 8, le corps 4 peut être trempé dans un bain d'étain 22 pour former une couche d'étain 1 1 sur a surface 10 préalablement mouillée. Ensuite, le corps 4 peut être nettoyé pour supprimer l'étain en dehors des surfaces d'accrochage car l'étain adhère principalement sur les zones qui ont été mouillées avec la solution d'acide phosphorique.
Sur la figure 1 0, on a représenté la mise en contact des deux surfaces à lier de la plaque 7 et du corps 4.
Puis en référence à la figure 1 1 , on a représenté le chauffage de la zone de contact à une température supérieure à 250°C afin de terminer la soudure à l'étain.
Selon un aspect complémentaire du procédé, le couvercle 14 peut être fixé sur une pièce de type tubulaire 9 par une soudure à l'étain selon le mode opératoire défini précédemment.
Ainsi en référence à la figure 2, on a représenté une étape de mouillage de la surface circonférentielle 24 d'extrémité de la pièce de type tubulaire 9. Un buvard 21 imprégné de la solution d'acide phosphorique est présenté et mis en contact avec la surface 24 de la pièce de type tubulaire 9. On a ainsi une pellicule d'acide phosphorique 30 sur la surface 24, telle que représentée à la figure 4.
Sur la figure 3, on a représenté une étape de réalisation du mouillage de la surface 25 du couvercle 14 qui est destiné à être en regard de la surface d'extrémité 24 de la pièce de type tubulaire 9. Un buvard 23 de forme tubulaire, pouvant correspondre à la forme de la surface 24 de la pièce de type tubulaire 9, et imprégné de cette solution d'acide phosphorique est présenté face au couvercle 14 et mis en contact avec le couvercle 14. On a ainsi une pellicule d'acide phosphorique 30 sur la surface 25 telle que représentée sur la figure 5.
Une application d'une couche d'étain 26 peut être effectuée sur au moins une des surfaces mouillées 24 et 25. Selon un mode préférentiel de réalisation et en référence à la figure 4, la pièce de type tubulaire 9 peut être trempée dans un bain d'étain 22 pour former une couche d'étain sur la surface préalablement mouillée. Ensuite, la pièce de type tubulaire 9 peut être nettoyée pour supprimer l'étain en dehors des surfaces d'accrochage.
Sur la figure 5, on a représenté la mise en contact des surfaces du couvercle 14 et de la pièce de type tubulaire 9.
Sur la figure 6, on a représenté le chauffage de la zone de contact de la pièce tubulaire et du couvercle à une température supérieure à 250°C afin de terminer la soudure à l'étain.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations présentés. En exemple, le système de génération de surpression peut être un buzzer distinct du couvercle. Il est alors rapporté et fixé sur le couvercle 14 du corps 4.
Le dispositif permet l'éjection de liquide sous forme de micro-gouttes, dont la viscosité et la tension de surface peuvent varier dans une large gamme. Les trous 8 définis sur la plaque formée par électrodéposition de nickel restent en permanence remplis de liquide empêchant par ce fait l'entrée d'air dans la chambre. A la pression atmosphérique, la tension de surface du liquide contenu dans les trous 8 empêchent un écoulement et une fuite du liquide. Ce dispositif peut servir comme diffuseur de parfums d'atmosphère et/ou de brumisateur dans les habitacles de véhicules automobiles. Pour ce type d'application, la plaque formée de nickel électro- déposé comporte, sur une surface de l'ordre de 2x2 mm2, environ 400 trous de diamètre moyen de l'ordre de 5μιτι. La fréquence du buzzer associé peut être de l'ordre de 2Khz, ce qui provoque une éjection de parfum d'atmosphère avec un débit de l'ordre de 0, 1 mm3 par seconde.
Il peut également dans un autre exemple servir d'injecteur pompe. On peut utiliser ces injecteurs par exemple lors des phases de démarrage de véhicules fonctionnant à l'éthanol pour aider à l'injection du carburant éthanol dans la chambre de combustion. Pour ce type d'application, les diamètres moyens des trous sont de l'ordre de 1 0μιτι, les autres paramètres restent du même ordre.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif (1 ) d'éjection d'un liquide (2) sous forme de micro-gouttes (3), qui comporte un corps (4) creux dont le creux définit une chambre (5) ouverte qui est destinée à recevoir le liquide ; une plaque (7) constituée de nickel électro-déposé et coopérant avec le corps (4) en acier inoxydable pour refermer la chambre (5), et définissant des trous (8) d'éjection du liquide (2) ; et un moyen pour générer une surpression dans la chambre (5) pour éjecter le liquide (2) par les trous (8), caractérisé en ce que une surface de la plaque (7) de nickel électro-déposé est fixée sur une surface (1 0) du corps (4) par une soudure (1 1 ) à l'étain avec un dépôt préalable d'une pellicule d'acide phosphorique sur lesdites surfaces.
2. Dispositif d'éjection selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le corps (4) est constitué d'une pièce de type tubulaire (9) et d'un couvercle (14) qui referme une extrémité de la pièce de type tubulaire (9).
3. Dispositif d'éjection selon la revendication 2, caractérisé en ce que le couvercle (14) est déformable et forme partie du moyen pour générer une surpression pour transmettre la surpression au liquide (2) contenu dans la chambre (5).
4. Dispositif d'éjection selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen pour générer une surpression comporte un buzzer constitué du couvercle (14) qui forme une première électrode, d'une seconde électrode (16) et d'une couche de céramique piézo-électrique (15) interposée entre ce couvercle (14) et la seconde électrode (1 6).
5. Dispositif d'éjection selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de commande du buzzer, ledit moyen étant relié aux deux électrodes (14, 1 6).
6. Dispositif d'éjection selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le couvercle (14) est en acier inoxydable et est fixé à la pièce de type tubulaire (9) par une soudure (1 7).
7. Dispositif d'éjection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit (20) d'alimentation du liquide (2) dans la chambre (5) par un orifice (6) d'alimentation défini dans le corps (4).
8. Procédé de fabrication du dispositif d'éjection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mouillage des surfaces à assembler du corps (4) et de la plaque (7) avec une solution à base d'acide phosphorique, amenant un dépôt d'une pellicule d'acide phosphorique sur lesdites surfaces, suivie d'une étape de soudage du corps (4) avec la plaque de nickel électro-déposé (7) avec un apport d'étain (1 1 ).
9. Procédé de fabrication du dispositif d'éjection selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'application d'une couche d'étain (1 1 ) sur au moins une des deux surfaces (10,12) à assembler.
1 0. Procédé de fabrication du dispositif d'éjection selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise en contact des surfaces à lier du corps (4) et de la plaque (7), cette étape étant suivie d'une étape de chauffage de la zone de contact des surfaces (1 0, 12) à lier.
PCT/FR2011/051884 2010-08-09 2011-08-08 Dispositif d'ejection de liquide sous forme de microgouttes WO2012020197A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1056514 2010-08-09
FR1056514A FR2963575B1 (fr) 2010-08-09 2010-08-09 Dispositif d'ejection de liquide sous forme de microgouttes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012020197A1 true WO2012020197A1 (fr) 2012-02-16

Family

ID=43536618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2011/051884 WO2012020197A1 (fr) 2010-08-09 2011-08-08 Dispositif d'ejection de liquide sous forme de microgouttes

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2963575B1 (fr)
WO (1) WO2012020197A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4568395A (en) * 1985-05-10 1986-02-04 Nabhani Abdol R Precleaner system and soldering flux
FR2868966A1 (fr) 2004-04-19 2005-10-21 Brice Lopez Dispositif de production de micro-gouttes par ejection de liquide et procede de realisation d'un tel dispositif
EP2130611A1 (fr) * 2008-06-03 2009-12-09 Microflow Engineering SA Dispositif de distribution de gouttelettes d'un liquide volatile
US20100044460A1 (en) * 2006-11-14 2010-02-25 Jean-Denis Sauzade Ultrasound liquid atomizer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4568395A (en) * 1985-05-10 1986-02-04 Nabhani Abdol R Precleaner system and soldering flux
FR2868966A1 (fr) 2004-04-19 2005-10-21 Brice Lopez Dispositif de production de micro-gouttes par ejection de liquide et procede de realisation d'un tel dispositif
US20100044460A1 (en) * 2006-11-14 2010-02-25 Jean-Denis Sauzade Ultrasound liquid atomizer
EP2130611A1 (fr) * 2008-06-03 2009-12-09 Microflow Engineering SA Dispositif de distribution de gouttelettes d'un liquide volatile

Also Published As

Publication number Publication date
FR2963575B1 (fr) 2015-07-17
FR2963575A1 (fr) 2012-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2942031A1 (fr) Element de passage forme avec tige de contact soudee a l'interieur
FR3004368A1 (fr) Brasage sans outillage
CH689836A5 (fr) Micropompe.
FR2691404A1 (fr) Tête d'impression à encre électrothermique à plusieurs couches.
FR2929861A1 (fr) Cartouche pour dispositif de pulverisation piezoelectrique et appareil de pulverisation associe.
EP3058210B1 (fr) Chambre de propulsion pour fusée et procédé de fabrication d'une telle chambre
EP3707074B1 (fr) Procédé de fabrication de panneau structural et/ou acoustique pour nacelle d'ensemble propulsif d'aéronef, et dispositif s'y rapportant
WO2017140817A1 (fr) Gicleur d'huile de fabrication simplifiee
WO2012020197A1 (fr) Dispositif d'ejection de liquide sous forme de microgouttes
EP0056759B1 (fr) Dispositif d'alimentation et d'évacuation d'électrolyte liquide pour électrolyseur du type filtre-presse
EP0993930B1 (fr) Procédé de fabrication d'un élément constitué d'un support et d'une membrane qui y est soudée, en particulier d'un bouchon de paillette, et ensemble membrane-support obtenu par ce procédé
FR2706948A1 (fr)
FR2598559A1 (fr) Bac pour cellule electrochimique comportant un tube en beta-alumine
EP3035411A1 (fr) Procede de connexion dans un accumulateur et accumulateur ainsi connecte
FR2747960A1 (fr) Dispositif a buse(s) pour imprimante a jet d'encre protege(s) de la pollution par un traitement de non-mouillabilite et procede de fabritcation
FR3008015A1 (fr) Appareil de distribution et de repartition de brasure sans flux, sur un substrat
EP3959063B1 (fr) Tete d'extrusion pour fabrication additive, systeme et procede de fabrication additive
FR2987287A1 (fr) Procede de fabrication d'une piece metallique a symetrie de revolution, notamment pour turboreacteur d'aeronef
FR3031055A1 (fr) Dispositif d'electro-hydroformage
FR3089832A1 (fr) Dispositif pour la fabrication générative d’une pièce tridimensionnelle en métal fondu contenant de l’aluminium
FR3089435A1 (fr) Procédé de nettoyage d’une pièce fabriquée par un procédé de fabrication additive avec au moins un bouchon et un changement de phase d’un produit de nettoyage.
FR2731180A1 (fr) Tete d'enregistrement a jet d'encre, imprimante munie de cette tete et procede de fabrication de cette tete
WO2015071835A1 (fr) Dispositif de traversée notamment pour système d'implant médical et procède de réalisation
FR2536013A1 (fr) Procede de fabrication d'une imprimante par jet d'encre
WO1996025619A1 (fr) Procede et dispositif de raccordement etanche entre un organe mecanique et la paroi en verre d'un composant

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11755402

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11755402

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1