Buse de sablage. Dans les installations de sablage, la sor tie du mélange d'air ou autre fluide com primé et: d'abrasif a lieu par la buse, dans laquelle ce mélange, par suite de 1a réduction de section du passage, atteint la vitesse maxi mum capable de lui être donnée par la source d'air ou autre fluide comprimé.
Le:, buses ont intérieurement la forme d'un tube dont l'orifice d'entrée est la base d'un tronc de cône convergent qui se raccorde un alésage cylindrique régn à ant jusqu'à. l'orifice de sortie; il existe également des buses à alésage de section transversale uni forme sur toute leur longueur, ainsi que des buses légèrement tronconiques.
Les proportions du cône convergent et l'a. longueur de l'alésage des buses par rapport ;, leur diamètre ne sont pas déterminées, ce qui explique la, diversité des modèles de buses pour un diamètre donné.
Dans l'installation de .sablage, l'a buse est l'organe où se fait sentir l'action érosive de l'abrasif avec le plus de violence. La rapi dité de l'usure de l'a buse varie suivant le genre d'abrasif employé et elle augmente avec la pression du fluide. comprimé utilisé. L'usure la plus faible se produit à l'orifice d'entrée, car la. divergence naturelle du jet d'abrasif ne commence à produire avec puis sance son effet érosif qu'en aval.
On donne -à l'alésage des buses une forme cylindrique pour prolonger au maximum leur durée, mais la. forme cylindrique gêne les grains d'abrasif dans leur trajet et crée une perte de charge; au fur et à mesure que l'usure forme<B>la</B> cône divergent, le rendement commence par s'améliorer, car la perte de charge diminue. Toutefois, lorsque la. diver gence du cône atteint environ 3 , le fluide comprimé est trop détendu pour donner assez de puissance au jet d'abrasif à moins qu'une faible projection soit suffisante.
Une buse en fonte aciérée de, 100 mm de longueur et 6 mm de diamètre, utilisée sous une pression de 3 kg/cm, est usée en une heure environ, car elle forme alors un cône divergent dont les orifices ont des diamètres approximatifs de 7 et 12 mm respectivement, ce qui représente l'enlèvement par frottement de 40 g de fonte environ.
A dimensions et pressions égales, une buse en carbure de tungstène dure 700 heures et une buoe en carbure de bore 2000 heures, ce qui économise du temps pour changer les buses, mais la, perte de charge subsiste pen dant une grande partie de la durée de oer- vice par suite du peu de divergence que pren nent ces buses malgré l'action érosive du jet d'abrasif.
Le demandeur s'est proposé de réaliser une buse nécessitant moins de matière et plus durable.
Gomme la buse est tenue à une certaine distance de l'ouvrage à sabler et que le jet d'abrasif, dès la sortie de la buse, prend la forme d'un cône divergent de 3 à. $ , suivant la pression de l'air comprimé et l'usure de la buse; il a pensé qu'il était possible d'aug menter brusquement le diamètre intérieur de la. buse à partir du col ou petite base du cône d'entrée, de façon à réduire l'usure et à aug menter la durée de la buse, sans affecter la puissance- du jet d'une façon prohibitive, malgré le décollement que l'on pouvait crain dre des filets -d'air le long de l'alésage de la buse, entre le col et l'orifice de sortie.
Or, contrairement à toute attente, il s'est avéré que cette forme, non seulement n'affec tait pas la puissance du jet, mais que celle-ci, à consommation égale d'air comprimé, se trouvait augmentée de 15 % au moins par rapport aux buses. de profil connu, la brus que augmentation de section immédiatement après le col paraissant exercer un effet favo rable sur la puissance du jet.
L'invention consiste donc en une buse -de sablage comportant un cône d'entrée conver gent, suivi d'une partie aval qui peut être cylindrique ou conique se raccordant au cône d'entrée par une brusque augmentation de sec tion immédiatement en aval du col.
De nombreuses buses . de cette nouvelle forme, ayant diverses dimensions et propor- Lions et essayées dans les mêmes conditions, ont confirmé à chaque essai l'augmentation de rendement susindiquée de 15 % au minimum.
L'explication théorique @de ce fait expéri mental -est probablement la suivante: le jet d'abrasif;
après avoir franchi le col, où il acquiert son maximum de vitesse, débouche dans un conduit dont les formes et dimension, lui permettent un écoulement en parfaite liberté, alors que dans- les buses classiques, le jet ne pouvant pas diverger, des grains d'abra sif frottent sur la paroi du conduit et perdent de la vitesse, ce qui se traduit par une dimi nution de- puissance ou perte de charge.
La buse suivant l'invention a . en outre, comme le demandeur le recherchait, une usure sensiblement moindre que les buses classiques. En construisant cette buse en matériaux très durs, tels que le carbure de tungstène ou de bore, l'usure réduite de la buse permet de bé- néficier de cet avantage pendant toute la du rée du service, laquelle se trouve notablement augmentée.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, différentes -formes de réalisation de l'in vention.
Les fig.1 à 4 sont. des -coupes .axiales de différents types de buses suivant l'invention. Les fig. 5 à 7 montrent .différents types d'embouts, et les fig. 8 à 11 montrent différents types d'ajutages d'entrée.
En se référant à la fig. 1, on voit que la buse 1 comporte intérieurement un cône d'en trée convergent 2, dont l'angle :d'ouverture a est de 27 à 35 -et aboutit .à un col d'un dia mètre d. Ce col est suivi d'une brusque aug mentation de section, le diamètre passant à D. L'alésage d'aval 3 peut être cylindrique ou légèrement convergent ou divergent. Sa lon gueur<I>L</I> est égale à 8 à 10<I>d</I> et le diamètre de sortie est égal à 1,2 à 1,4 d.
On a représenté en 4 l'épaulement d'ap pui d'une bague de raccordement usuelle pour la fixation de la buse sur le pistolet.
Dans l'exemple -de la fig. 2, la. buse se com pose -d'un corps 5 en acier et d'un chemisage 6 en carbure de tungstène ou de bore, ou autre matière dure, reliée au corps par une couche de plomb. La forme intérieure du chemisage est celle décrite en se référant à la fig. 1.
Dans l'exemple de la fig. 3, la buse est en deux parties, un ajutage 8 et un embout 9. l'ajutage 8 pouvant être seul en matériau très dur et l'embout 9 en acier. Après usure, il peut être remplacé facilement ou retourné bout pour bout (l'usure ayant pour effet de l'évaser vers la sortie sans affecter le diamètre D prés du col lequel, après retournement, devient le diamètre de sortie de la buse).
La fig. 4 montre un mode d'assemblage -des ,éléments -à l'aide, d'une bague-raccord 10 se vissant, d'une part, sur l'embout 9 et, d'autre part, sur un épanouissement 11 du pistolet 1? dans lequel se loge l'ajutage en matériau dur 8.
Il peut être utile, pour redonner .de la vi tesse au jet d'air, de donner à l'embout une certaine conicité; comme représenté à la fig. 5, -lei cas il est préférable de chemiser la <B>f</B> fluq' buse avec une matière dure.
On peut aussi (fig. 6) disposer à, cet effet, vers la sortie de la buse, une bague à coni- cité convergente en matière dure 13. On peut encore (fi-. 7) disposer une ou plusieurs ba gues de ce genre, telles que 14, en des points intermédiaires de la longueur de la. buse, ser rées chacune dans une cuvette 15 se vissant sur un élément 16 de l'embout.
Les diamètres minima des parties coniques vont en augmentant de l'amont vers l'aval, le diamètre .du col étant toujours le plus petit.
Les fig. 8 à 11 montrent diverses formes d'ajutage 8; celle de la fig. 8 comporte un court cône divergent de sortie 17, celle de la . <B>fi-.</B> 9 une surface de révolution concave 18 et celle de la fig. 10 une surface de révolu tion convexe 19 remplaçant le cône 17 de la fig. 8; celle de la fig. 11 enfin comporte une courte partie cylindrique 20.
Les indications données ci-dessus sur les formes et proportions sont celles qui corres pondent au fonctionnement optimum avec un pistolet fonctionnant par aspiration, et des buses destinées à être utilisées avec des sa bleuses fonctionnant par pression toléreraient d'assez importants écarts en dehors des limites indiquées. Il est préférable cependant d'obser ver celles-ci pour pouvoir utiliser la même buse indifféremment sur les deux classes de sableuses.
Sandblasting nozzle. In sandblasting installations, the mixture of air or other compressed fluid and abrasive exits through the nozzle, in which this mixture, due to the reduction in the section of the passage, reaches the maximum speed. capable of being given to it by the source of air or other compressed fluid.
The :, nozzles have internally the shape of a tube whose inlet is the base of a converging truncated cone which connects a cylindrical bore reign to ant until. the outlet port; there are also nozzles with a bore of uniform cross section along their entire length, as well as slightly frustoconical nozzles.
The proportions of the cone converge and a. length of the bore of the nozzles in relation; their diameter is not determined, which explains the diversity of nozzle models for a given diameter.
In the sandblasting installation, the nozzle is the organ where the erosive action of the abrasive is felt most violently. The rate of wear of the nozzle varies with the type of abrasive employed and increases with fluid pressure. tablet used. The least wear occurs at the inlet port because the. the natural divergence of the abrasive jet does not begin to produce its erosive effect with force until downstream.
The bore of the nozzles is given a cylindrical shape in order to prolong their duration as much as possible, but the. cylindrical shape hinders the abrasive grains in their path and creates a pressure drop; As the wear forms <B> the </B> cone diverge, the efficiency begins to improve, as the pressure drop decreases. However, when the. divergence of the cone reaches about 3, the compressed fluid is too relaxed to give enough power to the abrasive jet unless a small projection is sufficient.
A steel nozzle, 100 mm long and 6 mm in diameter, used at a pressure of 3 kg / cm, is worn out in about an hour, as it then forms a diverging cone, the orifices of which have approximate diameters of 7 and 12 mm respectively, which represents the frictional removal of about 40 g of cast iron.
At equal dimensions and pressures, a tungsten carbide nozzle lasts 700 hours and a boron carbide nozzle 2000 hours, which saves time to change the nozzles, but the pressure drop remains for a large part of the time. of operation due to the little divergence that these nozzles take despite the erosive action of the abrasive jet.
The applicant has proposed to produce a nozzle requiring less material and more durable.
As the nozzle is held at a certain distance from the work to be sanded and the jet of abrasive, as soon as it leaves the nozzle, takes the form of a cone diverging from 3 to. $, depending on the pressure of the compressed air and the wear of the nozzle; he thought that it was possible to suddenly increase the internal diameter of the. nozzle from the neck or small base of the inlet cone, so as to reduce wear and increase the life of the nozzle, without affecting the power of the jet in a prohibitive manner, despite the detachment that the air streams could be created along the nozzle bore, between the neck and the outlet.
However, contrary to all expectations, it turned out that this form not only did not affect the power of the jet, but that the latter, with equal consumption of compressed air, was increased by at least 15%. compared to the nozzles. of known profile, the sudden increase in section immediately after the neck appears to exert a favorable effect on the power of the jet.
The invention therefore consists of a sandblasting nozzle comprising a convergent inlet cone, followed by a downstream part which may be cylindrical or conical connecting to the inlet cone by a sudden increase in section immediately downstream of the collar.
Many nozzles. of this new shape, having various dimensions and proportions and tested under the same conditions, confirmed at each test the above-mentioned increase in efficiency of at least 15%.
The theoretical explanation of this experiential fact is probably as follows: the abrasive blast;
after having crossed the neck, where it acquires its maximum speed, opens into a duct whose shapes and dimensions allow it a flow in perfect freedom, while in the conventional nozzles, the jet not being able to diverge, grains of Abrasives rub against the wall of the duct and lose speed, which results in a reduction in power or pressure drop.
The nozzle according to the invention a. in addition, as the applicant sought, significantly less wear than conventional nozzles. By constructing this nozzle from very hard materials, such as tungsten or boron carbide, the reduced wear of the nozzle enables this advantage to be enjoyed throughout the life of service, which is considerably increased.
The accompanying drawing shows, by way of example, different embodiments of the invention.
Figs. 1 to 4 are. -Cuts .axial of different types of nozzles according to the invention. Figs. 5 to 7 show .different types of end caps, and fig. 8 to 11 show different types of inlet nozzles.
Referring to fig. 1, it can be seen that the nozzle 1 internally has a converging inlet cone 2, the opening angle of which a is from 27 to 35 -and leads to a neck of a diameter d. This neck is followed by a sudden increase in section, the diameter passing to D. The downstream bore 3 may be cylindrical or slightly converging or diverging. Its length <I> L </I> is equal to 8 to 10 <I> d </I> and the outlet diameter is equal to 1.2 to 1.4 d.
4 shows the support shoulder of a usual connecting ring for fixing the nozzle to the gun.
In the example of FIG. 2, the. Nozzle consists of a body 5 of steel and a liner 6 of tungsten or boron carbide, or other hard material, connected to the body by a layer of lead. The internal shape of the liner is that described with reference to FIG. 1.
In the example of FIG. 3, the nozzle is in two parts, a nozzle 8 and a nozzle 9. the nozzle 8 can be alone in very hard material and the nozzle 9 in steel. After wear, it can be easily replaced or turned end to end (the wear having the effect of flaring it towards the outlet without affecting the diameter D near the neck which, after turning, becomes the outlet diameter of the nozzle).
Fig. 4 shows a method of assembly -of the elements -with the aid of a connection ring 10 screwed, on the one hand, on the nozzle 9 and, on the other hand, on a spreading 11 of the gun 1? in which is housed the nozzle made of hard material 8.
It may be useful, to restore speed to the air jet, to give the nozzle a certain taper; as shown in fig. 5, -lei case it is preferable to line the <B> f </B> fluq 'nozzle with a hard material.
It is also possible (fig. 6) to place for this purpose, towards the outlet of the nozzle, a ring with converging taper of hard material 13. It is also possible (fig. 7) to place one or more batches of this kind, such as 14, at intermediate points along the length of the. nozzle, each tightened in a bowl 15 which is screwed onto an element 16 of the nozzle.
The minimum diameters of the conical parts increase from upstream to downstream, the diameter of the neck always being the smallest.
Figs. 8 to 11 show various forms of nozzle 8; that of FIG. 8 has a short diverging cone output 17, that of the. <B> fi-. </B> 9 a concave surface of revolution 18 and that of FIG. 10 a convex surface of revolution 19 replacing the cone 17 of FIG. 8; that of FIG. 11 finally has a short cylindrical part 20.
The indications given above on the forms and proportions are those which correspond to the optimum operation with a gun operating by suction, and nozzles intended for use with blowers operating by pressure would tolerate quite large deviations outside the limits. indicated. However, it is preferable to observe them in order to be able to use the same nozzle indifferently on the two classes of sandblasting machines.