Micro-pulvérisation

Je vous ai déjà parlé de brumisation, ici c’est de micro-pulvérisation dont il est question. Cette technique est essentiellement utilisée dans de petite installation d’usinage. Pour résumé, une photo vaut mieux que de longs discours.

micro-pulvérisation
usinages divers

Pulvérisation, micro-pulvérisation, brumisation, nébulisation, pour mieux comprendre ces termes, voici un article qui peut vous guider.

Avec Patrick, nous avons vendu, il y a une dizaine d’années, quelques systèmes complets autonomes de micro-pulvérisation, c’est-à-dire un ensemble comprenant : une buse, un concentrateur, un réservoir de lubrifiant et un compresseur. Encore une fois une photo vaut mieux que du blabla.

micro-pulvérisation, produit pr'et à l'emploi

Description du système

Comme nous avons stoppé toutes activités professionnelles, une description détaillée du produit pourra peut-être aider quelqu’un à construire son système. Voilà le vrai but de cet article.

Internet regorge de dispositifs pour la lubrification lors d’usinage, dont peut-être le plus connu est celui de Microlube. Mais beaucoup d’autres sont disponibles comme : Molydal, Lubtool, Unist, etc. N’oubliez pas, la solution de la « bombe spray » pour des travaux sporadiques .

Le système que nous avions développé avait l’avantage de la simplicité et de la basse pression, donc facilement bricolable. Marche/arrêt du dispositif de micro-pulvérisation : on/off avec l’interrupteur du compresseur. Un inconvénient est la sensibilité de la buse, j’y reviendrai plus loin sur ce point.

Principe général

micro-pulvérisation, principe de la buse

Ce système de micro-pulvérisation était vendu sous le nom de « Venturi-Spray ».

La basse pression d’air permet d’obtenir un fin jet de produit, dans notre cas, c’est du lubrifiant, une émulsion d’huile.

Le mélange produit/air est formé dans la buse, juste avant son expulsion.

C’est par un pseudo-effet venturi que le spray (le mélange produit/air) est fabriqué puis propulsé vers l’extérieur. Vous avez bien sûr remarqué, l’originalité dans le nom de nos produits ☺.

Le matériel

L’air comprimé (le compresseur)

Pour l’air comprimé, deux possibilités : soit vous en avez à disposition, dans ce cas un simple manodétendeur sera nécessaire, soit vous devez avoir un compresseur. Le système fonctionne à basse pression (inférieur à 1.5 bar), donc un compresseur d’aréographie est suffisant.

Voilà, par exemple, le système que nous avions utilisé, du « made in China » bruyant, mais sans problème. Vous trouverez facilement un modèle équivalent.

Le point à savoir : c’est qu’il faut modifier la sortie d’air pour avoir un raccord air comprimé un peu standard, nous utilisions du tuyau de 4mm, si ma mémoire est bonne.

Caractéristique du compresseur d'air

Exemples de système de raccord pour le tuyau d’air comprimé, c’est selon usage et l’envie.

raccord air comprimé
raccord air comprimé

Le concentrateur

C’est un mot bien pompeux pour combiner les deux tuyaux d’arrivée (air et produit) pour qu’ils repartent vers la buse en « un seul » tuyau apparent. Le côté pratique saute tout de suite aux yeux, c’est une légère complication pour une meilleure souplesse d’utilisation. C’est un élément non indispensable au bon fonctionnement d’un système basse pression. Pour certains clients et/ou installations, nous proposions des systèmes à deux tuyaux séparés arrivant à la buse.

Schéma pour la combinaison des tuyau

Le lubrifiant

A l’époque, pour une utilisation générale, nous recommandions les émulsions « Blaser« , on prêche pour sa région ☺. Le produit Vascomill MMS est lui plus orienté micro-pulvérisation, mais relativement cher, si ma mémoire est bonne. Voici ce que l’on proposait comme lubrifiant.

La buse assemblée

C’est l’élément le plus délicat du système. Nous proposions deux types de buse, une modulable et réglable (image ci-dessous) et celle pour le petit système compact que je vous décris. Ces buses procédaient du même principe: aspiration (pseudo-Venturi), mélange et projection.

La buse a trois buts :

  • aspirer le produit lubrifiant
  • mélanger l’émulsion lubrifiante et l’air comprimé
  • projeter le mélange sous forme de « brouillard »
Buse standard Venturi-Spray
buse Venturi-Spray standard

Ce qui suit n’est valable que pour la buse du petit système compact de micro-pulvérisation.

Pour aspirer l’émulsion, on utilise les différences de pression (atmosphérique et pseudo-Venturi) pour tirer le produit, il est donc nécessaire que le réservoir d’émulsion ne soit pas trop bas par rapport à la buse, sinon impossible d’avoir du produit en sortie de buse. Ensuite l’aspiration doit être bien amorcée et suffisante pour tirer le produit, je ne vous cache pas que la réussite du fonctionnement du dispositif dépend presque entièrement de ce point.

Pour avoir un maximum de chance d’obtenir une bonne aspiration d’émulsion, il est nécessaire :

  • Une parfaite étanchéité du circuit d’aspiration
  • Évitez, autant que faire se peut, les pertes de charges (avoir peu d’étranglement)
  • Si vous mettez une crépine (ce que je vous recommande) assurez vous qu’elle ne freine que très peu le passage de l’émulsion.
  • Limitez au mieux la hauteur d’aspiration. Ne mettez pas le réservoir du produit plus haut que la sortie de la buse, il y a un risque de siphonnage.

Cette buse composée de trois éléments mécaniques principaux (couvercle, buse,interface) et d’une douille. La position de la « buse » par rapport au « couvercle » permet de fixer l’espace d’aspiration et de mélange, c’est le point délicat, cette distance (buse-couvercle) permettant de créer l’effet recherché.

Voici le dessin d’ensemble de la buse :

micro-pulvérisation, coupe buse assemblée

Je n’ai plus que les dessins de détail de la buse et du couvercle, je vous mets également les dessins 3D au format stp. Buse.zip

Fonctionnement probable de la buse

Ce qui suit est une explication possible du fonctionnement de cette buse, mais c’est sans garantie de pertinence.

Rôle du canal de sortie du couvercle :
On parle de la longueur L et du diamètre C. le but c’est de « calmer » l’écoulement du mélange air/émulsion afin d’obtenir un jet pas trop divergent. Si L est très long, pertes de charges importantes. Si trop court jet, divergent en sortie. Le diamètre C doit être plus grand que le diamètre B de la buse.

La surface S : C’est une surface annulaire qui permet de séparer la zone 1 de la zone 3.

micro-pulvérisation, coupe buse

Le cheminement de l’air comprimé :
L’air comprimé en 2, environ 1,5 bars au-dessus de la pression atmosphérique, va sortir en zone 3 qui sera en dépression (en dessous de la pression atmosphérique) par effet Venturi (dépression dû à la vitesse de l’air), puis il s’engouffrera dans le canal pour sortir à l’air libre en zone 4

Comment est aspirée l’émulsion ?
Par deux phénomènes, la dépression en zone 3 et par frottement du jet d’air. La zone 1 est environ à la pression atmosphérique (en fait c’est seulement dans le réservoir d’émulsion), mais certainement à une pression supérieure à la zone 3. Par la combinaison dépression/frottement, l’émulsion est attirée hors du réservoir, c’est pourquoi je parle de « pseudo-effet Venturi ».
On constate facilement que la dimension de la surface S définie aussi bien l’effet Venturi que le frottement d’embarquement.
– Grande surface (bout de la buse éloignée du canal du couvercle) l’air comprimé ne va pas seulement sortir par le canal du « couvercle » mais remonter et sortir dans le réservoir d’émulsion.
– Trop petite le passage de l’émulsion de 1 en 3 devient trop difficile.

Un croquis final pour tenter d’expliquer mon idée du fonctionnement de cette micro-pulvérisation.

micro-pulvérisation, principe

Quelques remarques générales

Je n’ai plus rien en stock et il y a longtemps que je ne m’occupe plus de ce genre de produit.

Pris dans le tourbillon de l’activité de fabriquer et vendre nos produits, je n’ai jamais réussi à bien définir les caractéristiques que devaient avoir la « buse » et le « couvercle ». Nous avions un gros déchet de pièces et nous devions apparier les pièces (environ 30% de réussite), contrairement aux buses standards (icône de notre site web). Dans ce cas c’était simple, on « forçait », une fois, les deux pièces l’une contre et … « roule ma poule », tout fonctionnait sans soucis ☺. Maintenant que je pourrais trouver le fin mot de l’histoire, c’est l’accès à un atelier mécanique que je n’ai plus.

Souvenirs

C’est plus pour moi que pour vous, la page web de notre site et un système de micro-pulvérisation prêt à l’expédition.