"PROCEDE ET DISPOSITIF DE PROJECTION DE MATIERE PULVERULENTE DANS UN GAZ PORTEUR"

La présente invention se rapporte à un procédé de projection d'une matière pulvérulente dans un gaz porteur présentant un débit global, ledit procédé comprenant :

- un écoulement dudit gaz porteur sous pression,

- une accélération dudit gaz porteur sous pression jusqu'à une vitesse sonique,

- une détente dudit gaz porteur sous pression avec formation d'une zone de dépression présentant une valeur inférieure à ladite pression d'écoulement du gaz porteur et un entraînement d'une quantité de ladite matière pulvérulente par ledit gaz porteur détendu, et

- une projection de ladite matière pulvérulente entraînée par ledit gaz porteur. Un tel procédé est par exemple connu du document

US-6.402.050 qui décrit des appareils de pulvérisation dynamique de matériaux pulvérulents par des gaz dans le domaine d'application de la production de revêtements par exemple anticorrosion ou réfléchissant pour des surfaces usinées. Ce document décrit l'utilisation d'un col sonique avec un rapport particulier des surfaces de section transversale entre la tuyère sonique et l'alimentation en matière pulvérulente, afin de maintenir une pression inférieure à la pression atmosphérique pour assurer le transport de la poudre par un flux d'air à la pression atmosphérique. Ce document ne divulgue pas que la tuyère de type sonique permet d'obtenir un débit de matière pulvérulente constant.

Pourtant, dans le domaine de la réparation de parois réfractaires de four par projection à la flamme, du gunitage, de la soudure céramique ou projection réactive, la reproductibilité d'un procédé de projection de matière pulvérulente et tous les réglages qui y sont afférents comme ceux de la quantité de matière pulvérulente, de la vitesse de projection, de la force de l'impact, etc. sont directement influencés de manière néfaste par un débit de gaz porteur variable non reproductible.

Bien entendu, on connaît des dispositifs qui comprennent un débitmètre qui commande, via un régulateur, une vanne pour obtenir un débit de gaz constant, mais de tels systèmes sont complexes à mettre en œuvre et demandent des éléments dont les prix d'achat et de fonctionnement sont une fonction directe de la précision. Dès lors, ces systèmes sont peu applicables, sans parler du fait que la précision finale (probablement due à la séquence des éléments) laisse souvent à désirer. En outre, certains procédés connus dans le domaine de la réparation par projection de matière pulvérulente comprennent un ajustement de la quantité de matière pulvérulente entraînée au moyen d'une vis sans fin ou d'un plateau tournant à déversement mais l'utilisation de tels dispositifs d'entraînement requiert l'utilisation de moteurs électriques, ce qui est peu compatible avec l'utilisation d'un gaz porteur et réactif (par exemple l'oxygène) avec au moins un élément de ladite matière pulvérulente.

Pour pouvoir utiliser de manière sûre ces moteurs électriques, il faudrait utiliser un gaz inerte comme par exemple l'azote, ce qui n'est pas compatible avec le procédé selon l'invention car le gaz porteur doit être réactif avec un élément de la matière pulvérulente et demande dans tous les cas une alimentation supplémentaire en azote, ce qui rend le procédé moins flexible.

L'invention a donc pour but de pallier ces inconvénients en procurant un procédé dans lequel le débit de matière pulvérulente est ajustable et reproductible sans affecter le débit du gaz porteur.

A cette fin, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un réglage de ladite pression inférieure, qui existe dans la zone de dépression par dérivation ou non, avant la détente, d'une quantité ajustable dudit gaz porteur ayant été accéléré pour réintroduire ladite quantité ajustable dans la zone de dépression susdite sans modification dudit débit, en particulier dans sa globalité.

La quantité de matière pulvérulente instantanée entraînée devrait être avantageusement optimalisée du point de vue de l'excellence du revêtement mais également du point de vue du coût de consommation de cette dernière. En amont de la canne ou lance de projection, il est donc important de pouvoir mélanger intimement la matière pulvérulente avec le gaz porteur et réactif en quantité ajustable. Dès lors, des contraintes dictent également la valeur de ce dernier paramètre.

Le procédé selon l'invention tel que décrit ci-dessus présente la souplesse voulue par rapport à un procédé classique utilisant un effet venturi. En effet, le procédé de projection suivant l'invention en comprenant une étape de réglage de ladite dépression par dérivation ou non, avant la détente d'une quantité ajustable de gaz porteur ayant été accéléré, permet, tout en ne modifiant rien au débit de sortie du gaz porteur, de modifier la valeur de la pression inférieure dans la zone de dépression, ce qui permet d'ajuster la quantité de matière pulvérulente entraînée.

Si la quantité de gaz porteur et réactif soutirée et réintroduite est importante, la valeur de la pression dans la zone de dépression sera plus proche de la pression de compression et la quantité de matière pulvérulente entraînée sera réduite. Par contre, si la quantité de gaz porteur et réactif soutirée et réintroduite est faible, la valeur de la pression dans la zone de dépression sera fortement abaissée par rapport à la valeur de la pression de compression susdite et une quantité de matière pulvérulente importante et proche de sa valeur maximale sera également entraînée. Si la quantité de gaz porteur dérivée est nulle, la valeur de la dépression est

maximale et présente la valeur la plus éloignée par rapport à la pression de compression que le procédé peut atteindre et la quantité maximale de matière pulvérulente est entraînée. Dès lors, la quantité de gaz porteur et réactif dérivée (c'est-à-dire soutirée et réintroduite) permet d'ajuster de manière particulièrement astucieuse la quantité de matière pulvérulente entraînée.

L'invention a donc permis de pallier au moins une partie des inconvénients de l'état de la technique en permettant d'ajuster à une valeur reproductible la quantité de matière pulvérulente entraînée tout en assurant un débit de gaz porteur qui est constant, garantissant ainsi une vitesse d'éjection constante. En effet, le résultat final, la reproductibilité et la qualité de la projection dépendent directement de ce débit de matière pulvérulente entraînée par ledit gaz porteur.

Un débit de gaz porteur optimal assure un transport optimal de la matière à projeter et puisque la projection est faite par l'intermédiaire d'une canne ou lance de projection, ayant une section de projection bien définie, la vitesse de projection pour une température donnée du gaz porteur sera donc conditionnée par le débit de ce gaz porteur.

Grâce à l'accélération jusqu'à la vitesse sonique, par exemple obtenue en créant une onde de choc dans un venturi, le blocage sonique établit un débit fixe qui n'est pas influencé par les variations de perte de charge dans le circuit aval. Dès lors, le débit de gaz porteur est devenu constant et la vitesse de projection conditionnée par ce débit constant est optimale. La vitesse optimale d'éjection ainsi obtenue dans le gaz porteur augmente considérablement la fiabilité et la reproductibilité du procédé de projection de matière pulvérulente selon l'invention.

Dans le domaine de la réparation des parois en matériau réfractaire des fours, des installations de traitement de verre, de cokeries, etc., le procédé selon l'invention peut être avantageusement appliqué dans un procédé de réparation par projection réactive qui consiste à projeter au

moyen d'un courant de gaz porteur sur une zone concernée, une matière pulvérulente (comprenant par exemple une charge réfractaire et de la poudre métallique), finement pulvérisée.

En effet, lorsqu'une paroi en matériau réfractaire présente des dégradations superficielles ou profondes, l'utilisateur doit les réparer le plus vite possible pour ne pas aggraver les dégradations étant donné les conditions intenses de fonctionnement.

Lors de l'opération de réparation par projection réactive, la qualité du revêtement obtenu sur la paroi généralement réfractaire, dépend de plusieurs paramètres dont notamment la température du support et la vitesse de projection.

Dans ce type de procédé, le gaz porteur peut également être avantageusement un gaz réactif avec au moins un des éléments de la matière pulvérulente et, au contact de la paroi chaude, le mélange réagit spontanément et une série de réactions chimiques conduit à la formation d'un matériau réfractaire homogène, adhérent, dont les caractéristiques sont compatibles avec celles du support traité.

La vitesse de projection est un élément prépondérant. En effet, si cette dernière est trop faible, il y a risque de retour de flamme. Si elle est trop importante, la quantité de matière peut ne pas réagir (car ne participant pas à la réaction exothermique) et rebondir exagérément sur la paroi au détriment de la qualité du magma en formation engendré par la projection réactive.

Le procédé selon l'invention a donc pour objet de permettre d'obtenir une qualité de soudure optimale en procurant une qualité de projection et d'impact de ladite matière pulvérulente sur la surface à réparer constante au cours du temps. Le procédé selon l'invention permet l'obtention d'un débit de gaz porteur et réactif dépendant directement de la pression d'entrée mais indépendant de toute modification de pression résultant du circuit aval

Les grains composant la matière pulvérulente projetée sont animés d'une vitesse optimalisée grâce au gaz porteur qui transporte la matière pulvérulente pneumatiquement et leur quantité est ajustable.

Dans ce type d'application de la réparation par projection réactive, le gaz porteur est également un gaz réactif qui sert non seulement de fluide de transport mais participe activement à la réaction physicochimique exothermique. La qualité finale du produit projeté dépend essentiellement des facteurs suivants:

- de l'enthalpie globale produite lors de la réaction exothermique et donc de la quantité de gaz porteur et réactif utilisée ainsi que de la température, de la composition chimique ou de la formulation de la matière pulvérulente,

- de la quantité de poudre projetée, soit le débit massique de matière pulvérulente, - du débit optimal du gaz porteur et réactif permettant d'obtenir une vitesse optimale d'éjection des réactifs pour une application donnée.

Etant donné que le débit de gaz porteur présente suivant l'invention avantageusement une valeur constante à la sortie, exempte de toute variation due à des imperfections, le procédé selon l'invention présente une vitesse optimale de projection pour une application donnée.

Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend en outre une compression dudit gaz porteur réactif ayant été accéléré préalablement à la détente, ce qui permet d'améliorer l'entraînement de la matière pulvérulente susdite. D'autres formes de réalisation du procédé selon l'invention sont mentionnées dans les revendications annexées.

L'invention se rapporte en outre à un dispositif de projection d'une matière pulvérulente dans un gaz porteur comprenant:

- une entrée de gaz porteur sous pression,

- une tuyère de type convergent-divergent à col sonique en communication avec ladite entrée dudit gaz porteur sous-pression,

- une alimentation en matière pulvérulente communiquant avec une zone de dépression, - des moyens de détente du gaz porteur reliés à ladite tuyère de type convergent-divergent à col sonique recevant le gaz porteur sous pression et aboutissant dans ladite zone de dépression, et

- une sortie de ladite matière pulvérulente entraînée par ledit gaz porteur détendu hors de la zone de dépression. Malheureusement, un tel dispositif ne permet pas, comme mentionné précédemment d'obtenir une projection de matière pulvérulente optimale, ce qui nuit d'une part à la reproductibilité du travail accompli par ce dispositif et d'autre part à la qualité du travail fini, ni d'ajuster la quantité de matière pulvérulente entraînée. L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en procurant un dispositif permettant d'obtenir une vitesse de projection optimale pour un débit massique de poudre choisi augmentant la reproductibilité du travail accompli par l'utilisateur du dispositif selon l'invention et la précision ainsi que les coûts de matière pulvérulente. Pour résoudre ce problème, il est prévu suivant l'invention, un dispositif tel qu'indiqué ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de réglage de débit de ladite matière pulvérulente dans ledit gaz porteur comprenant un circuit de dérivation dudit gaz porteur muni d'un organe d'ajustement de la quantité de gaz porteur dérivée, ledit circuit de dérivation comprenant un orifice de prélèvement de gaz porteur disposé en amont de ladite zone de dépression dudit gaz porteur et un orifice de réintroduction dudit gaz porteur prélevé situé dans ladite zone de dépression.

Ladite tuyère de type convergent-divergent à col sonique permet de maintenir, en aval, un débit de gaz porteur constant entraînant

une quantité prédéterminée de matière pulvérulente qui est donc ajustable grâce aux moyens de dérivation.

De cette façon, le gaz porteur qui passe au travers de la tuyère de type convergent-divergent à col sonique ou aussi appelée de Laval subit une accélération jusqu'à une vitesse sonique grâce à une onde de choc qui a été créée dans le venturi. Le blocage sonique ainsi obtenu établit un débit fixe qui n'est pas influencé par la différence de pression entre l'amont et l'aval de la tuyère. De plus, la quantité de matière pulvérulente ajustable est également optimalisée. Dès lors le débit du mélange de matière pulvérulente dans le gaz porteur est optimal et la réaction exothermique également. La projection totale est optimalisée et le rendement est augmenté.

Le gaz porteur réintroduit dans la zone de dépression provoque une contre-pression qui agit sur la dépression et au plus la quantité de gaz porteur réintroduite dans la zone de dépression est grande, au plus la quantité de matière pulvérulente entraînée est faible. Le contraire est également d'application. Si l'utilisateur souhaite entraîner la quantité de matière pulvérulente maximale, il suffit de ne pas prélever de gaz porteur. La quantité de gaz porteur soutirée et réintroduite est ajustée à l'aide de l'organe de contrôle.

Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend un injecteur en communication d'une part avec ladite tuyère de type convergent-divergent à col sonique et d'autre part avec les dits moyens de détente et ladite zone de dépression, ledit injecteur comprenant au moins une zone de rétrécissement. La présence de l'injecteur améliore l'entraînement de la matière pulvérulente dans la zone de dépression et la zone de rétrécissement permet d'augmenter la pression juste avant la détente. Dès lors, la différence de pression sera plus importante et l'efficacité de l'entraînement également.

De préférence, ledit organe de contrôle du circuit de dérivation est une vanne à pointeau. Ceci permet d'obtenir toutes les valeurs possibles entre la valeur maximale de gaz prélevée et la valeur minimale, la vanne à pointeau fonctionnant par serrage et non par créneaux. Avantageusement, ledit orifice de prélèvement est disposé en amont de ladite zone de rétrécissement dudit injecteur. De cette façon, le gaz porteur qui doit être dérivé pour réguler la quantité de matière pulvérulente est prélevé avant la compression et représente une contre- pression vis-à-vis de la pression (pression inférieure) régnant dans la zone de dépression, permettant ainsi un réglage plus sensible de la quantité de matière pulvérulente aspirée.

Dans une forme de réalisation avantageuse, la zone de dépression est reliée à un passage divergent, de préférence en carbure de tungstène, lui-même relié audit orifice de sortie de ladite matière pulvérulente entraînée par le gaz porteur. Le passage divergent est de préférence en une matière résistante à l'abrasion comme par exemple le carbure de tungstène et permet d'obtenir un fonctionnement semblable à celui d'une tuyère.

Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, ladite tuyère de type convergent-divergent à col sonique présente un diamètre inférieur au diamètre de chaque élément en aval de ladite tuyère de type convergent-divergent à col sonique.

Dès lors, c'est ladite tuyère de type convergent-divergent à col sonique qui dicte le débit constant jusqu'à la sortie du dispositif selon l'invention.

Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, la sortie de matière pulvérulente entraînée par ledit gaz porteur est un orifice tubulaire comprenant le passage divergent, dans lequel un premier boîtier entoure au moins ledit orifice tubulaire de sortie et dans lequel un deuxième boîtier entoure un tuyau flexible conduisant à une lance de projection reliée

à ladite sortie, les deux boîtiers étant reliés ensemble par des moyens de connexions conventionnels. Ceci permet d'obtenir un dispositif de projection de matière pulvérulente dans un gaz porteur compact et portable qui est suffisamment sûr. En effet, les éléments fragiles confinés à l'intérieur sont à l'abri de l'environnement. Les réactions exothermiques éventuelles accidentelles qui pourraient se produire lors de la projection sont également confinées dans le dispositif selon l'invention et dans le deuxième boîtier, ce qui permet d'éviter de blesser l'utilisateur. Le deuxième boîtier est particulièrement approprié en cas de retour de flamme pour éviter que l'utilisateur ne soit brûlé puisque généralement le gaz porteur et réactif est de l'oxygène.

De préférence, un fil thermofusible relié d'une part à une gâchette qui comprend une position ouverte de passage de gaz porteur et une position fermée de blocage de gaz porteur et d'autre part dans ledit deuxième boîtier, ledit fil thermofusible étant agencé pour maintenir ladite gâchette en position ouverte. De cette façon, en cas de retour de flamme, le fil thermofusible se rompt instantanément et la gâchette passe pratiquement instantanément en position fermée de blocage du gaz porteur (oxygène). Ceci permet d'éviter la propagation en arrière du front de flamme et donc l'explosion ou l'incendie.

Dans une forme de réalisation particulièrement sûre, ledit premier et ledit deuxième boîtiers sont reliés l'un à l'autre par des moyens de rappel présentant une force de rappel prédéterminée, par exemple des ressorts maintenant ensemble des moyens de connexion conventionnels. Le tarage des ressorts est tel que, lors d'une surpression due à un retour de flamme dans l'orifice tubulaire de sortie celui-ci se sépare du divergent, permettant ainsi directement un retour à la pression atmosphérique. Dès lors, ces deux éléments s'écartent l'un de l'autre quelques instants très brefs, ce qui permet également d'éviter l'explosion ou l'incendie. Avantageusement, le deuxième boîtier de sécurité comprend

deux dispositifs filtrants qui permettent l'évacuation des gaz et des poussières tout en bloquant une propagation des flammes lors d'un tel incident.

D'autres formes de réalisation du dispositif suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux dessins annexés.

La figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de projection de matière pulvérulente dans un gaz porteur selon l'invention.

La figure 2 est une vue en coupe d'un ensemble complet comprenant le même dispositif que celui représenté à la figure 1 où l'on peut voir les détails du fil thermofusible, du deuxième boîtier et des ressorts tarés selon l'invention. La figure 3 est une vue d'en haut d'une variante du dispositif de projection d'une matière pulvérulente dans un gaz porteur selon l'invention.

La figure 4 est une vue en coupe d'un ensemble complet d'une variante du dispositif illustré à la figure 1. Sur les figures, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références.

La figure 1 illustre un dispositif de projection de matière pulvérulente dans un gaz porteur pour la mise en œuvre du procédé de projection selon l'invention. Comme on l'a mentionné ci-avant, le principe consiste à projeter au moyen d'un gaz porteur une matière pulvérulente finement pulvérisée sur une zone concernée. Le gaz porteur est, par exemple, également réactif avec un élément de la matière pulvérulente. Le gaz porteur réactif est par exemple de l'oxygène qui participe à la réaction exothermique de la poudre métallique contenue dans la matière pulvérulente.

Le dispositif selon l'invention illustré à la figure 1 comprend une entrée 1 d'oxygène gazeux sous pression provenant soit d'une bonbonne, soit d'un réservoir comprimé, par exemple à 200 bar. La pression de l'oxygène sous pression entrant dans le dispositif selon l'invention a été préalablement régulée au moyen d'un détendeur 2 ou de plusieurs détendeurs 2 en série connecté(s) à la bonbonne ou au réservoir (non représenté). Une valeur de cette pression d'oxygène sous pression donnée à titre d'exemple est de 5,2 bar. La matière pulvérulente entre dans le dispositif selon l'invention par l'intermédiaire d'une trémie d'alimentation 18 en matière pulvérulente. L'oxygène gazeux sous pression pénètre dans le dispositif selon l'invention par l'entrée susdite 1 et atteint une tuyère 3 de type Laval, c'est-à-dire de type convergent-divergent, dont les facteurs dimensionnels sont tels que la tuyère 3 est considérée comme sonique. La tuyère de type Laval comprend une section convergente 4, un col sonique 5 et une section divergente 6.

La tuyère 3 est suivie dans la forme de réalisation illustrée d'un chambrage 7. Le chambrage 7 comprend avantageusement au moins un soutirage d'oxygène permettant de dériver une quantité d'oxygène accéléré par ladite tuyère 3. Une partie de l'oxygène porteur et réactif est donc dérivée par deux alésages orthogonaux 8, 8' reliés à une vanne à pointeau 9 qui permet d'ajuster la valeur de la quantité d'oxygène dérivée. Il est également prévu dans la forme de réalisation représentée de mesurer la valeur de la pression statique de l'oxygène accéléré par la tuyère 3 par l'intermédiaire de deux alésages orthogonaux 10, 10' pratiqués dans ledit chambrage 7. La mesure de cette pression statique se fera par exemple à l'aide d'un manomètre 11.

La tuyère de type Laval ou de type convergent-divergent 3 à col sonique est solidarisée à un injecteur 12 qui sera alimenté en gaz porteur ayant été accéléré (oxygène) avec un débit, une pression et une vitesse dictés par la tuyère de type convergent-divergent 3 susdite.

L'injecteur 12 est réalisé de préférence en une matière compatible avec le passage de l'oxygène. L'oxygène porteur et réactif avec au moins un élément de la matière pulvérulente, qui a traversé l'injecteur, sous pression élevée, aboutit ensuite dans une zone de dépression 19, qui est, dans cette forme de réalisation, une enceinte ayant un volume bien supérieur à celui de la tubulure de l'injecteur 12 et servant ainsi de moyens de détente. La détente du gaz porteur crée une dépression dans l'enceinte susdite qui a pour effet d'entraîner la matière pulvérulente se trouvant dans la trémie d'alimentation 18. Avantageusement, l'enceinte est alimentée en matière pulvérulente grâce au retrait d'un obturateur 20 commandé par des moyens de commande, par exemple, pneumatiquement à l'aide d'un vérin 21.

Les moyens de détente peuvent être constitués de tous moyens de détente connus, comme l'enceinte à volume supérieur à celui de l'injecteur susdit, ou la partie divergente d'un venturi.

La position de l'injecteur 12 est avantageusement colinéaire avec la sortie 22 de la matière pulvérulente entraînée par l'oxygène porteur et réactif. La sortie est équipée d'un ensemble divergent 22 constitué d'une matière résistante à l'abrasion comme par exemple, le carbure de tungstène.

L'injecteur 12 comporte une zone de rétrécissement permettant une compression du gaz porteur accéléré avant que celui-ci aboutisse dans la zone de dépression 19.

Dans cette forme de réalisation illustrée, la tuyère de type Laval 3 est solidarisée à un ensemble de préférence métallique 13 qui est constitué de trois sous-ensembles coaxiaux 12, 14, 16. Le sous-ensemble de préférence métallique 14 comporte sur son diamètre extérieur une gorge

17 dans laquelle des alésages 15 réalisés radialement permettent le passage d'une partie du débit d'oxygène en provenance du conduit relié à la vanne à pointeau 9. Le sous-ensemble 16 est une bague permettant la

fermeture de la gorge 17 du sous-ensemble 14. La bague 16 assure la connexion à la vanne à pointeau 9 par l'intermédiaire d'un alésage réalisé dans la bague 16, au droit de la gorge 17 susdite.

La vanne à pointeau 9 est alors reliée à l'alésage 8 et/ou à l'alésage 8' par une conduite 36 de nature compatible avec le passage de l'oxygène. La fermeture ou l'ouverture de la vanne à pointeau 9 permet ou non la dérivation (le soutirage) dans le circuit de dérivation 36 d'une quantité d'oxygène nécessaire pour les conditions de travail. L'oxygène ainsi soutiré dans le chambrage 7 (orifice de soutirage) par une ouverture de la vanne à pointeau 9 sera alors réintroduit via le circuit 36 dans la bague 17 (orifice de réintroduction du gaz porteur), il passera dans l'alésage 15 et aboutira ensuite dans un espace annulaire 25 existant entre le sous-ensemble métallique 14 et l'injecteur 12. De cette façon, à la sortie de l'injecteur 12, le débit d'oxygène accéléré au sortir de la tuyère de type convergent-divergent à col sonique 3 est recouvré. On appelle le circuit de dérivation 36, l'ensemble constitué par le chambrage 7, les alésages 8, 8', la vanne à pointeau 9, l'orifice de réintroduction 17, l'alésage 15 et l'espace annulaire 25.

En effet, l'oxygène accéléré sortant de la tuyère 3 présente un débit d _L , une vitesse v _L et une pression P _L . Lorsqu'une partie d _D du débit d'oxygène accéléré d _L est dérivée, le débit d'oxygène qui passe dans l'injecteur est d,. L'oxygène qui passe dans l'injecteur est animé d'une vitesse v, et présente une pression P ₁ . L'oxygène de la partie du débit dérivé d _D est également animé d'une vitesse v _D et présente une pression P ₀ dans l'espace annulaire 25.

A la sortie de l'injecteur 12 et de l'espace annulaire 25, l'oxygène aura une pression résultante P _R et une vitesse résultante v _R . Ces pressions et vitesse résultantes conditionnent la quantité de matière pulvérulente entraînée. L'ouverture ou la fermeture de la vanne à pointeau 9 provoquera une variation des débits d, et d _D , une variation des pressions P ₁

et P ₀ ainsi que des changements de vitesse v, et v _D . La pression résultante P _R et la vitesse résultante v _R seront dès lors des variables. La conséquence directe est une variation de la quantité de matière pulvérulente entraînée, du fait de la variation d'énergie cinétique et de la quantité de mouvement. Il y aura donc une modification de l'importance de l'effet venturi engendré.

Toutefois, les valeurs du débit de gaz porteur accéléré d _L à la sortie de la tuyère de Laval 3 et du débit d'oxygène sortant du dispositif selon l'invention d _R sont identiques puisque le débit de gaz porteur reste constant lors de la traversée du dispositif selon l'invention. Dès lors, grâce à la déviation ou dérivation d'une partie du débit d _D , par l'ouverture de la vanne à pointeau 9 dans le circuit de dérivation 36, le débit qui passe dans l'injecteur 12 d, est diminué en conséquence. Les caractéristiques telles que pression P ₁ , débit massique M ₁ , et vitesse v, au sortir de l'injecteur métallique seront modifiées. Si Ia vanne à pointeau 9 est complètement ouverte et laisse passer un débit d'oxygène maximal correspondant à la valeur maximale que d _D (débit d'oxygène dérivé) peut atteindre, la quantité de matière pulvérulente entraînée sera la quantité de matière pulvérulente minimale qui peut être entraînée par le dispositif selon l'invention (quantité instantanée). Si la vanne à pointeau 9 est fermée et ne permet pas de dérivation, alors la quantité de matière pulvérulente entraînée est à sa valeur maximale. La dérivation n'étant pas toujours nécessaire, il est judicieux de prévoir la possibilité de fermer l'organe d'ajustement et en l'occurrence la vanne à pointeau 9 (quantité instantanée). Dans une variante, la gorge 17 peut faire partie intégrante du corps support de l'ensemble 13. De même, l'homme de métier comprendra aisément que les positions géométriques des alésages radiaux peuvent être bien différentes en fonction des impératifs de l'encombrement.

Les alésages 8' et 10' sont usinés perpendiculairement aux deux alésages 8 et 10 eux-mêmes situés orthogonalement au plan formé

par le chambrage 7, mais l'homme de métier comprendra aisément que ces positions géométriques ne sont dictées que par des contraintes stériques et d'encombrement. Il va de soi qu'un seul alésage 8, 10 pourrait suffire pour dériver de l'oxygène accéléré ou pour mesurer la valeur de la pression statique et qu'il n'y a aucun impératif de positionnement pour des variantes selon l'invention.

Les facteurs dimensionnels de la tuyère de type Laval sont tels que la pression statique de l'oxygène traversant ladite tuyère 3 a une valeur égale ou inférieure au produit de la pression à l'entrée de la tuyère (pression de compression) et d'un facteur de 0,528. Dans ces conditions, la tuyère 3, est considérée comme sonique et les conditions de fonctionnement de l'ensemble ne dépendent que de la pression initiale du fluide en amont, c'est-à-dire la pression dictée par le régulateur de pression 2, constitué par exemple d'un ou de plusieurs détendeurs 2. Le divergent en carbure de tungstène 22 peut être positionné et fixé dans un bloc support 23.

Les facteurs dimensionnels de l'ensemble injecteur 12 et divergent 22 sont tels que le principe de fonctionnement peut également être assimilé à une tuyère de type venturi. Dans une variante selon l'invention, en amont de la tuyère de type convergent-divergent à col sonique 3, on trouve une sécurité antiretour 24 présentant une soupape à gâchette normalement ouverte et permettant d'éviter le refoulement du gaz dans le dispositif selon l'invention. En effet, lorsqu'il s'agit d'oxygène chaud ou d'un retour de flamme, il est avantageux de présenter une sécurité antiretour qui bloque le passage en cas d'échauffement ou de retour de scories.

La figure 2 illustre un ensemble de réparation par projection réactive plus complet comprenant le même dispositif que celui représenté à la figure 1. Dans cet ensemble, une trémie 18' d'une plus grande capacité que la trémie d'alimentation 18 susdite est située au-dessus de celle-ci. La

matière pulvérulente composée de poudres réfractaires et métalliques utilisée dans le procédé selon l'invention est donc transférée de la trémie 18' à la trémie 18 par écoulement naturel et par gravité.

Dans la trémie d'alimentation 18 aboutissant dans la zone de dépression 19, on aura placé avantageusement un registre mobile 26 permettant un écoulement régulier dans l'enceinte de mélange de gaz porteur (oxygène) et de poudre. Dans le cas d'un retour de flamme et dans le cas d'un retour gazeux susceptible de remonter dans la trémie 18, puisque la matière pulvérulente s'y trouvant est réactive (au moins un des éléments la constituant) avec le gaz porteur (oxygène), la quantité de matière pulvérulente susceptible de provoquer une explosion est réduite, et par conséquent la quantité de matière pulvérulente perdue.

Le dispositif illustré à la figure 2 comprend également, comme on l'a mentionné précédemment un bloc support 23 que l'on appelle également dans le contexte de la présente invention le premier boîtier 23 qui entoure la sortie 35 de matière pulvérulente entraînée par le gaz porteur sous la forme d'un orifice tubulaire à passage divergent 22 (par exemple, en carbure de tungstène anti-abrasion). Le dispositif selon l'invention, dans sa forme préférentielle illustrée ici comprend en outre un deuxième boîtier 27. Le deuxième boîtier 27 entoure la lance 28 de projection réactive de la matière pulvérulente entraînée par ledit gaz porteur et réactif.

Le premier boîtier 23 est relié au deuxième boîtier 27 à l'aide de moyens de connexion conventionnels 29 et 29' tels qu'une saillie filetée et un pas de vis, des brides et analogue. Les moyens de connexions conventionnels 29 et 29' sont maintenus en place grâce à la pression exercée par une série de moyens de rappel 30 présentant une force de rappel prédéterminée. Ces moyens de rappel 30 sont par exemple des ressorts 30 tarés. La force de rappel prédéterminée ou le tarage des ressorts est tel que lors d'une surpression dans la lance de projection 28 suite à un retour de flamme, les deux moyens de connexion conventionnels

se séparent. Ceci permet un retour instantané à la pression atmosphérique dans des enceintes dans lesquels régnait une pression propice à l'inflammation et à l'explosion.

Comme on peut également le voir, le dispositif selon l'invention comporte également un dispositif de sécurité supplémentaire. En effet, en sus de la sécurité antiretour 24, du registre mobile 26 dans la trémie d'alimentation 18 susdite, des premier et deuxième boîtiers 23 et 27, des moyens de rappel 30, le dispositif possède en outre un fil thermofusible

31 judicieusement positionné. Le fil thermofusible 31 se trouve dans la trajectoire du flux gazeux chaud. Lors de la séparation des moyens de connexion conventionnels 29 et 29' sous l'effet d'une surpression sur incident ou lors d'un retour de flamme survenant dans ledit deuxième boîtier 27, le flux gazeux chaud fait immédiatement fondre le fil thermofusible 31 qui est alors quasi instantanément sectionné. Sa rupture permet de libérer la tension sur la gâchette 32 de sécurité. Le relâchement brutal de la gâchette

32 interrompt le débit d'oxygène et le passage de gaz est bloqué.

En outre, le dispositif selon l'invention est équipé au niveau du deuxième boîtier 27 de dispositifs filtrants 33 et 34 permettant l'évacuation refroidie des gaz et poussières lors d'un tel incident (retour de flamme). Dans la variante du dispositif selon l'invention illustrée à la figure 3, le circuit de dérivation permettant d'ajuster la quantité de matière pulvérulente entraînée par le gaz porteur et réactif est disposé différemment. Les autres éléments représentés fonctionnent comme dans et sont décrits par la description détaillée des figures 1 et 2 y compris toutes les alternatives expliquées.

Le circuit de dérivation 36 est composé d'un organe d'ajustement 9 (vanne à pointeau) de la quantité de gaz porteur dérivée, d'un orifice de prélèvement 7 de gaz porteur et d'un orifice de réintroduction 25 du gaz dérivé dans l'enceinte de la zone de dépression. L'orifice de prélèvement ou de soutirage 7 est disposé à la sortie de la tuyère de Laval

3. Bien entendu, cet orifice de soutirage peut être disposé à bien d'autres endroits pour autant que ce dernier soit disposé en amont de ladite zone de détente 19 dudit gaz porteur, le fonctionnement sera optimal.

De même, en tant que variante, un fil thermofusible 31 est relié d'une part à la gâchette 32 et d'autre part à un point situé entre ledit premier 23 et ledit deuxième boîtier 27. Le fil (thermofusible) 31 maintient la gâchette 32 en position ouverte tant qu'il n'y a pas de retour de flamme. S'il devait se produire un incident, les moyens de connexions conventionnels

29, 29' se sépareraient l'un de l'autre et l'extrémité du fil (thermofusible) 31 serait libérée, ce qui aurait pour effet de relâcher la pression sur la gâchette et de bloquer l'alimentation en oxygène.

La figure 4 illustre une variante du dispositif illustré à la figure 1 , dans lequel le circuit de dérivation est encore disposé différemment. Les autres éléments fonctionnent comme dans la forme de réalisation illustrée à la figure 1.

Le dispositif selon l'invention illustré à la figure 4 comprend une entrée 1 d'oxygène gazeux sous pression. La matière pulvérulente entre dans le dispositif selon l'invention par l'intermédiaire d'une trémie d'alimentation 18 en matière pulvérulente. L'oxygène gazeux sous pression pénètre dans le dispositif selon l'invention par l'entrée susdite 1 et atteint une tuyère 3 de type Laval (sonique). La tuyère de type Laval comprend une section convergente 4, un col sonique 5 et une section divergente 6.

La tuyère 3 est suivie dans la forme de réalisation illustrée d'un chambrage 7. Le chambrage 7 comprend avantageusement au moins un soutirage d'oxygène permettant de dériver une quantité d'oxygène accéléré par ladite tuyère 3 au moyen d'un alésage orthogonal 8 relié à une vanne à pointeau 9 qui permet d'ajuster la valeur de la quantité d'oxygène dérivée. Il est également prévu dans la forme de réalisation représentée de mesurer la valeur de la pression statique de l'oxygène accéléré par la tuyère

3 par l'intermédiaire d'un alésage orthogonal 10 pratiqué dans ledit chambrage 7, par exemple à l'aide d'un manomètre 11.

Le chambrage relié à la tuyère de type Laval est solidarisée à un injecteur 12 qui sera alimenté en gaz porteur accéléré (oxygène) avec un débit, une pression et une vitesse dictés par la tuyère 3 susdite. La tuyère 3 présente par exemple un diamètre de 3,4 mm

L'injecteur 12 ayant par exemple un diamètre de 3,7 mm aboutit donc dans une zone de dépression 19, qui est, également dans cette forme de réalisation, une enceinte ayant un volume bien supérieur à celui de la tubulure de l'injecteur 12 et servant ainsi de moyens de détente.

La détente du gaz porteur crée une dépression dans l'enceinte susdite qui a pour effet d'entraîner la matière pulvérulente se trouvant dans la trémie d'alimentation 18. Avantageusement, l'enceinte est alimentée en matière pulvérulente grâce au retrait d'un obturateur 20 commandé par des moyens de commande, par exemple, pneumatiquement à l'aide d'un vérin 21.

La position de l'injecteur 12 est avantageusement colinéaire avec la sortie 22 de la matière pulvérulente entraînée par l'oxygène porteur et réactif. La sortie est équipée d'un ensemble divergent 22 constitué d'une matière résistante à l'abrasion comme par exemple, le carbure de tungstène.

L'injecteur 12 comporte une zone de rétrécissement permettant une compression du gaz porteur accéléré avant que celui-ci aboutisse dans la zone de dépression 19.

Dans cette forme de réalisation illustrée, l'injecteur 12 est solidarisé au bloc support 23 qui confine ladite zone de dépression 19 et le passage divergent 22 définissant la sortie 35.

Le bloc support 23 comporte sur son diamètre extérieur une gorge 17 et un alésage orthogonal 15 qui permettent le passage d'une partie du débit d'oxygène en provenance du conduit relié à la vanne à pointeau 9.

La vanne à pointeau 9 est alors reliée à l'alésage 8 par une conduite 36 de nature compatible avec le passage de l'oxygène. La fermeture ou l'ouverture de la vanne à pointeau 9 permet ou non la dérivation (le soutirage) dans le circuit de dérivation 36 d'une quantité d'oxygène nécessaire pour les conditions de travail. L'oxygène ainsi soutiré dans le chambrage 7 (orifice de soutirage) par une ouverture de la vanne à pointeau 9 sera alors réintroduit via le circuit 36 dans la bague 17 (orifice de réintroduction du gaz porteur), il passera dans l'alésage 15 et aboutira ensuite dans un espace annulaire au niveau de la zone de dépression 19. De cette façon, à la sortie de l'injecteur 12, le débit d'oxygène accéléré au sortir de la tuyère de type convergent-divergent à col sonique 3 est recouvré. On appelle le circuit de dérivation 36 l'ensemble constitué par le chambrage 7, l'alésage 8, la vanne à pointeau 9, l'orifice de réintroduction 17, l'alésage 15.

Le fonctionnement et les autres éléments sont identiques à ce qui a été décrit pour la figure 2.

EXEMPLE

Un débit d'O ₂ constant entre dans le dispositif selon l'invention avec une valeur de 30 Nm ³ /h et présente une pression à la sortie du détendeur 2 de 5,2 bar. La pression maximale utile à l'entrée de l'injecteur (pression statique) est de 4,05 bar. La vanne à pointeau, initialement fermé a été ouverte petit à petit et le débit massique de matière pulvérulente a été mesuré. Les résultats sont représentés ci-dessous au tableau.

II est bien entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.