Appareil pour la mise en suspension d'un liquide dans une atmosphère ¯
La mise en suspension d'un liquide dans une atmosphère gazeuse sous forme de particules très fines s'est révélée un procédé de choix pour de très nombreuses applications médicales, biologiques ou industrielles, comme par exemple l'application de médicaments par la voie transpulmonaire, la destruction des agents pathogènes de l'air, la destruction des insectes, la fixation sur certaines substances d'agents actifs, la réalisation de réactions chimiques en phases ultra-dispersées, les applications thérapeutiques vétérinaires, l'arboriculture, la carburation, etc.
Le procédé décrit dans le brevet ? 190843 consiste essentiellement à pulvériser le liquide aussi finement que possible, à briser le jet des fines particules ainsi obtenues sur une paroi fixe, mobile ou liquide, et obliger le gaz entraînant les particules en suspension à parcourir un chemin en chicane le long des surfaces sur lesquelles les gouttelettes les plus grosses se déposent, ne laissant en suspension que les plus fines particules que l'on se propose d'utiliser.
On a reconnu, d'une part, que le diamètre des particules s'échappant de l'appareil conçu pour la mise en oeuvre de ce procédé était variable suivant la nature du liquide utilisé, sa densité, sa tension capillaire, etc. et, d'autre part, que, suivant les applications, il était désirable d'obtenir des particules plus ou moins grosses. Il est mme parfois nécessaire d'émettre en certaines proportions des particules assez grosses pour que la suspension réalisée puisse, dans une certaine mesure, mouiller les surfaces avec lesquelles elle entre en contact.
Le but de la présente invention est de réaliser un appareil permettant d'émettre un brouillard de particules de dimension déterminée et de faire à volonté varier cette dimen- sion suivant les besoins et la nature du produit utilisé.
A cet effet, l'appareil conforme à l'inven- tion, pour la mise en suspension cl un liquide dans une atmosphère gazeuse, est caractérisé en ce qu'il comprend un pulvérisateur, une surface placée devant le jet du pulvérisateur de manière à briser le jet de liquide pulvérisé, des moyens pour produire un courant gazeux entraînant hors de l'appareil les particules de liquide mises en suspension au travers d'obstacles disposés en chicane, et des moyens destinés à faire varier la disposition desdits obstacles, de manière à faire varier le trajet suivi par le courant gazeux et, par suite, l'agencement des surfaces sur lesquelles tendent à se fixer les particules entraînées au long de ce trajet.
Les obstacles disposés sur le trajet du courant gazeux peuvent tre consti- tués par des cloisons de direction sensiblement perpendiculaire à la direction du cou- rant gazeux et percées de trous en chicane.
Les cloisons peuvent tre, suivant une première forme d'exécution, constituées par des surfaces à contour circulaire percées de trous et disposées perpendiculairement à l'axe d'une enveloppe cylindrique parcourue par le cou- rant gazeux, des moyens étant prévus pour faire tourner autour de l'axe au moins un cer- tain nombre de ces cloisons, de manière à faire varier le trajet du courant en déealant angu- lairement les cloisons entre elles.
Suivant une autre forme d'exécution, les obstacles disposés le long du courant gazeux peuvent tre constitués par des cloisons cylin driques coaxiales disposées en chicane, le cou- rant gazeux circulant radialement en passant longitudinalement dans tous les intervalles entre cloisons, et des moyens étant disposés pour modifier la longueur de trajet du cou- rant gazeux en faisant varier l'engagement axial desdites cloisons.
Suivant une autre forme d'exécution, les obstacles disposés le long du courant gazeux peuvent tre constitués par des cloisons disposées transversalement au eanal suivi par ledit courant, ces cloisons étant disposées de manière à pouvoir tre déplacées autour d'un axe perpendiculaire à l'axe dudit canal pour modifier à la fois la longueur du trajet et l'incidence du courant sur ces obstacles.
Cette dernière forme d'exécution peut en core tre modifiée. Dans cette dernière variante, les cloisons parallèles percées de trous sont montées à rotation autour d'un axe parallèle à leurs plans dans un carter de révolution dont l'axe est confondu avec l'axe de rotation des plaques dont la forme est telle que le volume occupé par l'empilage s'inscrive dans le volume dudit carter, le carter étant traversé perpendiculairement à son axe par le flux gazeux.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente, en coupe diamétrale, une première forme d'exécution,
la fig. 2 une vue en plan d'une des cloi- sons de l'appareil suivant la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en plan d'une autre cloison de l'appareil suivant la fig. 1.
La fig. 4 représente, en coupe diamétrale, un sélecteur établi selon une variante de la première forme d'exécution.
La fig. 5 représente, en coupe diamétrale, un appareil établi selon une seconde forme d'exécution.
La fig. 6 est une vue en élévation, partie en coupe, d'une troisième forme d'exécution de l'appareil.
La fig. 7 est une vue en plan, la chambre sphérique supérieure enlevée, d'une quatrième forme d'exécution,
la iig. 8 une coupe verticale d'une va- riante de l'appareil de la fig. 7.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, l'appareil est constitué par un corps 1 présentant à sa partie inférieure une embase formée de manière à présenter un filetage 2 dans lequel vient se visser un récipient 3, en verre par exemple, destiné à contenir le liquide à mettre en suspension. Un joint 4 assure l'étanchéité entre ces deux organes.
Sur la paroi du corps 1 est fixé un pulvérisateur 5 fonctionnant à l'air eomprimé et constitué par un tube plongeur 6 à axe vertical,. dont l'extrémité inférieure arrive jusqu'au fond du récipient 3, tandis que l'orifice supérieur se trouve dans le plan horizontal de l'axe du canal 7 raccordé en 8 à un tuyau 9 d'amenée d'air sous basse pression (en général, une pression de 40 à 50 pièzes suffit à assurer le fonctionnement satisfaisant d'un pulvérisateur de ce type). Comme l'indique la figure, l'axe du canal 7 est dirigé radialement vers la surface intérieure du corps 1.
Sur le rebord supérieur 10 du corps 1 vient s'emboîter une cloison de sélection 11, en forme de coupelle à fond légèrement bombé vers le bas, et présentant une partie rétrécie 12 qui s'engage à frottement, doux dans le rebord 10. Le fond de cette coupelle présente une série de trous 13 et son rebord extérieur 14 est au mme diamètre que le rebord 10 du corps 1.
Sur ce rebord 14 de la cloison 11 vient s'emboîter une autre eloison de sélection 15 ayant exactement la mme forme et les mmes dimensions que la eloison 11, dont elle ne dif- fère que par la position des trous 13'dont elle est percée. Comme le montrent les fig. 2 et 3, les trous 13 et 13'de ces deux cloisons 11 et 15 sont en effet percés sur des cercles de diamètres différents.
En montant successivement, l'une audessus de l'autre, des cloisons de séparation du type 11 et des cloisons du type 15, on constitue le sélecteur que l'on termine par une' coupelle 16, disposée en sens inverse, et dont le fond est également percé de trous.
Le liquide placé dans le récipient 3 est aspiré par le tuyau 6 sous l'effet du jet d'air comprimé, ou de tout autre gaz approprié et au besoin de l'action du produit utilisé (v compris les gaz liquéfiables) sortant du canal 7, se trouve pulvérisé et projeté sur la paroi interne du corps 1. Les gouttelettes de liquide, les plus grosses, se déposent sur cette paroi, tandis que le courant gazeux, qui traverse l'appareil par les orifices 13 et 13'des cloi- sons successives, entraîne les gouttelettes les plus fines.
Mais, pendant ce parcours, ces gouttelettes heurtent les faces inférieures des parois sur lesquelles les plus grosses se déposent d'abord, puis, au fur et à mesure du trajet, des gouttelettes de plus en plus petites, de telle sorte que, si le nombre des cloisons est suffisant, il ne reste plus en suspension, clans le courant d'air ou de gaz, que des micelles liquides qui ne peuvent se déposer sur les parois et qu'il sort de l'appareil, au travers des orifices de la cloison terminale 16, un nuage de particules d'origine liquidienne solide en suspension stable, constituant un aérosol. Les produits déposés sur les cloisons suc eessives retombent par gravité dans le réeipipent 3.
Pour un liquide donné, la dimension des particules qui s'échappent de l'appareil dépend de la longueur du trajet effectué et, par suite, du nombre de cloisons de sélection que rencontre le eourant gazeux. Il suffit donc de monter sur le corps 1 le nombre de cloisons convenable pour obtenir un aérosol formé de particules d'un diamètre inférieur à une valeur donnée, ou mme pour laisser en suspension une certaine proportion de parti cules mouillantes.
Dans la variante représentée à la fig. 4, le dispositif sélecteur est formé d'un certain nombre de cloisons 17 fixées dans le corps 1 dont la paroi est prolongée jusqu'au haut de l'appareil. Entre ces cloisons 17 sont disposées des cloisons 18 d'un diamètre légèrement inférieur et qui sont portées par un axe central 19 tourillonnant en 20 dans la cloison fixe inférieure, et en 21 dans le chapeau 22. Les cloisons 17 et 18 sont percées de trous identiques 23 et identiquement disposés, par exemple deux trous placés sur un mme diamètre et symétriques par rapport au centre.
En tournant l'axe 19 et avec lui l'ensemble des cloisons 18, on peut faire varier la longueur du trajet offert au passage de l'air, depuis un passage direct, lorsque tous les trous sont alignés, jusqu'à un maximum correspon- dant dans le cas présent à un décalage de 90 . Un bouton moleté 24 et un index 25 solidaires de l'axe 19 facilitent cette manoeuvre et permettent de connaître l'angle de rotation et, par suite, de régler l'appareil pour le degré de sélection désiré.
Dans la forme d'exécution de la fig. 5, le corps 1 de l'appareil présente, à la partie inférieure, un entonnoir 26 autour duquel est adapté un anneau plastique 27 formant joint et sur lequel s'engage à frottement doux le récipient 3. Il est porté par une poche 28 à laquelle il est relié par un accrochage à baïonnette 29 permettant un démontage ra pide.
Le pulvérisateur 30, semblable à celui de la forme d'exécution précédente, est également fixé dans la paroi du corps 1 et orienté radialement vers la paroi opposée. Il est alimenté en gaz comprimé par un tuyau flexible 31.
Le dispositif sélecteur est constitué par une cloche 32 engagée à frottement doux dans la partie supérieure du corps 1 et dont le fond porte, vers l'intérieur, une cloison cylindrique coaxiale 33. Vers le bord inférieur de cette cloison est fixée une pièce 34 comprenant un certain nombre de bras radiaux (quatre par exemple) portant vers le centre un moyeu 35 percé suivant l'axe d'un trou taraudé dans lequel se visse la partie inférieure filetée d'une tige 36 qui traverse le fond de la cloche 32 dans un orifice 37 où elle peut tourner et coulisser librement.
A sa partie inférieure, la tige 36 porte une cloche 38 disposée en sens inverse de la cloche 32 et dont la paroi latérale cylindrique coaxiale à la cloison de la cloche 32 et à la cloison 33 a un diamètre intermédiaire entre les diamètres de ces deux cloisons. L'ensemble est agencé de manière qu'en faisant tourner la tige 36, celle-ci se déplace axialement en entraînant la cloche 38, la longueur de ce déplacement étant déterminée de façon qu'à sa position extrme inférieure, il reste un jeu entre l'extrémité inférieure de la cloison 33 et le fond de la cloche 38, tandis qu'à sa position extrme supérieure le bord 38'de ladite cloche vienne en dessous du bord de la cloi- son 33.
Le gaz provenant du pulvérisateur et entraînant les gouttelettes liquides en suspension traverse l'appareil en passant par l'espace annulaire entre les parois de 32 et de 38, puis entre 38 et 33 et enfin par les orifices 39 per cés dans le fond de la cloche 32, entre l'axe et la paroi 33. Les particules liquides se déposent sur ces parois et le liquide retombe au fond vers le récipient 3. Des trous de petit diamètre 40 percés dans le fond de la cloche 38 permettent l'écoulement du dépôt qui se fait sur les parois situées à l'intérieur de ladite cloche.
On comprend que, comme dans les exemples précédents, les particules entraînées hors de l'appareil sont d'autant plus petites que le trajet parcouru est plus grand et que l'on peut, en déplaçant la cloche 38, en régler la grosseur. Ce réglage est obtenu très facilement en tournant le bouton moleté 41 dont est munie la tige 36, tandis qu'une graduation 42, portée par cette tige, indique la position de la cloche 38 et, par suite, la dimension des micelles en suspension.
D'après les fig. 6 et 7, le dispositif séleeteur est constitué par une série de disques 43 percés de trous 44 et montés sur un axe 45.
Ce dernier est supporté par un axe 46 formant croisillon et qui lui est perpendiculaire.
L'ensemble ainsi constitué tourne dans l'inté- rieur d'une sphère creuse 47 en deux moitiés superposées et reliées par des brides 48. La demi-sphère inférieure est montée sur un sup- port creux 49 reposant sur la base 50. Dans l'intérieur de ce support et suivant l'axe een- tral est fixé le gicleur 51 qui est relié, d'un côté, à la conduite de gaz comprimé 52 et, de l'autre, à une conduite d'amenée des produits médicamenteux. En tournant le bouton 53, l'on peut ainsi varier l'inclinaison des disques 43 et, par suite, sélectionner les fines partieules entraînées.
D'après la fig. S, l appareil séleeteur eom- prend un récipient de forme rectangulaire 54, les cloisons de sélection 55 percées de trous en quinconce étant montées sur un double paral lélogramme 56 suspendu sur les deux tourillons 57. Grâce à la tige de commande 58 et du bouton 59, l'on peut ainsi modifier le degré d'inclinaison de l'ensemble dans le but de régler la finesse des particules liquides arrivant du gicleur non représenté sur la figure.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, les différentes cloisons amovibles peuvent tre fixées par différents moyens : elles pourraient tre fixées par une tige centrale filetée et serrées entre elles par un écrou ; le paquet formé par ces cloisons pourrait tre engagé à frottement doux dans le corps de l'appareil, prolongé jusqu'à la partie supérieure, comme représenté sur la fig. 4.
Pour éviter à l'opérateur le démontage des cloisons, l'appareil pourrait tre muni de plusieurs sélecteurs formés d'un nombre diffé rent de cloisons, et l'on n'aurait qu'à mettre en place celui des sélecteurs convenant à].'ap- plication que l'on a en vue, au moment de l'emploi. On pourrait également placer ces divers sélecteurs à poste fixe sur l'appareil, des moyens d'obturation étant prévus pour diri ger les gaz vers le sélecteur convenable.
Dans la forme d'exécution de la fig. 5, le nombre de cloisons fixes coaxiales, telles que 33 et de cloisons mobiles telles que 38 peut tre quelconque.