Brevet FR2484871A1 — publié le 19811224

L'invention concerne l'imprégnation d'articles poreux, en particulier mais non exclusivement de pièces métalliques moulées, par exemple en fonte. D'autres articles poreux qui peuvent être traités comprennent le bois et des matériaux inorganiques tels que la brique, la pierre et le béton. Il est important, cependant, que les pores dans le matériau ne soient pas d'une dimension telle qu'elle permette 1'extraction de l'agent d'imprégnation. L'imprégnation des pièces en fonte avec des résines pour supprimer la porosité est un procédé qui est bien établit La porosité dans les pièces en fonte est essentiellement variable en dimension et en forme et rend ainsi des constituants inutilisables en raison de fuites. Ceci est particulièrement vrai quand ceux-ci sont soumis à une pression. A part cette cause de rejet bien connue des pièces en fonte utilisées dans l'industrie des moteurs, il existe de nombreux autres problèmes causés par la porosité, y compris l'échec des placages, les soufflures pendant l'émaillage au four et les sites de corrosion, le piégeage des matières organiques et la croissance possible de bactéries. On a imaginé et utilisé dans le passé diverses méthodes d'imprégnation des pièces en fonte, y compris le chauffage de la pièce et son immersion dans une solution de Bakelite (marque déposée) thermodurcissable causant ainsi la pénétration de l'agent d 'imprégnation par retrait de l'air dans la porosité au fur et à mesure que la pièce se refroidit Cette méthode a été finalement remplacée par le remplissage de la pièce à étanchéifier avec l'agent d'imprégnation parpressurisation pour forcer celui-ci à travers la porosité d'interconnexion à l'intérieur de la pièce.En variante, pour les pièces de petite et grande production, la technique d'imprégnation sous vide couramment utilisée a été nerfectionnée, technique d'après laquelle les pièces à traiter étaient placées dans un panier et abaissées dans un récipient dans lequel on faisait un vide de 96 500 à 103 300 Pa. Après une courte durée, la résine d'imprégnation était admise à partir d'un réservoir de stockage jusqu'à ce que le réservoir soit rempli. A ce moment, on faisait cesser le vide et la pression était appliquez de façon & aider l'agent d'imprégnation a pénétrer dans les pores des pièces. La résine était ensuite transférée dans le réservoir de stockage et la charge était enlevée1 drainée et soumise a un cycle de lavage pour éliminer la résine en excès a la surface.Ceci était normalement exécuté dans un réservoir séparé, où le panier était soumis à un mouvement de va-et-vient dans un solvant aqueux ou organique. La charge était alors transférée dans un four ou dans un bain contenant un liquide de transfert chaud, en vue de solidifier l'agent d'imprégnation. Là où des matières polymérisables non thermiquement sont utilisées la polymérisation ou la solidification naturelle de l'agent d'imprégnation sont exécutées à la température ambiante. En pareils cas, les pièces sont abandonnées pendant une période pouvant aller jusqu'à 24 heures avant de procéder à l'essai de pression, ce qui représente un inconvénient, 1à où un traitement rapide est nécessaire. Il est donc courant de transférer la charge à travers une série de réservoirs pour l'accomplissement du cycle d'imprégnation. On a trouvé, cependant, que le panier de traitement pouvait rester à l'intérieur du récipient de pression pendant tout le cycle d'imprégnation-. Cela est rendu possible en raccordant le récipient d'imprégnation au moyen d'un système de soupapes aux différents réservoirs de stockage contenant les liquides utilisés dans le processus. Ces soupapes peuvent être actionnées durant le cycle soit à la main, soit automatiquement, ce dernier mode étant préférable. Suivant un aspect de l'invention, on propose un procédé d'imprégnation d'un article poreux avec un agent d'imprégnation pour en obturer les pores, qui comprend la mise en place de article dans un récipient, le dégazage du récipient pour retirer l'air des pores, la rupture du vide avec les pores sous la surface d'un agent d'imprégna^ tion liquide, l'enlèvement de l'excès d'agent i'imprégnation du récipient, le lavage de l'agent d'imprégnation en excès à la surface de l'article par alimentation du récipient avec un liquide de lavage, l'enlèvement du liquide de lavage du récipient, le chauffage de l'article alors qu'il se trouve encore dans le récipient pour effectuer le durcissement de l'agent d'imprégnation à l'intérieur des pores et l'enlèvement de l'article imprégné du récipient. Suivant un autre aspect de l'invention, on propose un appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé, cet appareillage comprenant un récipient de pression, des moyens pour supporter l'article à l'intérieur du réservoir, des moyens pour faire le vide dans le récipient, des moyens pour alimenter le récipient en agent d'imprégnation liquide et pour l'en enlever, des moyens pour alimenter le réservoir en fluide de lavage et pour l'en enlever, et des moyens pour chauffer l'article à l'intérieur du réservoir0 I1 est indiqué de placer le réservoir d'imprégnation horizontalement et de l'équiper d'une cage à l'intérieur de laquelle la charge est placée. Il est indique aussi que la charge et la cage soient mises en rotation à divers stades du traitement pour faciliter l'imprégnation, le drainage et le lavage. L'invention est particulièrement mais non exclusivement applicable aux agents d'imprégnation et aux méthodes décrites dans le brevet britannique n 1 547 801, étant donné que le traitement ultérieur de lavage et de cuisson y sont exécutés en utilisant uniquement de l'eau. Dans certains cas, lorsque l'on traite des pièces ferreuses, l'eau de lavage chaude peut contenir des inhibiteurs de corrosion qui sont conçus de manière à ne pas contaminer défavorable ment l'agent d'imprégnation à partir du réservoir dDimpré- gnation (autoclave). Bien que les agents d'imprégnation à base de méthacrylate de faible viscosité se comportent généralement de façon satisfaisante, quand on fait un vide humide seulement, par exemple en submergeant la charge à imprégner dans le liquide dans l'autoclave et en extrayant ensuite l'air de la porosité en faisant un vide dans le réservoir, il est généralement admis que le dégazage de la porosité des pièces submergées peut prendre beaucoup plus de temps que lorsque l'on utilise un vide sec aux mêmes pressions ultimes. I1 s'ensuit, par conséquent, qu'en faisant un vide sec sur une charge, le temps permis peut être réduit de beaucoup sans produire une perte de qualité du scellement. Dans certains cas, il est désirable de prévoir une étape de centrifugation, en particulier quand on traite certaines pièces complexes. La charge centrifugée peut être programmée pour tourner après chaque cycle, par exemple imprégnation, lavage à froid et lavage à chaud. Si nécessaire, le récipient peut être monté sur tourillon pour donner de la souplesse dans le chargement de la charge et le choix de la position dans laquelle la charge doit être traitée. Par exemple, il peut être avantageux de charger et de décharger le récipient verticalement, d'imprégner et de drainer horizontalement et de centrifuger verticalement. Ce cycle peut être répété pour les lavages à froid et à chaud. Si l'agent d'imprégnation est sensible à des températures élevées pouvant entraîner la polymérisation, l'autoclave doit être refroidi à la température ambiante avant de réadmettre l'agent d'imprégnation dans un cycle ultérieur. Ceci peut être réalisé en chemisant le récipient et en faisant passer de l'eau froide tout autour. Une forme de réalisation de l'invention est représentée schématiquement sur le dessin unique annexé, lequel montre un récipient d'imprégnation, avec arrachement partiel de sa paroi, et divers équipements auxiliaires. Le récipient d'imprégnation 10 est un autoclave cylindrique creux fermé à l'extrémité de droite et ayant une porte il à l'extrémité de gauche. Un panier cylindrique 12 est monté a l'intérieur du récipient 10 et peut être mis en rotation autour d'un axe horizontal par un organe d'entralnement convenable 13. Le panier 12 peut atre retiré du récipient 10 pour faciliter le chargement: par exemple, il peut coulisser axialement dans les deux sens sur un arbre rotatif en porte à faux, sur lequel il est fixé pendant le fonctionnement, ou bien il peut être maintenu à l'intérieur d'une cage rotative (non représentée). Une pompe à vide P1 est raccordée par une ligne 21 et,pour plus de commodité, par le boîtier du commutateur de niveau 22 à la partie supérieure du récipient 10. A mi-hauteur de la paroi du récipient 10 est montée une soupape de tropplein à deux voies 1, qui, pendant certaines phases du fonctionnement, permet au liquide de s'écouler du récipient, soit par une ligne 23 vers un réservoir de stockage d'eau de lavage froide 24, soit par une ligne 25 vers un réservoir d'eau de lavage chaude 26. Une autre soupape à deux voies 2 raccorde sélectivement par une ligne d'admission 27 le fond du récipient a un réservoir de stockage d'agent d'imprégnation 28, par l'intermédiaire de la ligne 29, ou à une soupape à deux voies 3, par la ligne 30.La soupape 3 raccorde sélectivement la ligne 30 à la pompe P2, par la ligne 32, ou à la pompe P3, par la ligne 33, la pompe P2 étant raccordée au réservoir 24 et la pompe P3 au réservoir 26. Des chemises de refroidissement respectives sont prévues dans les parois du réservoir 10 et dans sa porte 11. Une ligne d'admission de fluide réfrigérant 40 alimente une soupape à deux voies 4, qui distribue le fluide réfrigérant sélectivement soit aux chemises de refroidissement et de là, via la ligne 41, au réservoir 24, soit directement au réservoir 24, via la ligne 42. Le fonctionnement est le suivant. Après le chargement du récipient 10, la porte 11 est fermée et toutes les soupapes sont fermées. La pompe P1 est alors mise en marche afin de pomper l'air des pièces traitées et de dégazer celles-ci. Après un temps prédéterminé, la soupape 2 raccorde la ligne 27 à-la ligne 29 et l'agent d'imprégnation est aspiré dans le récipient 10 jusqu'à ce qu'il atteigne l'interrupteur de niveau 22, à la suite de quoi la pompe P1 est coupée Pendant cette opération, le panier 12 tourne lentement pour minimiser le piégeage de gaz. Le vide est alors rompu et l'agent d'imprégnation drainé du récipient, par les lignes 27 et 29t une pression positive peut entre appliquée au récipient à ce stade, si on le désire.Le panier continue à tourner pour effectuer un drainage maximum. Le lavage est exécuté en raccordant la ligne 27 à la ligne 30 par la soupape 2, en raccordant la ligne 30 à la ligne 32 par la soupape 3, en actionnant la pompe P2 et en raccordant le trop-plein à la ligne 23 par la soupape 1. Après le lavage, le récipient est drainé en coupant la pompe P2, le panier continuant à tourner constamment. Le durcissement est exécuté en fournissant l'eau chaude (ou un autre liquide de cuisson) du réservoir 26 à l'aide de la pompe P3, la soupape 1 raccordant maintenant le trop-plein à la ligne 25 et la soupape 3 raccordant maintenant la ligne 30 à la ligne 33. Cette action cyclique permet de compenser toute perte de chaleur par un appareil de chauffage thermostatique (non montré) dans le réservoir 26. Le panier continue à tourner constamment. Les articles finis (pièces) sont ensuite retirés. Bien que le récipient soit encore chaud, le cycle suivant peut être mis en route rapidement, puisque le récipient et sa porte peuvent être refroidis (en détournant le fluide réfrigérant à travers la chemise via la soupape 4) pendant le stade d'évacuation. Les opérations ci-dessus sont résumées dans le Tableau suivant t TABLEAU Soupapes Charger la charge Cycle Organe dans le récipient 1 2 3 4 Pompes Interrupt. risé mande et fermer la porte A B A B A B A B P1 P2 P3 de niveau Cycle n Fonction Remarques Imprégnation 1 Vide sec - - - - - - / - / - - - / Aspiration de Imprégnation 2 l'agent scel- - - / - - - - / / - - / - / lant Drainage de Imprégnation 3 l'agent scel- - - / - - - - / - - - - / / lant Premier Remplissage lavage 4 du récipient - / - / / - - / - / - - / / * Premier Drainage du lavage 5 récipient - / - / / - - / - - - - / / Second Remplisange lavage 6 du récipient / - - / - / - / - - / - / / * Second Drainage du lavage 7 récipient / - - / - / - / - - - - / / Ouvrir la porte et anlever la charge - - - / - - - / - - - - - * le fluide de lavage est reoyclé au réservoir de stockage. - = actionné Les positions des soupapes ont les counexions suivantes : / = non actionné 1A = ligne 25 ; 1B = ligne 23 ; 2A = ligne 29 ; 2B = ligne 30 ; 3A = ligne 32 ; 3B = ligne 33 ; 4A = ligne allant à l'autoclave ; 48 = ligne 42. Dans une autre disposition possible (non montrée), la charge d'eau de lavage froide destinée à l'autoclave est fournie à partir d'une nourrice, de laquelle l'eau s'écoule par gravité dans l'autoclave par l'intermédiaire de la soupape de trop-plein 1. Le volume a d'eau à admettre dans l'autoclave est prédéterminé dans la nourrice et représente habituellement 50 % du,volume du récipient. Pendant le cycle de lavage à l'eau froide, la soupape 2 reste fermée. Le drainage se produit alors en indexant la soupape 2 à la ligne 30 et la soupape 3 à la ligne 32 qui est raccordée au déversoir. Ce système supprime la nécessité d'une pompe P2 (bien que la version représentée de l'appareil soit plus économique quant à la consommation d'eau). Les avantages qui peuvent etre obtenus de l'imprégnation automatique,comme indiqué dans le Tableau,sont les suivants t 1) Un cycle automatique simple et rapide et, par conséquent, une réduction des possibilités d'erreur humaine. 2) La charge des pièces en fonte et des paniers de traitement devient moins critique, car les risquesd'empnsoone- ment d'air et de piégeage de l'agent d'imprégnation sont réduits par la rotation du panier. 3) Un drainage efficace entre les cycles. 4) Une qualité constante de la propreté de la pièce résultant d'une action de lavage efficace. 5) Un faible encombrement. 6) Des conditions d'environnement améliorées. 7) Une possibilité d'introduire des mesures de sécurité, telles que contrôle de la température du récipient d'imprégnation et de la charge admissible avec rejet automatique de la charge, si,en conséquence des traitements précédents, elle a été accidentellement chargée dans l'unité tandis qu'elle est encore chaude. La présente invention est particulièrement avantageuse quand le lavage et le durcissement sont effectués avec de l'eau seulement (l'imprégnant peut contenir un émulsionnant pour faciliter le lavage à l'eau, ainsi que cela est expliqué dans le brevet britannique n 1 547 801). Ceci permet de remédier à toute contamination à l'intérieur du système. Par exemple, si l'agent d'imprégnation se trouve contaminé par une petite quantité d'eau, on peut y remédier en faisant écouler de l'air sec à travers l'agent d'imprégnation, tandis qu'il se trouve sous un vide poussé, en utilisant des techniques classiques. L'appareil de l'invention peut être équipé d-un dispositif qui permette à l'agent d'imprégnation d'être épuré à sec automatiquement, en dehors du temps de production. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'imprégnation d'un article poreux avec un agent d'imprégnation pour en obturer les pores, caractérisé en ce qu'il comprend la mise en place de l'article dans un récipient, le dégazage du récipient pour retirer l'air des pores, la rupture du vide avec les pores sous la surface d'un agent d'imprégnation liquide, l'enlèvement de l'excès d'imprégnant du récipient, le lavage de l'agent d'imprégnation en excès à la surface de l'article par alimentation du récipient avec un liquide de lavage, l'enlèvement du liquide de lavage du récipient le chauffage de l'article alors qu'il se trouve encore dans le récipient pour provoquer le durcissement de l'agent d'imprégnation a l'intérieur des pores et l'enlèvement de l'article imprégné du récipient. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisê en ce que le liquide d'imprégnation est fourni au récipient auprès le dégazage. 3.- Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fluide de lavage est aqueux. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuisson a chaud est effectuée avec de l'eau chaude. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agent d'imprégnation comprend un inonomère liquide pratiquement acrylique ou méthacrylique en totalité, contenant au moins une certaine proportion de monomère polyfonctionnel, un catalyseur du type peroxyde ou autre catalyseur à radicaux libres et un inhibiteur pour le catalyseur, l'inhibiteur et le catalyseur étant en proportions telles que le durcissement puisse s'effectuer, a une température de.90 C, en 3 a 15 minutes. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'article est placé dans un panier dans le récipient et en ce que des moyens sont prévus pour faire tourner le panier pendant le traitement de l'article. 7.- Procédé suivant la revendication 6, Garactérisé en ce que le panier peut tourner autour d'un axe pratique ment horizontal. 8. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce qu'il comprend le refroidis- sement ultérieur du récipient. 9. - Procédé suivant la revendication 8 caractérisé en ce que le refroidissement est effectué en faisant passer de l'eau à travers une chamise de refroidisement. 10.- Appareillage pour la mise en neuvre du procédé selon la revendication 1, cet appareillage comprenant un récipient de preasion, des moyens pour supporter l'article a l'intérieur du réservoir, des moyens pour faire le vide dans le récipient, des moyens pour alimentar le récipient en agent d'imprégnation liquide et pour l'en enlever, des moyuens pour alimenter le réservoir en fluide de lavage et pour l'en enlever, et des moyens pour chauffer l'article à l'intérieur du réservoir.