Brevet FR2495963A1 — publié le 19820618

L'invention concerne la séparation de particules liquides et solides d'un gaz, et elle a trait plus parti- culièrement à une cabine perfectionnée de pulvérisation conçue pour éliminer de l'air l'excédent de peinture pul- vérisée. Les cabines de pulvérisation à lavage à l'eau sont bien connues dans l'art antérieur et elles comprennent généralement un écran d'eau s'écoulant sur une plaque dite de ruissellement contre laquelle la pulvérisation d'un ou plusieurs pistolets est dirigée. Les excédents ou pertes de pulvérisation se mélangent avec l'eau ruisselant sur la plaque et sont recueillis dans un réservoir. De nombreuses cabines de pulvérisation utilisent une pompe pour alimenter l'écran en eau, bienque, récemment, de nombreuses cabines "sans pompe" soient apparues. Le fonction- nement de ces cabines repose sur un jet d'air émis à très grande vitesse pour entraîner l'eau du réservoir et la mélanger avec l'excédent de pulvérisation. L'eau entraînée est séparée du jet d'air avant la décharge de l'air épuré par le ventilateur aspirant. L'eau séparée est uti- lisée pour le maintien du ruissellement sur la plaque. Les cabines les plus anciennes de ce type demandent un entretien important, car l'eau chargée de peinture est recyclée en continu dans l'installation et car il existe également une tendance de la peinture à flotter en formant une mousse sur la surface, à l'intérieur du réservoir. Dans une cabine perfectionnée de pulvérisation à lavage par eau, décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 096 066, l'eau s'écoule de la plaque de ruissellement dans un réservoir principal ou une cuve de retenue. Une chambre ou un cône ouvert à son sommet, parfois appelé "cône" de Dehon, est placé immédiatement au-dessous du niveau de la surface à l'intérieur du réser- voir. Une pompe aspire en continu le liquide du réservoir et produit un jet de ce liquide à vitesse élevée dirigé dans un venturi et renvoyé dans le réservoir. Par cet agencement, les particules de peinture flottant sous forme de mousse sur la surface du réservoir et celles en suspension dans le liquide sont entraînées à l'intérieur de la chambre et renvoyées à force dans le réservoir en passant par le venturi. Ce dispositif fragmente les parti- cules de peinture en très petites particules qui permettent de séparer plus facilement le solvant des matières solides de la peinture, de sorte que ces solides peuvent finalement se déposer sous la forme d'une couche dense, sur le fond du réservoir. Ce dispositif permet de réduire notablement le volume de déchets de peinture produits par la cabine de pulvérisation et il réduit également l'entretien de cette cabine. Cependant, il est toujours nécessaire d'en- tretenir périodiquement la pompe qui fait circuler le liquide du réservoir à ce même réservoir en le faisant passer par la chambre ou le cône de Dehon et dans le venturi. L'invention concerne une -cabine de pulvérisation perfectionnée à lavage par eau, destinée à recueillir l'excédent ou la perte de peinture pulvérisée et à séparer cet excédent de l'air de décharge aspiré à travers la cabine de pulvérisation. L'excédent de peinture pulvérisée est dirigé vers une plaque à ruissellement sur laquelle s'écoule un écran d'eau. L'écran d'eau et la peinture recueillie dans l'eau tombent dans un réservoir. Un venti- lateur aspirant fait circuler l'air autour de la plaque à ruissellement et le dirige vers une gaine d'entraînement orientée vers le haut. Cette circulation d'air arrache les particules liquides de la surface du réservoir et les entraîne vers le haut dans la gaine. L'air et le liquide entraîné sont aspirés à travers un séparateur de liquide qui sépare de l'air le liquide comprenant toutes particules de peinture entraînées et qui permet à l'air sec d'être évacué. Le liquide séparé s'écoule vers une gouttière par dessus un bord de laquelle il déborde ensuite et descend sur la plaque à ruissellement pour former l'écran d'eau. Le réservoir qui reçoit l'eau chargée de peinture provenant de la plaque à ruissellement est divisé en au moins deux parties. L'eau chargée de peinture, provenant de la plaque à ruissellement, est recueillie dans les première et deuxième parties. Le liquide contenu dans la première partie s'écoule vers la seconde partie et est finalement entraîné vers le haut en passant dans les gaines d'entraî- nement, et recyclé dans la cabine de peinture. Une chambre ouverte vers le haut,ou un cône de Dehonest placée à l'intérieur de la seconde partie du réservoir et son fond présente une ouverture reliée à un conduit qui aboutit dans la première partie du réser- voir, au-dessous de la surface des liquides. En plus de former un écran d'eau sur la plaque à ruissellement, l'eau arrivant dans la gouttière, audessus de la plaque, descend par un conduit jusqu'à une buse orientée vers le bas et placée au-dessus du niveau de la surface à l'inté- rieur du réservoir. La buse est disposée au-dessus de l'ouverture de sortie ménagée dans le fond de la chambre ou cône de Dehon et elle dirige un jet d'eau vers cette ouverture de sortie afin d'induire un écoulement de liquide de la surface de la seconde partie du réservoir vers le bas, à travers la chambre ou le cône, par le conduit et vers l'intérieur de la première partie du réservoir. Le courant de liquide dirigé de la surface de la seconde partie du réservoir vers le bas, à travers la chambre ou le cône et revenant, par le conduit, dans la première partie, est turbulent et fragmente les particules de peinture à l'intérieur du réservoir pour permettre aux solides de ces particules de se déposer sur le fond du réservoir et de former une couche dense. Si cela est souhaité, il est possible d'apporter une modification en incorporant un venturi dans le conduit reliant la chambre ou le cône de Dehon à la première partie du réservoir. En utilisant un courant d'eau descendant de la gouttière pour induire un écoulement de liquide de la surface du réservoir vers le bas, à travers la chambre ou le cône, on évite d'avoir à utiliser une pompe pour produire une telle circulation de liquide. Par conséquent, l'entretien demandé par la cabine de pulvérisation est notablement réduit par rapport à celui nécessaire aux cabines de pulvérisation de l'art antérieur, comportant des pompes à liquide, car le seul élément mobile de la cabine de pulvérisation selon l'invention est le ventilateur d'aspiration avec lequel entre en contact l'air d'évacuation duquel l'humidité et la peinture ont été éliminées. L'invention a donc pour objet une cabine de peinture perfectionnée à lavage à l'eau, n'exigeant pas de pompe à liquide pour son fonctionnement. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limita- tifs et sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective, avec coupe partielle, de la cabine de pulvérisation de peinture selon l'invention; la figure 2 est une élévation, avec coupe transversale partielle, de la cabine représentée sur la figure 1; - la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 1; - la figure 4 est une élévation, avec coupe par- tielle, montrant une variante de buse et de chambre pour induire un écoulement de liquide destiné à fragmenter les particules de peinture à l'intérieur du réservoir de la cabine de pulvérisation selon l'invention; et - la figure 5 est une élévation, avec coupe par- tielle, d'une autre variante de la chambre et de la buse, destinée à induire un courant de liquide pour fragmenter les particules de peinture à l'intérieur du réservoir de la cabine de pulvérisation selon l'invention. Les figures, et plus particulièrement les figures 1 à 3, représentent, en vue partielle, la cabine de pulvérisation à lavage à l'eau selon l'invention. La cabine 10 de pulvérisation comprend une caisse ou enceinte 11 qui présente une ouverture latérale 12. Une pièce 13 à peindre par pulvérisation au moyen d'un pistolet 14 est placée devant l'ouverture latérale 12 afin que l'excédent de peinture pulvérisée soit dirigé vers une plaque 15 à ruissellement. Cette plaque 15 est disposée au-dessous d'un bord supérieur 16 d'une gouttière 17. Le bord 16 est orienté horizontalement de manière qu'un écoulement d'eau continu arrivant à la gouttière 17, déborde de manière uniforme par-dessus le bord 16 et descende en cascade sous la forme d'un écran d'eau, le long de la surface de la plaque 15. L'eau s'écoulant de la -plaque 15 à ruissellement tombe dans une première partie 18 et dans une seconde partie 22 d'un réservoir 19 défini par la partie inférieure de l'enceinte 11. L'eau et la peinture recueillies s'écoulent de la première partie 18 du réservoir autour d'une cloison 20 et au-dessus d'une ou plusieurs chicanes immergées 21 vers la seconde partie 22 du réservoir. Comme décrit ci-après, les matières solides provenant de la plus grande partie de la peinture accumulée dans le réservoir 19 se déposent dans la première partie 18. Le réservoir 19 comprend une troisième partie 23 séparée des première et deuxième parties 18 et 22 par une chicane 24. Cette dernière présente une ouverture immer- gée 25 qui fait communiquer les deuxième et troisième parties 22 et 23 du réservoir. L'ouverture immergée 25 permet à l'eau de s'écouler de la deuxième partie 22 vers la troisième partie 23 tandis que la chicane 24 maintient dans les première et deuxième parties 18 et 22 la peinture qui flotte. L'air ambiant, ainsi que toute peinture pulvérisée en excès n'atteignant pas la pièce 13 ou la plaque 15 à ruissellement, sont aspirés sur le pourtour de cette plaque 15 et ramenés dans une partie arrière de l'enceinte 11. L'air et la peinture entraînée sont ensuite aspirés verticalement vers le haut en passant dans une gaine 26 d'entraînement qui présente une ouverture inférieure 27 située juste au-dessus de la surface du liquide contenu dans la troisième partie 23 du réservoir. La vitesse de l'air aspiré dans la gaine 26 par l'ouverture 27 est suffisamment élevée pour entraîner un volume important du liquide à partir de la surface du réservoir et mélanger ce liquide entraîné avec le courant d'air montant. Plu- sieurs gaines 26 d'entraînement sont de préférence espacées le long de la partie arrière de l'enceinte 11 de la cabine de pulvérisation. A l'extrémité supérieure de chaque gaine 26 d'entraînement, l'air chargé de liquide est dévié latéralement par un dispositif 56 de séparation et il passe ensuite par plusieurs chicanes 28. L'air est obligé de changer rapidement de direction et sa vitesse diminue en ces points, de sorte qu'une quantité importante du liquide entraîné tombe du courant d'air dans un carter 29. Une seconde série de chicanes 30 provoque d'autres changements brusques de direction de l'écoulement d'air entraîné dans une chambre intermédiaire 31. Les chicanes 28 et 30, qui provoquent de brusques changements de di- rection de l'écoulement d'air, ont pour fonction d'éliminer le liquide en retirant le liquide entraîné de l'air de décharge. L'air sec est aspiré dans la chambre intermédiaire 31 au-dessus d'une plaque déflectrice perforée 32 et il est entraîné vers le haut, dans une cheminée 33, par un ventilateur ou une soufflante convenable 35 monté à l'in- térieur de la cheminée 33. Lorsque l'air chargé de liquide est aspiré de manière à passer sur les chicanes 28 et 30 pour que l'eau et les particules de peinture soient extraites de cet air, le liquide se dépose dans le carter 29. Il descend ensuite du carter 29 par des tuyaux 34 d'écoulement qui débouchent dans la gouttière 17. Cette dernière reçoit un débit d'eau suffisant des tuyaux 34 d'écoulement pour entretenir l'écran d'eau sur la plaque 15 à ruissellement. Les tuyaux 34 d'écoulement descendent au-dessous de la lèvre ou du bord 16 de la gouttière 17 afin que l'extrémité inférieure 36 de ces tuyaux se trouve toujours au-dessous du niveau de la surface du liquide contenu dans la gouttière 17. Ceci empêche le ventilateur 25 d'aspirer de l'air vers le haut par les tuyaux 34 d'écoulement. Conformément à l'invention, une chambre 38 est ménagée à l'intérieur de la deuxième partie 22 du réser- voir. Cette chambre 38 se présente avantageusement sous la forme d'un cône retourné et elle possède une ouverture supérieure 39 située juste audessous du niveau de la surface du liquide dans le réservoir 19. Un conduit 40 est relié au fond de la chambre 38 et passe à travers la cloison 20 pour pénétrer dans la première partie 18 du réservoir, en un point situé au-dessous de la surface du liquide. La chambre 38 fonctionne d'une manière analogue à celle décrite dans le brevet N0 4 096 066 précité. Le liquide du réservoir et la peinture flottant sur la surface du liquide contenu dans le réservoir 19 sont en- traînés dans l'extrémité supérieure de la chambre 38 et descendent, en écoulement turbulent, dans cette chambre et dans le conduit 40. L'écoulement turbulent fragmente les particules de peinture en particules plus petites et il les disperse dans la première partie 18 du réservoir. Lorsque les particules de peinture se subdivisent en par- ticules plus petites, le solvant se sépare des matières solides de la peinture et ces matières solides se déposent sur le fond du réservoir 19 o elles forment une couche dense 41. En retirant les particules de peinture flottant à la surface du liquide dans le réservoir 19 et en provo- quant le dépôt de ces particules, en même temps que celui des plus grosses particules de peinture dispersées dans les liquides du réservoir, pour former une couche dense sur le fond de ce réservoir 19, on réduit notablement l'entretien de la cabine 10 de pulvérisation. Selon l'invention, l'écoulement du liquide, contenant des particules de peinture flottantes et de plus grosses particules de peinture dispersées dans le réservoir 19, est induit vers le bas, à travers la chambre 38, au moyen d'un jet de liquide. Ce jet est produit à partir de liquide s'écoulant de la gouttière 17 par une colonne montante 37 et une conduite descendante 42. La colonne 37 s'élève au-dessus du niveau des extrémités inférieures 36 des tuyaux 34 d'écoulement et au-dessous de la lèvre ou du bord 16 de la gouttière 17 afin que le liquide s'écoule de cette gouttière 17 dans la colonne 37. Cependant, cette dernière ne fait pas descendre le niveau du liquide dans la gouttière 17 au-dessous des extrémités inférieures 36 des tuyaux 34 d'écoulement, de sorte que l'air ne peut être aspiré à l'intérieur de.cestuyaux 34. Le tuyau descendant 42 relie la colonne montante 37, placée dans la gouttière 17, à une buse 43 dirigée vers le bas. Cette buse 43 est disposée au-dessus de la chambre 38 et elle est orientée afin de diriger un courant de liquide à grande vitesse dans L'ouverture supérieure 39 de la chambre, vers l'entrée du conduit 40. Le courant descendant de liquide dans la chambre 38 induit un écoule- ment de liquide de la surface du liquide contenu dans la partie 22 du réservoir, vers le bas, par la chambre 38 et le conduit 40, vers l'intérieur de la partie 18 du réser- voir. Le jet de liquide induit également une turbulence importante dans le courant de liquide passant dans le conduit 40 afin de favoriser la fragmentation des particules de peinture entraînées vers le bas, de la surface du réservoir, par la chambre 38 et le conduit 40, et éjectées dans la partie 18 du réservoir. Lorsque les particules de peinture sont subdivisées en particules plus petites, le solvant de la peinture est éliminé plus facilement des matières solides, ce qui permet aux solides plus lourds de se déposer dans la première partie 18 du réservoir pour former la couche 41. Par conséquent, très peu de matière solide en suspension resté dans le liquide arrivant dans la troisième partie 23 du réservoir et entraînée vers le haut, jusqu'à la gouttière 17, en passant par les gaines 26 d'entraînement. Etant donné que le liquide est mis en circulation dans la cabine 10 de pulvérisation sans qu'il soit fait appel à une pompe à liquide, et étant donné également qu'il est inutile de mettre en oeuvre une pompe à liquide pour provoquer un écoulement du liquide de sur- face dans le réservoir 19, par la chambre 38, l'entretien de la cabine 10 de pulvérisation est notablement réduit par rapport à celui des cabines de pulvérisation de l'art antérieur qui exigent la mise en oeuvre d'une pompe pour faire circuler des liquides dans une chambre telle que la chambre 38. La figure 4 représente une variante du dispositif utilisant un cône 44 de Dehon et destiné à la cabine 10 de pulvérisation. Le cône 44 de Dehon présente une ouverture supérieure 45 qui est placée immédiatement au-dessous du niveau de la surface du liquide à l'inté- rieur du réservoir de la cabine de pulvérisation. Le cône 44 de Dehon présente également une sortie inférieure 46 reliée à un conduit 47 pour décharger le fluide dans la partie inférieure du réservoir. La buse 43 est placée immédiatement au-dessus du niveau de la surface du liquide à l'intérieur du réservoir et elle dirige un jet de liquide de la gouttière (gouttière 17 sur les figures 1 et 2) vers l'intérieur du cône 44 afin d'induire un écoulement du liquide de surface du réservoir dans le conduit 47. Un venturi 49 est disposé dans le conduit 47. Ce venturi 49 augmente la vitesse d'écoulement et il peut favoriser l'établissement d'une turbulence à l'intérieur du conduit 47. Dans une autre variante, la buse 43 peut être remplacée ou complétée par une buse 50 reliée à une colonne descen- dante 42' (représentée en traits pointillés) débouchant dans le conduit 47 et dirigeant un jet de liquide vers une sortie de ce conduit (non représentée) afin d'induire un écoulement de liquide de la surface du réservoir vers le bas, dans le cône 44 et par le conduit 47. De même que précédemment, le jet de liquide produit par la buse est constitué de liquide s'écoulant de la gouttière 17 (figures 1 et 2) et descendant par la colonne 42', sans utilisation d'une pompe séparée pour faire circuler le liquide dans le cône 44. La figure 5 représente une autre forme de réalisa- tion dans laquelle deux buses 51 et 52 sont placées au- dessus de l'ouverture supérieure 53 d'un cône 54 de Dehon afin de diriger des jets de fluide vers le bas, dans le cône 54, vers un conduit 55. Les buses 51 et 52 peuvent être reliées à des colonnes descendantes séparées, prove- nant de la gouttière de liquide placée au-dessus d'une plaque à ruissellement, dans une cabine de pulvérisation. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la cabine de pulvérisation décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. Selon cette dernière, une cabine de pulvérisation à lavage à l'eau sans pompe, de conception connue, est équipée d'une chambre placée à l'intérieur et immédiatement au- dessous de la surface d'un réservoir de liquide. Un écoule- ment de liquide induit un courant descendant de liquide de la surface du réservoir dans la chambre afin de fragmenter les particules de peinture à l'intérieur du réservoir pour qu'elles puissent se déposer sur le fond de ce réservoir. La circulation d'eau est obtenue sans faire appel à une pompe mécanique. REVENDICATIONS 1. Cabine de pulvérisation de peinture, caracté- risée en ce qu'elle comporte une paroi (15), une gouttière (17) placée au-dessus de cette paroi, des moyens alimen- tant la gouttière en un courant continu de liquide qui s'écoule de la gouttière sur la paroi en formant un écran entraînant l'excédent de peinture pulvérisée, un réservoir (19) qui comporte une première partie (18) placée au- dessous de la paroi afin de recevoir l'écran de liquide, et une seconde partie (22), le liquide ainsi reçu s'écou- lant de la première partie du réservoir vers la seconde partie, une chambre (38) qui présente une ouverture supé- rieure (39) disposée immédiatement au-dessous de la sur- face du liquide dans la seconde partie (22) du réservoir et qui comporte un fond, un conduit (40) qui relie le fond de la chambre à la première partie du réservoir, et une colonne descendante (42) branchée de manière à permettre au liquide de s'écouler de la gouttière vers le réservoir pour induire un écoulement turbulent de liquide de la sur- face de la seconde partie du réservoir vers le bas, en passant par la chambre et par le conduit (40) vers la pre- mière partie du réservoir. 2. Cabine de pulvérisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre présente la forme d'un cône retourné. 3. Cabine de pulvérisation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la colonne descendante comporte une buse (43) située à une certaine distance au-dessus de la surface de liquide du réservoir et placée audessus de la chambre en forme de cône, cette buse dirigeant un courant de liquide de la gouttière vers le bas, à l'inté- rieur de la chambre conique, en direction du conduit (40), afin que le liquide sortant de la buse provoque un écoule- ment turbulent de liquide de la surface du réservoir vers le bas, par la chambre conique et vers l'intérieur dudit conduit. 4. Cabine de pulvérisation selon l'une des reven- dicauLons 1 et 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (33, 35) d'évacuation de l'air de la cabine, les moyens d'alimentation de la gouttière en un courant continu de liquide comprenant un élément (26) destiné à entraîner le liquide du réservoir dans l'air d'évacua- tion, les moyens d'évacuation entraînant l'air d'évacua- tion et le liquide entraîné au-dessus de la gouttière, un dispositif (56) étant destiné à séparer le liquide entraîné de l'air d'évacuation et des éléments, travaillant par gravité, faisant passer le liquide ainsi séparé dans la gouttière. 5. Cabine de pulvérisation selon la revendica- tion 4, caractérisée en ce que les éléments travaillant par gravité comprennent au moins un tuyau (34) d'écoulement qui fait passer le liquide séparé dudit dispositif de séparation vers un point prédéterminé à l'intérieur de la gouttière, au-dessous du niveau de la surface du liquide contenu dans cette gouttière, la colonne descendante comprenant un tube montant (37) permettant un écoulement de liquide de la gouttière dans la colonne descendante à partir d'un emplacement situé au-dessus dudit point prédéterminé. 6. Cabine de pulvérisation de peinture dans la- quelle de l'air d'évacuation provoque une circulation de liquide d'unieservoir (19) vers une gouttière (17), caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre (38) qui présente une ouverture supérieure (39> disposée immédiate- ment au-dessous de la surface du liquide, à l'intérieur du réservoir, cette chambre comportant un fond, un conduit (40) qui relie le fond à un point du réservoir espacé de la chambre, et une colonne descendante (42) branchée de manière à faire circuler un courant de liquide de la gouttière vers le réservoir afin d'induire un écoulement turbulent de liquide de la surface dudit liquide dans le réservoir vers le bas, par la chambre et par ledit conduit (40). 7. Cabine de pulvérisation selon la revendica- tion 6, caractérisée en ce que la chambre présente la forme d'un cône retourné et en ce que la colonne descendante comporte une buse (43) située à une certaine distance au-dessus de la surface du liquide du réservoir et au- dessus de la chambre conique, cette buse dirigeant un écoulement de liquide provenant de la gouttière, vers le bas, à l'intérieur de la chambre conique et vers ledit conduit (40), de manière que le liquide déchargé de la buse provoque un écoulement turbulent de liquide de la surface du réservoir vers le bas, par la chambre conique, vers l'intérieur dudit conduit. 8. Cabine de pulvérisation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la colonne descendante (42') comporte une buse (50) qui présente une ouverture disposée de manière à décharger un courant de liquide de la gouttière directement dans ledit conduit afin d'induire un écoulement turbulent de liquide de la surface du réservoir vers le bas, par la chambre et vers l'intérieur du conduit.