Brevet FR2498091A1 — publié le 19820723

A Appareil de traitement par jets pour pièces de faibles dimensions. La présente invention concerne un appareil de trai- tement par jets pour pièces de faibles dimensions. Un tel appareil peut prendre différentes formes se- lon l'usage particulier qu'il s'agit d'en faire. Par exem-. ple, l'appareil peut être prévu sous la forme d'un simple appareil de lavage et de rinçage à deux ou trois étages ou bien il peut se présenter sous une forme beaucoup plus im- portante en longueur pour effectuer des procédés de traite- ment de surface tels que le décapage de pièces métalliques. Afin de simplifier la description qui va suivre un appareil de lavage et de rinçage par jets sera pris comme exemple;mais on conçoit que, en modifiant les détails de l'appareil de manière appropriée, on peut permettre à un ap- pareil de ce genre de servir à un grand nombre d'autres usa- ges. Il a été proposé, par exemple dans le brevet britan- nique n0 1 035 852, de soumettre de petites pièces à un proces- sus de lavage et de rinçage en utilisant un tambour cylin- drique présentant un axe horizontal autour duquel le tam- bour est amené à tourner en cours d'utilisation. Le tambour est en une matière perforée de façon à permettre au liquide de traitement de s'en écouler et présente un dispositif d'avance à volute hélicoïdale ou vis sans fin interne pour faire passer les pièces le long du tambour lorsqu'il tourne. Cet agencement a pour inconvénient que le liquide de traite- ment n'est en contact avec les pièces que pendant un très court laps de temps avant de s'écouler par les perforations. En outre, des copeaux ou autres petites particu- les de matière mélanCés avec les pièces risquent d'avoir tendance à obstruer les trous de drainage dans le tambour de sorte que le)iiiuide de traitement s'accumule et peut difficilement s'en *'couler, ce qui peut avoir pour résultat qu'un liquide se trouve contaminé par celui fourni à l'étage suivant par exemple. Une solution qu'il a été proposé d'apporter à ce pro- blème est celle indiquée dans le brevet bri- tannique n' 1 558 566 dans lequel des tambours non perforés sont utilisés et la volute hélicoïdale présente de petites ouvertures de sorte que du liquide et des copeaux peuvent passer à travers la volute mais les pièces ne le peuvent pas. L'appareil comprend deux ou plusieurs tambours disposés coaxialement autour d'un axe de rotation qui est incliné par rapport à l'horizontale. Du liquide de traitement est proje- té sur les pièces vers l'extrémité supérieure de chaque tam- bour et peut ensuite refluer à travers les ouvertures dans la volute hélicoïdale en direction de moyens de drainage si- tués à l'extrémité inférieure du tambour. Malheureusement, cet agencement présente également des inconvénients s'il s'agit d'un type quelconque de ma- chine de traitement par jets à plus de deux étages puisque chaque tambour doit être plus grand que le tambour précé- dent de sorte que des pièces peuvent passer directement de l'extrémité supérieure d'un tambour dans l'extrémité infé- rieure du tambour suivant. En outre, le fait de prévoir un axe incliné a pour effet que, si la machine présente une longueur importante, une extrémité de la machine est proba- blement beaucoup plus haute que l'autre extrémité,posant ainsi des problèmes d'encombrement dans l'usine, de charge- ment et de déchargement. C'est en tenant compte de ces problèmes que la pré- sente invention a été conçue et celle-ci a pour objet de créer pour des pièces de faibles dimensions un appareil de traitement par jets qui supprime ou du moins diminue ces inconvénients. Suivant l'invention il est prévu un appareil de trai- tement par jets pour des pièces de faibles dimensions, l'ap- pareil comprenant un bâti; un récipient monté sur le bâti de manière à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation généralement horizontal, lequel récipient présente une ex- trémité d'entrée et une extrémité de sortie ainsi qu'un dis- positif d'avance sensiblement hélicoïdal s'étendant le long de l'intérieur du récipient à partir de l'extrémité d'entrée jusqu'à l'extrémité de sortie de façon à faire passer des pièces le long du récipient lorsque celui-ci tourne autour de son axe; et des organes de projection prévus à l'inté- rieur du récipient pour projeter du liquide de traitement sur des pièces se trouvant dans le récipient, la section du récipient diminuant vers l'intérieur en direction de l'axe à partir de l'extrémité d'entrée jusqu'à l'extrémité de sortie du récipient et les organes de projection se trou- vant à une certaine distance de l'extrémité d'entrée. L'expression "généralement horizontal" n'exclut pas un axe légèrement incliné par rapport à l'horizontale de fa- çon à présenter une pente vers le haut ou vers le bas (dans le sens d'avance de la pièce). Au demeurant, la surface la plus inférieure du récipient doit cependant toujours être inclinée au moins légèrement vers le haut de façon à per- mettre à du liquide de traitement de s'écouler vers l'ex- trémité d'entrée. D'autre part, la pente de cette surface inférieure ne doit pas être importante au point de gêner le mouvement de la pièce à travers le récipient. De préférence, l'appareil comprend deux ou plusieurs récipients de ce genre montés de manière à pouvoir tourner autour d'un axe commun généralement horizontal, l'extrémité de sortie d'un récipient étant placée à l'intérieur de l'ex- trémité d'entrée du récipient suivant de sorte que les piè- ces passent dudit premier récipient au suivant lorsque ce premier récipient tourne. Le dispositif d'avance sensiblement hélicoïdal du récipient ou de chaque récipient peut présenter un certain nombre d'ouvertures d'une taille inférieure à celle de la plus petite pièce à traiter, pour que du liquide de traite- ment puisse s'écouler vers l'extrémité d'entrée durécipient. Un dispositif d'évacuation de liquide peut être prévu au-dessous de l'extrémité d'entrée du récipient ou de chaque récipient. Au dispositif d'évacuation peuvent être associés des moyens de filtration. Un système de recyclage de liquide peut être installé nutre le dispositif d'évacuation et les organes de projection pour permettre au liquide de traite- ment d'être recyclé. Si plusieurs récipients sont prévus, chacun d'eux peut être monté séparément de façon à pouvoir tourner et peut être entraîné séparément, de sorte que les récipients peuvent être agencés de manière à tourner à des vitesses différentes et/ou dans des sens opposés. Une paire de voies extérieures coaxiales et annulai- res, parallèles l'une à l'autre et espacées en direction axiale, peut être prévue sur le récipient ou sur chaque ré- cipient, chacune des voies pouvant coopérer avec une paire de galets d'appui, permettant ainsi au récipient d'être mon- té de façon à pouvoir tourner. Le récipient ou chaque récipient peut comporter un certain nombre de panneaux formant paroi de façon qu'il soit polygonal dans toute coupe transversale perpendiculaire à son axe. Ainsi, par exemple, le récipient peut comporter huit panneaux formant paroi de façon à présenter une forme octogonale régulière dans une coupe transversale quelconque de ce genre. Le récipient ou chaque récipient peut être tronconi- que. Le dispositif d'avance sensiblement hélicoïdal peut comprendre un certain nombre de barrettes fixées rigidement aux panneaux formant paroi du récipient. Les ouvertures men- tionnées peuvent être prévues entre les extré:mités des bar- rettes adjacentes. L'appareil peut comprendre, en tant qu'étage final, un récipient présentant un certain nombre de fentes allon- gées s'étendant généralement en direction longitudinale et dont les dimensions sont inférieures à celles de la plus petite pièce afin de permettre à des copeaux et analogues d'être séparés des pièces en passant par les fentes. L'invention est décrite plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple non limitatif illustré aux dessins an- nexés sur lesquels: la figure 1 nst une vue en élévation latérale d'un appareil de lavage i-r jets à trois étages suivant l'inven- tion; la figure 2 est une vue en élévation latérale d'un récipient faisant partie de l'appareil; et la figure 3 est une vue en bout du récipient faisant partie de l'appareil. Sur la figure 1 un appareil de lavage par jets pour des pièces de faibles dimensions est désigné dans son ensem- ble par 10.et comprend trois récipients 11, 12 et 13 qui permettent respectivement une phase de lavage avec du liqui- de chaud, une phase de rinçage avec du liquide froid et une phase de rinçage avec du liquide chaud pour pièces à trai- ter. Les récipients 11, 12 et 13 sont sensiblement identi- ques entre eux et les figures 2 et 3 montrent un récipient type de façon plus détaillée. Il convient cependant de noter qu'en général la machine comprend un bâti comportant des voies de roulement à décrire plus loin et sur lesquelles les récipients sont montés coaxialement autour d'un axe de ro- tation commun généralement horizontal 14. Chaque récipient 11, 12, 13 voit sa section diminuer à partir d'une grande extrémité d'entrée 15 jusqu'à une petite extrémité de sor- tie 16, laquelle est reçue à l'intérieur de la grande ex- trémité d'entrée 15 du récipient sulivant. Comme décrit ci- après, il est prévu à l'intérieur de chacun des récipients un dispositif d'avance permettant i des pièces de passer de l'extrémité d'entrée à l'extrémité de sortie à partir de la- quelle elles tombent ensuite dans l'extrémité d'entrée du récipient suiv;mnt. On observe que la longueur et la conici- té des récipients sont telles qu'ils peuvent être montés de façon à s'en{uiger les uns dans les autres de la façon dé- crite. Sur les figures 2 et 3 est représenté un réeipient typi- que désigné par 11. Le récipient est à section décroissante et ne compose de plusieurs panneaux formant paroi comme par exemple 17, 18, 19 qui présentent une forme triangulaire tronquée. Dans l'exemple représenté il est prévu huit pan- neaux formant paroi de ce genre qui constituent ensemble un 2498091f récipient présentan"t une section octogonale régulière dans un plan quelconque '2rpendiculaire à l'axe du récipient. Le récipient pourrait cependant également présenter la forme d'un vrai cône tronqué. Chaque récipient est supporté par deux-paires de ga- lets rotatifs 29 et 30 qui sontentra nés en rotation respect:i- vement par des arbres 31 et 32. Chaque récipient présente une paire de voies externes coaxiales annulaires, 3arallèles l'une à l'autre et espacées en direction axiale, qui rou- lent sur les galets 29, 30 de façon à faire tourner les ré- cipients. Un dispositif d'avance sensiblement hélicoïdal du genre connu sous le nom de volute hélicoïdale est prévu à l'intérieur de chacun des récipients. Ce dispositif d'avance fait passer des pièces à l'intérieur du récipient à partir de l'extrémité d'entrée 15 jusqu'à l'extrémité de sortie 16 lorsque le récipient tourne autour de son axe 14. Bien qu'il soit possible de prévoir une volute conti- nue soudée à l'intérieur du récipient sur toute la longueur de celui-ci, il s'est avéré que la volute 20 peut également être prévue sous la forme de barrettes métalliques sensible- ment rectangulaires 21, chaque barrette s'étendant sur un des panneaux formant paroi 17, 18, 19 et les barrettes se chevauchant étroitement à leurs extrémités en étant sensi- blement parallèles les unes aux autres. On obtient ainsi de petites ouvertures 22 entre les barrettes 21 de façon à per- mettre au liquide de traitement de refluer vets le bas du récipient sous l'effet de la gravité, dans un sens opposé à celui dans lequel les pièces avancent sous l'action de la volute 20. L'évacuation du liquide de traiteient peut être amé- liorée, par exemple s'il s'agit d'effectuer une projection intense de liquide, soit en utilisant du métal perforé pour les barrettes 21, soit en prévoyant des fentes dans les bar- rettes 21. L'utilisation de barrettes individuelles s&Barées 21 pour former la volute simplifie en même temps grandement la conception, la construction et la mise en place de cette 249809i dernière. Du côté de l'extrémité d'entrée 15 du récipient les barrettes se trouvent bout à bout de sorte que les ouvertu- res 22 sont absentes. Ainsi la partie terminale concernée de la volute 20 située à la partie la plus basse du récipient est moins apte à laisser le liquide de traitement s'écouler durant la majeure partie de son cycle de rotation. Le liqui- de peut évidemment s'écouler dans une certaine mesure soit sur la volute, soit par des perforations ou fentes prévues dans la volute, là o celles-ci sont prévues. Lorsque l'extrémité de la volute coïncide avec la partie la plus basse du récipient au cours de sa rotation, le liquide de traitement peut s'écouler librement de ce dernier. Ainsi l'extrémité d'entrée 15 du récipient forme un réservoir pour le liquide de traitement dans lequel les pièces sont initialement déposées, soit à partir d'un dis- positif d'avance, soit à partir de l'extrémité de sortie du récipient précédent. Les pièces tendent donc à tomber dans un réservoir de liquide de traitement et sont ensuite trans- portées par la volute le long du récipient, à travers un contre-courant de liquide de traitement, à la zone de pro- jection. Un certain nombre de têtes de projection 23 sont prévues à l'intérieur du récipient à une certaine distance de l'extrémité d'entrée. Il est commode de monter les têtes de projection sur des tuyaux de projection qui passent à travers l'extrémité d'entrée du récipient à partir d'un en- droit situé entre cette extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie du récipient précédent. Les têtes de projection peuvent bion sûr être en communication avec une so;urce d'un type quelconque de li- quide de traitement, par exemple une solution de détergent, de l'eau de rinçage, de l'acide ou du solvant, en fonction du genre de traitement à effectuer. Dans le cas de l'appa- reil de lavage par jets représenté le premier récipient 11 forr;:e un poste de lavage dont les -têtes de projection 23 sont alimentées avec une solution de déterrent nréchauffée. Le second récipient 12 forme un poste de rinçage dont les têtes de projection 23 sont alimentées en eau de rinçage propre. Dans le troisième récipient les têtes de projection sont alimentées avec de l'eau de rinçage chaude. A l'extrémité d'entrée 15 de chaque récipient rece- vant un liquide de traitement,une auge de drainage 24 est disposée de façon à recueillir le liquide qui s'écoule hors du récipient en tombant par intermittence de l'extrémité d'entrée chaque fois que l'extrémité de la volute coïncide avec la partie la plus basse du récipient en cours de rota- tion. L'auge présente un dessous incliné 25 de façon à lais- ser le liquide s'écouler transversalement à l'axe 14 vers une boite de filtration 26. La boite de filtration est équi- pée d'une toile métallique à mailles fines ou d'un tamis analogue 27 qui retient des particules relativement grosses de copeaux ou d'autres matières éventuellement entraînés par le courant de liquide. Un bac de sédimentation 28 est placé au-dessous du tamis 27 dans la boite de filtration et des particules relativement fines se déposent au fond du bac 28. Le liquide de traitement peut être jeté ou, comme cela se fait plus couramment, être recyclé en étant ramené aux têtes de projection 23, soit par pompage directe à partir du bac de sédimentation, soit en le faisant passer d'abord dans un réservoir de retenue (non représenté) à partir du- quel il est refoulé vers les têtes de projection 23. Il convient de noter que, chaque phase de traitement étant effectuée dans un récipient s,1paré, il n'y a prati- quement aucune contamination des linuides de traitement par le liquide de la phase précédente. Afin de réduire le ris- que de contamination, on fait avancer les pièces d'une cer- taine distance au-delà des têtes de projection 23 de façon à permettre au liq'ide de traitement de s'étroutter des piè- ces avant que celles-ci n'atteignent l'extrémité de sortie 16 du récipient et ne passent dans le récipient suivant. En outre, une plaque flexible formant écran (non représentée) peut être montée derrière les têtes de projection afin de protéger l'extrémité de sortie du récipient L'appareil de traitement décrit présente divers avan- tages dus poutr une large part à la forme à section décrois- sante des récipient' utilisés pour les phases de traitement. Ces récipients po!rr ient être fabriqués sous forme de -truc-- tures tronconiques en tale mais la section octogonale décri- te plus haut est préférable puisque les pièces sont alors soumises à un culbutement plus vigoureux en raison des brus- ques changements d'inclinaison des surfaces sur lesquelles elles reposent lors de la rotation du récipient. Le culbu- tement est plus énergique qu'il ne le serait dans le cas d'une paroi tronconique lisse. En utilisant un récipient présentant une section dé- croissante dans la direction de sa longueur on permet au li- quide de traitement débité sous forme de jets de s'écouler en continu sans qu'il soit nécessaire de monter le récipient sur un axe incliné. De plus, la forme des récipients leur permet de s'adapter les uns dans les autres, comme représen- té sur la figure 1, de sorte que chaque récipient peut faire passer des pièces directement à partir de sa propre extrémi- té de sortie 16 dans l'extrémité d'entrée 15 du récipient suivant saris qu'il soit nécessaire de prévoir une augmenta- tion progressive de la taille globale des récipients succes- sifs. L'utilisation de récipients séparés pour les diffé- rentes phases a pour effet non seulement de réduire le ris- que de contamination de liquide de traitement mais en outre de rendre l'appareil très polyvalent puisque chaque réci- pient peut être agencé de façon à tourner indépendamment des autres. Par exemple, dans le cas de procédés de phosphatation et de décapage, il peut être avantageux pour des articles de rester plus ou moins longtemps soumis aux différentes phases du traitement. Le décapage est de préférence effectué à une vitesse relativement élevée accompagnée d'une forte agita- tion, ce qui pourrait se faire par exemple en doublant la vitesse de rotation du récipient o le traitement de déca- page est réalisé et en ramenant le pas du dispositif d'avan- ce à vis sans fin interne à la moitié du pas de l'étage pré- cédent. Le temps de transit à travers le récipient serait alors exactement le même que celui à travers le récipient précédent mais les conditions de traitement se trouveraient améliorées par l'agitation subie par les pièces à traiter au cours du culbuita- nt relativement rapide qu'elles subi- raient. Une phosphatation pourrait, au contraire, être avan- tageusement effectuée plus lentement et dans ce cas on pour- rait doubler le pas de l'hélice et réduire la vitesse de moitié. Il n'est pas nécessaire que tous les temps de transit à travers les récipients soient égaux dans un procédé conti- nu quelconque. L'appareil est construit de telle manière que le procédé soit effectué de manière continue de sorte qu'il suffit simplement de faire correspondre le nombre de pièces alimentant par unité de temps le récipient formant le premier étage à une valeur compatible avec un traitement satisfaisant à travers l'ensemble des récipients successifs. On se propose, si des pièces à traiter comportent certaines quantités de copeaux longs ou d'autres fragments relativement importants de matière étrangère, de laisser passer ceux-ci par les différents étages de traitement sans les éliminer. Seules de très petites particules seraient ramenées par les liquides de traitement dans les différents étages et séparées dans les boites de filtration 26. Au bout de la chaîne de traitement il est prévu un brise-co- peaux (non représenté) qui se présente sous la forme d'un récipient, soit à section décroissante, soit cylindrique, qui est construit par exemple au moyen de profilés en U ou de cornières boulonnés ensemble de façon à laisser des fen- tes allongées entre eux. Les panneaux du récipient terminal sont agencés sous la forme d'un polygone à faces multiples et la rotation rapide de ce récipient tend à briser les co- peaux et à les faire passer par les fentes,tout en faisant avancer les pièces de la manière décrite plus haut. Un transporteur évacuant les copeaux ou collecteur peut être prévu au-dessous du récipient pour recevoir la matière pas- sant par les fentes. Le brise-copeaux sert également à évacuer du liquide en excès piégé dans des pièces en forme de coupelle, en les faisant culbuter vigoureusement. Dans certains cas les fentes allongées pourraient ne pas être nécessaires, le ré- cipient étant alors en une matière perforée. Un étage,i1 h!;ionnel facultatif (non représenté) com- prend un dispositif de séchage réalisé en t8le perforée et présentant de préférence une section polygonale pour favo- riser le culbutement des pièces. Une volute servant de dis- positif d'avance transporte les pièces à travers le dispo- sitif de séchage qui présente des côtés parallèles et est enfermé dans une enveloppe isolée par laquelle de l'air chaud est soufflé pour sécher les pièces. REVENIDICATiCNS 1 - Apparei' de traitement par jets pour des pièces de faibles dimensions, l'appareil comprenant un bâti; un récipient monté sur le bâti de manière à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation f;enéralement horizontal, lequel récipient présente une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie ainsi qu'un dispositif d'avance sensiblement hé- licoldal s'étendant le long de l'intérieur du récipient à partir de l'extrémité d'entrée jusqu'à l'extrémité de sor- tie de façon à faire avancer les pièces le long du récipient lorsque celui-ci tourne- autour de son axe; et des organes de projection prévus à l'intérieur du récipient pour proje- ter du liquide de traitement sur les pièces se trouvant dans le récipient, caractérisé en ce que le récipient (11, 12, 13) présente une section se rétrécissant vers l'intéri- eur en direction de l'axe (14) à partir de l'extrémité d'en- trée (15) jusqu'à l'extrémité de sortie (16) du récipient et en ce que les organes de projection (23) se trouvent à une certaine distance de l'extrémité d'entrée (15). 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux ou plusieurs récipients (11, 12, 13) sont montés de manière à pouvoir tourner autour d'un axe commun généralement horizontal (14), l'extrémité de sortie d'un ré- cipient (11) étant placée à l'intérieur de l'extrémité d'en- trée (15) du récipient suivant (12) de sorte que les pièces passent dudit premier récipient (11) au récipient suivant (12) en cours de rotation de ce premier récipient (i1). 3 - Aprareil selon la revendication 1, caractérisé en ce nue le dispositif d'avance ser:siblement hélicoïdal du récipient ou de chaque récipient présente un certain nombre d'ouvertures (22) d'une taille inférieure à celle de la plus petite pièce à traiter, pour que du 1iquide de trai- tement puisse s'écouler vers l'extrémité d'entrée du réci- pient. 4 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif d'évacuation de liquide (24) et des moyens de filtration (27) associés - ce dernier scnt prévus au-dessous de l'extrémité d'entrée (15) du ou de chaoue récipient (11, 12. 13) et en ce que du liquide peut être recyclé à partir du dispositif d'évacuation en étant ramené aux organes de projection (23). - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque récipient (11, 12, 13) est monté séparément de façon à pouvoir tourner et est entraîné séparément de sorte que les récipients peuvent être agencés de manière à tourner à des vitesses différentes et/ou dans des sens oppo- sés. 6 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une paire de voies coaxiales et annulaires (33, 34), parallèles l'une à l'autre et espacées en direction axiale, est prévue sur le récipient ou sur chaque récipient (11, 12, 13), chacune des voies (33, 34) pouvant coopérer avec une paire de galets d'appui (29, 30), permettant ainsi au réci- pient d'être monté de façon à pouvoir tourner. 7 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque récipient (11, 12, 13) comporte un certain nombre de panneaux formant paroi (17, 18, 19) de façon à présenter une forme polygonale dans toute coupe transversa- le perpendiculaire à l'axe (14). 8 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient ou chaque récipient est tronconique. 9 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'avance sensiblement hélicoïdal (20) comprend un certain nombre de barrettes (21) fixées rigidement aux panneaux formant paroi (17, 18, 19) du réci- pient (11). - Appareil selon les revendications 9 et 3, carac- térisé en ce lue les ouvertures (22) sont prévues entre les extrémités de barrettes adjacentes (21).