Brevet FR2520268A1 — publié le 19830729

i La présente invention concerne un procédé de lavage de pièces et composants métalliques et non mé- talliques, particulièrement envisagé pour le lavage de parties métalliques de machines et moteurs, composants de l'industrie électronique, etc ainsi qu'une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour le lavage de parties mécaniques de machi- nes ou en tout cas d'éléments ou pièces métalliques, on emploie actuellement deux types de procédés, à savoir: procédés à froid, o les pièces disposées dans une cu- ve de lavage normalement à ciel ouvert, sont arrosées de détergents et/ou solvants divers, ou bien pétrole et en- suite rincées à l'eau courante; procédés à chaud, o les pièces disposées dans une cuve de lavage sont arrosées d'un liquide composé d'eau et de détergent, porté à une température désirée en fonction du type de saleté à éliminer des pièces à laver et du dé- tergent utilisé. Ces procédés prévoient tous les deux des étapes de traitement des pièces o le liquide de lavage est pul- vérisé sous pression sur les pièces à laver et à la fin du cycle de lavage le liquide est récupéré dans un réci- pient approprié et éventuellement utilisé de nouveau après filtrage. E Les pièces lavées sont laissées à l'intérieur de la cuve de lavage jusqu'à leur complet égouttage et sont ensuite enlevées et séchées, normalement par des jets d'air. Le principal inconvénient de ces procédés est représenté par le fait que tant pendant la phase de la- vage que pendant la phase de séchage des pièces, des gaz et des vapeurs se développent et se répandent dans l'am- -2 - biance de travail (ou sont acheminés vers l'extérieur). Ces gaz et vapeurs ne sont absolument pas traités en vue de récupérer les substances polluantes et par conséquent les personnes préposées à cette tâche sont obligées de travailler dans des lieux malsains En outre la disper- sion de solvants et détergents a une incidence négative sur les coûts de traitement des pièces à laver. Un autre inconvénient est représenté par le fait que le temps d'égouttage doit être assez long en vue d'éviter pendant le séchage des pièces une dispersion re- marquable de détergents et solvants. Dans les procédés à chaud ce temps peut être plus court par rapport aux procédés à froid, étant donné que la pièce réchauffée pendant le lavage par le liquide chaud ut ilisé favo-ise, moyennant échange thermique, la vaporisation de 1 'eço, et des solvants. i Le temps d'égouttage se traduit dans un consi- dérable temps d'arrêt des machines de lavage, ou bien de- mande l'enlèvement des pièces lavées de la cuve de lavage et le dépôt de celles-ci dans une cuve d'égouttage. i X Le but principal de la présente invention est celui de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus et en particulier d'éliminer, dans les procédés de la- vage de pièces métalliques ou bien également d'éléments et de composants en métal et non, toute dispersion de sol- vant et/ou de détergents pendant les phases de lavage et de séchage et de réduire au minimum les temps nécessai- res pour cette dernière phase de travail. Un autre but de la présente invention est de prévoir une phase de travail de régénération, moyennant la distillation du solvant utilisé pendant le cycle de lavage, et d'exploitér les vapeurs dérivant de la distil- 2520268 - -3- lation pour un autre éventuel traitement des pièces en phase de lavage en utilisant du solvant parfaitement net. Ces buts sont atteints par le procédé objet de la présente invention qui est essentiellement caractéri- sé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a) lavage des pièces dans une chambre étanche en employant des solvants à l'état pur ou avec des additifs incorpo- rés, moyennant immersion des pièces dans ces solvants et/ou bain des pièces en utilisant des jets de solvant sous pression; b) récupération en continu, ou bien discontinue, du sol- vant utilisé pour le lavage et sa régénération par dis- tillation continue ou discontinue; c) séchage des pièces lavées moyennant circulation forcée en circuit fermé d'un écoulement d'air chaud à travers la chambre de lavage des pièces et récupération des va- peurs de solvant engendrées par cet écoulement, par con- densation. De cette façon aucune substance polluante ne s'échappe à l'extérieur et on a la possibilité de rédui- re au minimum ou même d'éliminer les pertes de solvant. En outre on réduit remarquablement le temps de séchage des pièces lavées étant donné qu'on obtient une vaporisa- tion rapide du solvant grâce à la circulation forcée d'air réchauffé à l'intérieur de la cuve de lavage. Selon une suite préférée des étapes de travail, à la fin de la phase de lavage les pièces sont traitées avec des vapeurs de solvant prises du circuit de régéné- ration, par distillation, du solvant utilisé pour le lavage. En utilisant les vapeurs de solvant régénérées pour la phase conclusive de lavage on a pratiquement -4- la possibilité de soumettre les pièces lavées à un "bain" de solvant qui améliore le résultat du lavage en élimi- nant d'éventuelles traces résiduelles de graisse, dépôts et autres. Dans le but d'obtenir la plus grande capacité de production, la machine exploitable pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus prévoit à l'intérieur de la chambre de lavage un élément rotatif,ou en tout cas mobile à l'intérieur de celle-ci pourvu d'une ou de plu- sieurs chevilles ou tiges de support d'un ou de plusieurs paniers destinés à contenir les pièces à laver. Ledit élément est supporté de manière que les paniers, pendant son mouvement, sont portés une ou plu- sieurs fois et en temps successifs en immersion dans un bain de solvant qui remplit partiellement la chambre de lavage, en correspondance d'au moins un gicleur qui diri- ge au moins un jet de solvant sous pression vers ledit panier, et en correspondance de l'hublot ou porte d'entrée à l'intérieur de la chambre de lavage On obtient ainsi, pendant chaque cycle de lavage, une phase de travail o une partie des pièces se trouve plongée dans le bain de solvant et une autre partie est frappée par les jets de solvant sous pression qui favorisent le lavage de zones difficiles à atteindre et ceci grâce à l'action mécanique des 'jets de solvant. A la fin de la phase de lavage les pièces peu- vent être facilement déchargées en ôtant les paniers des chevilles ou tiges de support Pour cette raison, selon une solution préférée de mise en oeuvre, ces chevilles ou tiges sont supportées en porte-à-faux par l'élément mobile à l'intérieur de la chambre de lavage et ces pa- niers peuvent être librement enfilés sur et ensuite déga- -5- gés des mêmes chevilles ou tiges. Pour mieux éclaircir la solution objet de la présente invention on va décrire ci-après les différen- tes étapes de fonctionnement du procédé en question et les caractéristiques de la machine pour la mise en oeuvre du même procédé en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'une forme d'exécu- tion possible d'une machine apte à la mise en oeuvre du procédé de l'invention; la figure 2 est une vue schématique de face d'une pre- mière forme d'exécution de la chambre de lavage, des par- ties étant en coupe; la figure 3 est une vue schématique de face, avec des parties en coupe, d'une deuxième forme d'exécution de la chambre de lavage, o l'élément supportant les paniers est en forme de bascule; la figure 4 est une vue de face, toujours schématique, d'une troisième forme possible d'exécution de la chambre de lavage, o l'élément de support des paniers est un transporteur continu; la figure 5 est une vue schématique en perspective d'un possible type de panier qui peut être associé aux chevilles ou tiges reliées à l'élément mobile à l'inté- rieur de la chambre de lavage. Sur la figure 1 on a indiqué en 1 la chambre de lavage, pourvue d'un plateau 2, destiné à l'appui des pièces, qui peut être fixe ou bien tourner autour d'un axe transversald Le mouvement du plateau 2 peut être imprimé par les jets de solvant qui frappent les pièces à laver, ou bien moyennant l'emploi de motoréducteurs re- liés de manière cinématique au même plateau. -6 - i Le chargement des pièces à laver dans la cham- bre de lavage 1 dans le cas illustré est obtenu de des- sus; pour cette raison la chambre 1 est pourvue d'un hublot convenable à fermeture étanche. i La chambre de lavage 1 est pourvue d'une série de gicleurs 3 au moyen desquels le solvant, prélevé d'un réservoir 4 au moyen d'une pompe 5, peut être vaporisé- sous pression sur les pièces à laver de manière à combi- ner l'effet nettoyant, dû aux caractéristiques du solvant, avec une action mécanique utile pour atteindre les parties cachées, telles que cavités, trous borgnes, canalisations, etc. La chambre de lavage 1 est reliée, par un con- duit de décharge 6, à un filtre 7, destiné à retenir - les poussières détachées des pièces pendant la phase de lavage Ce filtre est relié, en sortie, tant au réservoir 4 qu'à un ventilateur 8 relié, en sortie, à un condenseur 9 qui peut être par exemple une installation frigorifique. Le solvant évacué au fur et à mesure de la cham- bre de lavage 1 est ainsi renvoyé, filtré, dans le réser- voir 4, alors que les vapeurs de solvant qui sortent du filtre 7, passant par le ventilateur 8, atteignent le con- danseur 9; Le condenseur 9 est relié: par un conduit 10, à un échangeur de chaleur-11; par un conduit 12, à un filtre 13, en communication directe avec l'atmosphère; et par un conduit 14, à un autre conduit 15 qui sorte d'un appareil distillatoire. L'échangeur de chaleur 1 l est relié, en sortie, par un conduit 17, à la chambre de lavage 1 et il cons- titue, conjointement avec le filtre 7, le ventilateur 8 et le condenseur 9, ainsi qu'avec la chambre de lavage 1, le circuit de séchage des pièces lavées. -7- i La présence du filtre 13 (qui est en communica- tion directe avec l'extérieur) permet d'éviter que pen- dant la phase de lavage une pression puisse se former à l'intérieur de la machine Ce filtre peut être formé de charbons actifs ou toute autre matière appropriée et sa liaison directe au condenseur 9 donne comme résultat que, pendant le cycle de séchage, par effet de la dépres- sion qui se crée dans le conduit 12 (à cause de la circu- lation forcée d'air à l'intérieur du condenseur 9), l'air qui entre, traversant le filtre à contre-courant, ramène au condenseur 9 du moins une partie du solvant absorbé en permettant ainsi qu'il soit récupéré. L'appareil distillatoire 16 est relié, au moyen du conduit 15, à la chambre de lavage 1 et au moyen d'un conduit 18 au refoulement de la pompe 5. Le solvant prélevé du réservoir 4 peut être en- voyé à l'appareil distillatoire 16 et de celui-ci, à tra- vers le conduit 14, le condenseur 9 et le séparateur 19 (relié au condenseur 9 au moyen d'unconduit 20) il peut couler de nouveau, débarassé des impurités, dans le ré- servoir 4, à travers le conduit,21. Une soupape 22 contr 8 le la sortie des vapeurs de solvant de l'appareil distillatoire 16 en les envoyant vers le condenseur 9 ou vers la chambre de lavage 1, tel qu'illustré plus en détail par la suite. Une autre soupape 24 contrôle l'envoi du sol- vant, par la pompe 5, directement dans la chambre 1 ou les gicleurs 3, et à l'appareil distillatoire 16. Ce qui précède-a été décrit à simple titre d'ex emple et le procédé objet de l'invention pourra être mis en oeuvre également en utilisant des installations différentes de celle décrite ci-dessus Par exemple, on -8pourra prévoir deux chambres de lavage reliées du côté de la décharge au filtre 7 et en entrée tant à l'échan- geur de chaleur'11 qu'à l'appareil distillatoire 16, de manière à obtenir, pendant que les pièces sèchent dans une chambre de lavage, le lavage des pièces dans l'autre cham bre. Selon la description qui précède et selon le procédé de l'invention, les phases de traitement des pièces à laver se succèdent comme suit. ' Il faut préciser qu'en cas de lavage moyennant immersion des pièces en appui sur le plateau 2 il sera nécessaire de prévoir une soupape 23 de fermeture du con- duit d'évacuation 6. Par la pompe 5 le solvant est aspiré du réser- voir 4 et amené dans la chambre de lavage 1 d'o, déchar- gé à travers le conduit 6, il retourne dans le réservoir 4 passant par le filtre 7. Comme déjà précisé, des vapeurs éventuelles de solvant produites pendant cette phase passent, à travers le ventilateur 8, dans le condenseur 9 o le solvant qui a repris l'état liquide retourne, à travers le sépa- rateur 19, au réservoir 4. Cette phase de lavage terminée on met en-marche le ventilateur 8 et l'échangeur de chaleur'11. ' Il y a ainsi une circulation forcée d'air chaud à l'intérieur du circuit composé de la chambre de lavage 1, des filtre 7, ventilateur 8, condenseur 9 et échangeur de chaleur'11. L'écoulement d'air cause l'évaporation du sol- vant des pièces lavées, lequel est ensuite laissé à l'in- térieur du condenseur 9 d'o le solvant récupéré passe dans le séparateur 19 et retourne au réservoir 4. On peut remarquer que tant pendant la phase de lavage que pendant la phase de séchage il n'y a aucune perte de vapeurs de solvant ou en tout cas aucune libé- ration ou fuite de vapeurs saturées de solvant vers l'ex- térieur; ceci conformément aux buts visés par le procédé objet de l'invention. Si l'on désire mieux compléter le lavage des pièces, à la fin de la phase de lavage, c'est-à-dire quand le solvant prélevé du réservoir 4 a été complètement dé- charghé dans la chambre de lavage 1, on envoie le sol- vant du réservoir 4 à l'appareil distillatoire 16 et de celui-ci on envoie les vapeurs de solvant en sortie, sur- chauffées, à l'intérieur de la chambre de lavage 1. A cet effet la soupape 22 fermera le conduit 14 laissant libre le passage dans le conduit 15 i Les va- peurs de solvant qui entrent dans la chambre de lavage 1, au contact de l'ambiance plus froide et en particulier des pièces lavées, condensent et les pièces sont de nou- veau mouillées. Si cette phase persiste, par effet de l'échan- ge thermique entre les vapeurs de solvant surchauffé et les pièces lavées, il y a une nouvelle vaporisation gra- duelle du solvant qui ensuite, pendant le cycle suivant de séchage, est complètement récupéré. L'appareil distillatoire 16 peut être utilisé en continu pour la distillation du solvant utilisé pen- dant le lavage, ou bien de manière discontinue pour épurer le solvant après un certain nombre de cycles de fonctionnement. i La chambre 1 peut être aussi de type différent par rapport à celle illustrée ci-dessus. En se référant à la figure 2 on a généralement - indiqué en 40 un élément rotatif à l'intérieur de la cham- bre 1, lequel tourne autour d'un axe horizontal. Dans le cas pris en examen l'élément 40 est pour vu de trois bras 50, qui ont une égale distance angulaire l'un par rapport à l'autre et aux extrémités libres des- quels sont fixées des tiges correspondantes 60 parallè- les l'une à l'autres L'élément 40 est disposé à proximi- té de la paroi de la chambre 1 opposée à celle o se trou ve le hublot ou porte 70 d'entrée à l'intérieur de la même chambre de lavage 1; sur les dessins annexés ce hublot est indiqué seulement en traits interrompus L'élément est supporté par la structure portante de la machine et peut être relié par une liaison cinématique à un grou- pe moteur 80 au moyen duquel le même élément 40 peut tour- ner selon un seul sens, de manière continue ou intermit- tente, à l'intérieur de la chambre 2. En 90 on a indiqué un conduit relié au réser- voir du solvant Dans le cas illustré plusieurs glicleurs sont en communication avec ce conduit et ils sont orientés vers l'intérieur de la chambre de lavage 1 de sorte qu'ils envoient des jets de solvant sous pression en direction des paniers, indiqués en 110, qui contien- nent les pièces à nettoyer Tel qu'illustré sur la figu- re 5, les paniers 110 ont une structure sensiblement en forme de réseau et sont pourvus, sur deux c 8 tés opposés, de deux trous coaxiaux 120 de section supérieure à la section des tiges 60 de manière qu'ils peuvent être li- brement enfilés sur lesdites tiges ou dégagés de celles- cii Les tiges 60 sont pourvues, à leur extrémité libre, d'une tête 130 de section supérieure à celle des mêmes *tiges mais inférieure à celle des trous 120; ces têtes ont pour tâche d'empêcher que les paniers 110 puissent 11 - se dégager accidentellement des tiges 60 pendant les pha- ses de travail. En se référant à ce qu'on a illustré, pendant un cycle de lavage, par effet de la rotation de l'élément 40 les paniers> 110 sont portés en temps successifs en immersion complète dans un bain de solvant contenu dans la partie inférieure de la chambre 1 et, ensuite en cor- respondance des gicleurs 100 qui lancent le solvant sous pression vers les pièces à laver, ce qui facilite le nettoyage des parties en forme de labyrinthe, des trous borgnes et en général des parties difficiles à atteindre. A la fin de la phase de lavage on effectue le cycle de séchage, suivant ce qui a été décrit plus haut. Dans l'exemple de la figure 3, o les éléments et dispositifs correspondant à ceux déjà illustrés sur la figure 2 on été indiqués par les mêmes numéros de ré- férence, l'élément 40 est en forme de bascule et le groupe moteur 80 peut être commander de manière que l'é- lément 40 oscille autour de son axe. Selon cette solution pendant que le panier 110 se trouve plongé dans le solvant contenu dans la partie inférieure de la chambre 1, les pièces contenues dans l'autre panier sont soumises à l'action de jets de sol- vant éjectés par les gicleurs 100 qui sont orientés vers celui-ci Dans l'exemple illustré la chambre de lavage 1 est pourvue de deux hublots ou portes 70 en correspon- dance desquels viennent se trouver les deux paniers 110. Selon la solution illustrée sur la figure 4 l'élément de support des tiges 60 est formé d'un transpor teur continu 150 associé à des poulies de renvoi 160 supportées par la structure portante de la machine, l'une desquelles est reliée de manière cinématique au groupe moteur 80. 12 - R E V E N D I-C A T I O N S 1 Procédé de lavage de pièces métalliques et non métalliques telles que parties et composants mécaniques et pour l'industrie électronique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a) lavage des pièces dans une chambre étanche en employant des solvants à l'état pur ou avec des additifs incorpo- rés, moyennant immersion des pièces dans ces solvants et/ou bain des pièces en utilisant des jets de solvant sous pression; b) récupération en continu, ou bien discontinue, du sol- vant utilisé pour le lavage et sa régénération par dis- tillation continue ou discontinue; c) séchage des pièces lavées moyennant circulation forcée en circuit fermé d'un écoulement d'air chaud à travers la chambre de lavage des pièces et récupération des va- peurs de solvant engendrées par cet écoulement, par con- densation. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à la fin de Sa phase de lavage les pièces sont traitées avec des vapeurs de solvant prélevées du cir- cuit de régénération, par distillation, du solvant uti- lisé pour le lavage. * 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant la phase de séchage des pièces lavées l'écoulement d'air qui sort de la chambre de lavage est passé à travers au moins un élément condenseur-sépara- teur o les vapeurs de solvant sont portées à l'état li- quide, et ensuite à travers un échangeur de chaleur qui cause son réchauffage à une température suffisante à provoquer la vaporisation du solvant à l'intérieur de la chambre de lavage. 13 - 4 Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 ou 2 ou 3, caractérisée en ce qu'el- le comporte un élément ( 40) rotatif ou en tout cas mobile selon une directrice disposée à l'intérieur de la chambre de lavage,( 1), cet élément ( 40) étant pourvu d'au moins une cheville ou tige de support ( 60) reliée en porte-à- faux à celui-ci et à laquelle peut être suspendu au moins un panier)( 110) qui contient les pièces à laver; à l'in- térieur de cette chambre étant en outre prévu un conduit ( 90) qui est en communication avec un réservoir du sol- vant et qui est pourvu d'au moins un gicleur>( 100) desti- né à envoyer un jet de solvant sous pression vers au moins un desdits paniers,0110) qui contient les pièces à laver et qui se trouve au-dessus du niveau du solvant contenu à l'intérieur de la chambre de lavage,( 1), ce panier pas- sant à proximité dudit gicleur,( 100) pendant la phase de mouvement de l'élément mobile ( 40) à l'intérieur de la chambre de lavage,( 1); cette chambre de lavage étant pour- vue d'au moins un hublot ( 70) d'entrée qui a une section et un profil supérieurs à la section et au profil trans- versal d'un panier,( 110) contenant les pièces à laver.