Brevet FR2532562A1 — publié le 19840309

L'invention concerne un dispos.itif pour le traitement d'objets par un solvant dont le point d'ebulli- tion est d'au moins 850C, notamment pour le nettoyage et le dégraissage d'objets-par du trichloréthylène ou du perchloréthylène, ce dispositif étant constitué par un récipient de traitement comportant une partie inférieure pour solvant liquide > une partie intermédiaire pour vapeur de solvant et une partie supérieure pour refroidissement, ce récipient étant en outre doté, dans sa région la plus basse, d'un dispositi.f chauffant réalisé pour être parcouru par un fluide en phase liquide et/ou vapeur qui maintient/9e soivant liquide se trouvant dans ladite partie inférieure, ce dispositif chauffant étant associé à un régulateur auquel est raccordé un capteur de température agencé dans la partie pour solvant liquide > ladite partie supérieure étant cons titre en zone de refroidissement à'l'aide d'un ou plusieurs tuyaux refroidisseurs qui sont disposés dans le récipient selon un tracé entourant l'intérieur de celui-ci, devant sa paroi et à distance de son bord supérieur, et qui sont parcourus par un fluide réfrigérant et sont raccordés par un groupe réfrigérateur. Le fluide réfrigérant peut etre, par exemple, un hydrocarbure fluoré ou analogue, tout-aussi bien qu'une saumure. Dans un dispositif connu de ce genre (demande de brevet allemand n 2 624 345), les tuyaux refroidisseurs sont agencés immédiatement devant la paroi du récipient de traitement, et le groupe réfrigérateur est conçu, ainsi que le dispositif de chauffage, de façon que la partie pour vapeur de solvant s'étendue jusque dans la partie pour refroidissement. Il en résulte que la vapeur de solvant se condense sur les tuyaux refroidisseurs et que le condensat est ramené à la.partie pour solvant liquide via une gout tière collectrice prévue sur la paroi durécipient, en dessous des tuyaux, et via-une conduite raccordée à cette gouttière.Ce dispositif permet en outre, si l'on utilise un solvant à point d'ébullition relativement bas, tel que-par exemple le l,l,l-trinhloréthane (point d'ébullition 740cl de respecter, pour ce qui est de la Concentration Maximale Admissible sur les lieux de travail (CtG), une valeur relativement élevée qui est par exemple de 200 p.p.m. dans le cas du 1,1,1-trichloréthane, et cela-sans devoir disposer une aspiration sur-le bord, au-dessus de la partie pour refroidissement.Pour les solvants à point d'ébullition élevé et faible CMA, tels que le trichloréthylène dont le point d'ébullition est de 870C et la C de 50 p.p.m, ou le per chloréthylène dont le point d'ébullition est de 1210C et la CMA de 100 p.p.m, cette performance est impossible avec le dispositif connu qui doit donc être accompagné d'-une aspiration supplémentaire sur son bord.Pour ces solvants, il faut notamment tenir compte de ce que les différences de température entre la partie pour vapeur de solvant et la partie pour solvant liquide > et entre ces parties et l'air environnuant, sont plus importantes et que les émanations de vapeur de solvant, génératrices de perturbations dans les conditions thermiques stationnaires à l'intérieur du récipient de traitement sont sensiblement plus difficiles à maîtriser. En fait, l'introduction d'objets froids à traiter dans le récipient de traitement provoque, dans la région de la partie pour vapeur et de la partie pour liquide > un abaissement subit de la température, compensé par un chauffage correspondant, et, lors de l'enlèvement des objets, il y a un accroissement subit de la température dû à la continuation du chauffage. Dans d'autres dispositifs connus en pratique, pour le nettoyage et le dégraissage d'objets au moyen de trichloréthylèfle ou de perchloréthylène, on recourt non pas à une aspiration sur le bord, au-dessus des tubes refroidisseurs parcourus par de l'eau froide pour condenser la vapeur de solvant, mais à ce que l'on appelle un piège frigorifique". Ce piège frigorifique est constitué par des tubes refroidisseurs qui suivent un tracé encerclant à l'in- térieur du récipient, devant la paroi de celui-ci et à distance de cette dernière et du bord supérieur, ces tubes étant recouverts, vers le haut, par une collerette intérieure se raccordant au bord supérieur du récipient.Ces tubes refroidisseurs sont maintenus à une température de -100C à -300C à l'aide d'un fluide refrigérant circulant en passant dans une machine frigorifique à.basse température. Ainsi, l'air se trouvant dans l'intervalle annulaire compris entre les tuyaux refroidisseurs et la paroi du récipient est refroidi, en meme temps qu'il y a condensation de son humidité, et va radialement vers l'intérieur en entraînant de l'air, via l'interstice situé immédiatement en dessous de la collerette où il forme quasiment une "plaque froide que la vapeur de solvant ne traverse pas. Ce dispositif présente toutefois l'inconvénient que le refroidissement des tuyaux refroidisseurs se trouvant en dessous du piege frigorifique exige une quantité d'eau de refroidissement relativement importante pour la condensation de la vapeur de solvant. L'invention a pour but d'indiquer comment, avec un dispositif du genre mentionné audébut, il est possible, sans recourir à une aspiration supplémentaire au voisinage du bord supérieur du récipient, et sans avoir besoin de tuyaux refroidisseurs supplémentaires parcourus par Qe l'eau refrigérante pour condenser la vapeur de solvant, d'empêcher l'échappement de solvant par l'ouverture supérieure du récipient de traitement, cela dàns une mesure telle que la spécification réglementaire concernant la CMA dans'l'air environnant soit respectée à coup sur. Ce but est atteint par la combinaison de caractéristiques suivante Les tuyaux refrpidisseurs sont, d'une part, agencés à distance de la paroi intérieure du récipient et recouverts vers le haut par une collerette intérieure se raccordant au bord supérieur du récipient de traitement, et d'autre part, sont aptes à ètre maintenus à une température de -100C à -300C parce que le groupe réfrigérateur est constitué en machine frigorifique à basse température .;; en outre, il y a dans la partie pour vapeur de solvant, immédiatement en dessous de la partie pour refroidissement, un capteur de niveau/raccorae, en tant qu'émetteur de paramètre drentrée supplémentaire, audit régulateur du dispositif chauffant, ce dispositif chauffant étant constitué de façon que le fluide chauffant cesse d'être présent, au moins dans la région de la partie la plus basse du récipient, lorsque le régulateur arrête le chauffage.L'invention tire d'abord parti de la reconnaissance du fait qu'un piège frigorifique disposé immédiatement au-dessus de la partie pour vapeur de solvant, ctest-à-dire disposé sans portion refrigérante intermédiaire pour la condensation des vapeurs de solvant, est déjà suffisant pour empêcher fiablement l'évasion de vapeur de solvant hors du récipient de traitement. Les tubes ou tuyaux de refroidissement sont avantageusement conçus pour être aptes à être maintenus à une température de -200C à -30 C. De l'air froid sec forme une couche impénétrable au-dessus du compartiment de vapeur de solvant et empêche donc aussi la condensation de vapeur de solvant contre les tuyaux refroidisseurs du piège frigorifique. Toutefois, comme reconnu par l'invention, une condition nécessaire pour cette fonction est que la descente des -objets dans le récipient de traitement, et leur enlèvement de celui-ci, ne soient pas une cause d'importantes fluctuations de la température, notamment dans le compartiment ou partie pour vapeur de solvant. C'est pour satisfaire à cette condition préalable que l'invention prévoit, d'une part, un capteur de niveau de vapeur qui est agencé dans la partie ou compartiment pour vapeur de solvant, immédiatement en dessous de la partie pour refroidissement, et qui, en tant qu'organe émetteur de paramètre d'entrée supplémentaire, est raccordé au régulateur du dispositif chauffant. D'autre part, l'invention prévoit le départ du fluide chauffant, c'est-à-dire-sa sortie hors du dispositif chauffant, lors des arrêts de chauffage commandés par le régulateur.Le capteur de température se trouvant dans la partie ou compartiment pour solvant liquide ne maintient ce solvant en condition d'ébullition, c'est-à-dire ne maintient le chauffage en fonctionnement, que si la température du solvant liquide est descendue trop bas. Il en résulte que c'est seulement avec un retard relativement important que ce capteur de température réagit lorsque la limite supérieure de la zone occupée par la vapeur de solvant descend sous -l'effet d'une condensation de solvant sur un objet que l'on vient d'introduire dans le récipient.Ce retard est éliminé par le capteur de niveau de vapeur qui, lors d'une descente de la surface supérieure de la couche de vapeur de solvant, le chauffage en marche met immédiatement/, cela à un instant ou le capteur de tem- pérature-situé au niveau du solvant liquide n'a encore en registré aucune variation des conditions thermiques. Par ailleurs, la continuation du chauffage du solvant par la chaleur sensible cédée par le fluide de chauffage, alors que le chauffage est coupé par le régulateur (une telle poursuite de l'apport de chaleur sensible au solvant liquide se produisant à l'occasion de l'enlèvement des objets du récipient), est supprimée par le fait que le fluide chauf fant (fluide caloporteur) est enlevé du dispositif chauffant. Finalement, l'invention permet d'arriver à des conditions thermiques pratiquement constantes dans le récipient, cela aussi bien lors de l'introduction que lors de l'extraction des objets, et permet donc de réaliser l'équivalent d'une barrière de confinement pour le solvants garantissant le respect d'une CMA extremement basse, mème s'il s'agit d'un solvant à point d'ébullition élevé, ce résultat étant atteint sans recourir-à une aspiration supplémentaire et sans con sommation d'eau de refroidissement. D'autres développements sont possibles dans le cadre de l'invention, par exemple Le récipient de traitement possède une section horizontale rectangula-ire, et la partie pour refroidissement est munie desdits tuyaux refroidisseurs sur une hauteur qui correspond à 1,2 à 1,5 fois la largeur du récipient. Les tuyaux refroidisseurs sont équipés de moyens d'évacuation de l'.eau de dégivrage et de condensation. Le récipient présente, dans la région de la partie pour refroidissement,un un isolement extérieur. Dans un développement préféré, le capteur de niveau de vapeur est constitué par un capteur de température qui est en liaison 'thermoconductrice, par exemple un contact thermoconducteur, avec le tuyau refroidisseur le plus bas, le résultat étant que la sensibilité de réponse est très grande puisque, lors de la descente du niveau de' vapeur, ce capteur de température utilisé comme capteur de niveau de vapeur est refroidi par les frigories du tube ou tuyau de refroidissement le plus bas, plus fortement que s'il devait être refroidi en fonction des conditions existant dans la zone des vapeurs de solvant. Parmi les autres caractéristiques possibles de l'invention, il convient de noter celle selon laquelle le dispositif chauffant est connu pour être traversé sans pression par le fluide chauffant. et est réalisé sous la forme d'un moyen de chauffage à fond oblique avec, pour le fluide chauffants une admission haute et une sortie basse, ce qui simplifie notablement la construction du dispositif. Bien entendu, dans ce cas, le fluide chauffant est un liquide. Ce liquide peut comporter des additifs élevant son point d'ébulition. Il peut s'agir notamment d'une solution saline. La description qui va.suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure unique représente schématiquement, en coupe verticale, un dispositif pour le traitement d'objets par un solvant dont le point d'ébullition est supérieur à 850C. Le traitement envisagé peut hêtre notamment le nettoyage et le dégraissage d'objets au moyen de trichloréthylène ou de perchloréthylène. Pour I'essentiel, le dispositif est constitué d'un récipient de traitement 2 qui est ouvert à son bord supérieur 1, et dont le contour projeté sur un plan horizontal est rectangulaire. Ce récipient 2 est pour ainsi dire subdivisé en trois parties ou zones, à savoir une partie inférieure 3 pour solvant liquide, une partie intermédiaire 4 pour vapeur de solvant et une partie supérieure 5 pour refroidissement. La partie 3 est remplie d'un solvant liquide tel que du trichloréthylène ou du perchloréthylène. La partie 4 contient du solvant sous forme de vapeur, tandis que la partie 5 pour refroidissement est remplie d'air froid. Dans la région 6 la plus profonde, donc la plus basse, du récipient, il est prévu un dispositif chauffant 7 aménage pour faire passer un fluide chauffant liquide et/ou sous forme de vapeur, afin d'entretenir l'ébullition du solvant liquide se trouvant dans la partie 3. A cette fin, le dispositif chauffant 7 est équipé d'un régulateur 8 'auquel est raccordé un capteur de température 9 disposé dans la partie 3 qui est la zone ou se trouve te solvant liquide. La partie 5 est constituée en zone de refroidis tubes ou sement à l'aide de/tuyaux refroidisseurs 10 qui sont à l'intérieur du récipient 2, devant la paroli de celui-ci, à distance du bord supérieur 1. Ces tuyaux disposés selon un tracé entourant l'intérieur du récipient sont parcourus par un hydrocarbure fluoré servant d'agent de refroidissement et sont raccordés à un groupe réfrigérateur 11. Ceci étant, la particularité du dispositif réside dans le fait que lev tuyaux de refroidissement 10 sont agencés d'une part à distance de la paroi du récipient de traitement 2 et sont masqués vers le haut par une colle reste intérieure 12 se raccordant au bord supérieur 1 du récipient de traitement. En outre, le groupe réfrigérateur 11 est constitué en machine frigorifique à basse température, de sorte que ces tuyaux sont maintenus à une température de -100C à -30 C, de préférence -200C à 300 C. Du côté de l'intérieur du récipient, les tuyaux sont masqués par une paroi isolante 13 qui aboutit à une gouttière intérieure. Autres particularités du dispositif : dans la partie 4 pour vapeur de solvant, il y a, immédiatement en dessous de la partie 5 pour refroidissement, un capteur 14 de niveau de vapeur qui, en tant qu'émetteur de paramètre d'entrée supplémentaire, est raccordé au régulateur 8 du dispositif chauffant 7. De plus,-ce dispositif chauffant 7 est aménagé pour que le fluide chauffant cesse d'être présent, au moins dans la région de la partie la plus basse 6 du récipient, lorsque le régulateur arrête le chauffage. En outre, les tuyaux de re'froidissement 10 occupent, dans la partie pour refroidissement 5, une hauteur qui correspond à 1,2 à 1,5 fois la largeur du récipient de traitement 2. Comme, sur les tuyaux 10, il y a condensation d'humidité venant de l'air, et formation de givre qu'il faut enlever à intervalles déterminés, les tuyaux 10 sont en outre équipés de moyens de dégivrage et d'évacuatlon d'eau de condensation, non représentés, qui peuvent etre prévus par exemple sur la paroi isolante 13. Dans la région de la partie pour refroidissement 5, le récipient de traitement 2 comporte en outre un isolement extérieur 15. Le capteur 14 de niveau de vapeur est constitué par un capteur de température qui, par l'intermédiaire d'un pont thermique en métal, 16, est en contact thermoconducteur avec le tuyau de refroidissement 10 le plus bas. En outre, le dispositif chauffant 7 est conçu pour être traversé, sens pression, par le fluide chauffant et est,réalisé sous la forme d'un moyen de chauffage à fond oblique avec, pour le fluide chauffant, une admission haute 17 et une sortie basse 18. Le fluide chauffant est un liquide > par exemple une solution saline, dont le point d'ébullition est augmenté par des additifs. Le fonctionnement du dispositif décrit ressort clairement de la figure. Le solvant se trouvant dans la zone 3 de solvant liquide est échauffé du fait de l'activation du dispositif chauffant 7 qui le porte sensiblement à son point d'ébullition. La sonde de température 9 coopérant avec le régulateur 9, maintient la température dans ce domaine. La zone 4 de vapeur de solvant est alors pleine de vapeur de solvant. La zone de refroidissement 5 possède, dans la région de la paroi du récipient de traitement 2, une température de -100C à -30 C, de préférence de -200C à -300C. L'air refroidi dans l'interstice 19 entre les tuyaux refroidisseurs 10 et la paroi descend et forme une couche impénétrable au-dessus de la zone 4. Toutes ces zones ou parties peuvent être considérées comme des compartiments délimités par les interfaces liquide/vapeur et vapeur/air. Si, par exemple à l'aide d'un dispositif manipulateur non représenté, des objets froids à dégraisser sont descendus dans le récipient 2, il se produit alors une condensation de vapeur de solvant sur ces objets froids dès outils pénètrent dans le compartiment 4 de vapeur de solvant. il en résulte que le niveau de la vapeur de solvant-descend et que le capteur.l4 de niveau de vapeur déclenche aussitôt une mise en fonction nement du chauffage. Lorsque le régulateur commande l'arrêt du fonctionnement du chauffage, ce qui se produit par exemple lorsque les objets ont atteint ia température du solvant, ou sont avant cela retires du récipient 2, le dispositif chauffant 7 se vide, de sorte qu'il n'y a pas plus aucune continuation de l'apport de chaleur sensible au solvant liquide. REVENDICATIONS 1. - Dispositif pour le traitement d'objets par un solvant dont le point d'ébullition est d'au moins 850C, notamment pour le nettoyage et le dégraissage d'objets par du trichloréthylène ou perchloréthylene, ce dispositif étant constitué par un récipient de traitement comportant une partie inférieure pour solvant liquide, une partie intermédiaire pour vapeur de solvant et une partie supérieure pour refroidissement, ce récipient étant en outre doté, dans sa région la plus basse, d'un dispositif chauffant réalisé -pour être parcouru par un fluide en phase-liquide et/ou vapeur qui maintient en ébullition le solvant liquide se trouvant dans ladite partie inférieure, ce dispositif chauffant étant associé un régulateur auquel est raccordé un capteur de température agencé dans la partie pour solvant liquide, ladite partie supérieure étant constituée en zone de refroidissement à l'aide d'un ou plusieurs tuyaux refroidisseurs qui sont disposés dans le récipient selon un tracé entourant l'intérieur de celui-ci, devant sa paroi et à distance de son bord supérieur, et qui sont parcourus par un fluide réfrigérant et sont raccordés par un groupe réfrigérateur, ce dispositif de traitement étant caractérisé par le fait que les tuyaux refroidisseurs (10) sont, d'une part, agencés à distance de la paroi intérieure du récipient (2) et recouverts vers le haut par une collerette intérieure (12) se raccordant au bord supérieur (1) du récipient de traitement (2), et, d'autre part, sont aptes à être maintenus à une température de -100C à -30 C parce que le groupe ré frigérateur (11) est constitué en machine frigorifique à basse température, par le fait qu'il y a, dans la partie (4) pour vapeur de solvant, immédiatement en dessous de la partie (5) pour refroidissement, un capteur (14) de niveau de vapeur raccordé, en tant qu'émetteur de paramètre d'entrée supplémentaire, audit régulateur (8) du dispositif chauffant (7), et par le fait que ce dernier.(7) est constitué pour que le fluide chauffant cesse d'entre présent, au moins dans la région de la partie la plus basse (6) du récipient, lorsque le régulateur arrête le chauffage. 2. - Dispositif selon-la revendication 1, dans lequel le récipient de traitement possède une section hori- zontale de forme rectangulaire, caractérisé par le fait que la partie (5) pour- refroidissement est munie desdits tuyaux refroidisseurs (10) sur une hauteur qui correspond à 1,2 à 1,5 fois a largeur du récipient (2). 3. - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les tuyaux- refroidisseurs (10.) sont équipés de moyens d'évacuation dreau de dégivrage et de condensation 4.- - Dispositif selon l'-une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé par le fait que le récipient de traitement (2) présente, dans la région de la partie pour refroidissement (5), un isolement extérieur (15). 5. - Dispositif selon I'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le capteur de niveau de vapeur (14) est constitué par un' capteur' de température qui est en contact thermo-conducteur avec le tuyau refroidisseur le plus bas. 6. - Dispositif selon l'une quelconque desrevendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le dispositif chauffant (7) est conçu pour être traversé sans pression par le fluide chauffant ét est réalisé sous la forme d'un moyen de'chauffage à fond oblique avec, pour le fluide chauffant, une admission haute (17) et-unesortie basse (18). 7. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que le fluide chauffant est un liquide comportant des additifs élevant son point d'ébullition. 8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le fluide chauffant est une solution saline.