Brevet FR2534901A1 — publié le 19840427

PROCÉDÉ ET INSTALLATION-D'APPR TEMENT DE VERRERIES La présente invention a trait à un procédé d'ap- prêtement de verreries, c'est-à-dire de nettoyage intérieur et extérieur de pièces en verre, en particulier de luminaires de tailles et formes variables et complexes, afin de les ren- dre exemptes de toutes souillures et d'obtenir un état de sur- face homogène de la matière. Habituellement, les traitements d'apprêtement, no- tanment des luminaires, sont réalisés manuellement dans des conditions qui sont loin d'être parfaites et entraînent un nom- bre non négligeable de mises au rebut ou de retours des pièces ainsi traitées par suite de souillures qui ont échappé aux trai- tements dtapprêtement, voire même qui ont contaminé des pièces au coursnde ces traitements En effet, ces traitements s'opè- rent de manière quasi artisanale avec un certain nombre de ma- nipulations dans des conditions de rigueur de propreté des di- vers fluides au contact desquels sont soumises les pièces, no- tamment les liquides de rinçage, quelquefois douteuses. De plus, ces traitementsmobilisent une main d'oeu- vre importante du fait du nombre de manipulations diverses éparpillées dans l'espace et prennent beaucoup de temps. Enfin, ces traitements, en règle générale, ne sont pas suffisamment efficaces, non seulement au niveau de la qua- lité de propreté, mais aussi à celui du fini et de l'aspect des pièces après traitement. Le but de l'invention est de pallier ces divers inconvénients en proposant des moyens pour réaliser de manière automatique, rapide et particulièrement efficace de tels trai- tements d'apprêtements de verreries. -2 A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'apprêtement de verreries, notamment de luminaires, ou analo- gues, en verre de tailles et formes pouvant être variables et complexes, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer suc- cessivement, dans l'ordre et sans interruption, les opérations suivantes: prélavage des pièces à l'aide d'acide fluorhydrique à tem- pérature ambiante; égouttage; lavage à l'aide d'une solution alcaline chaude pendant un temps déterminé suivant la nature et la température de la solution; égouttage pré-rinçage à l'eau; pré-rinçage à température ambiante à l'aide d'une solu- tion aqueuse d'acide acétique; égouttage rinçage à l'eau chaude; rinçage à l'eau adoucie chaude; rinçage à l'eau déminéralisée chaude; séchage à l'air chaud. Un tel procédé permet d'obtenir des pièces d'une propreté absolument parfaite, exempte de toute souillure et d'un aspect, en particulier un éclat, un brillant, une netteté, remarquables. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé et que l'on va maintenant décrire en détails en se reportant aux dessins annexés sur lesquels: Fig la et lb illustrent, mises bout à bout, le schéma général d'une installation pour la mise en oeuvre du pro- cédé selon l'invention; Fig 2 représente une vue détaillée en coupe verticale axiale de la partie amont de l'installation de la Fig 1; Fig 3 représente une vue en cou De verticale transversale suivant la ligne IIIIII du dispositif de la Fig 2, et Fig 4 représente une demi-vue en coupe verticale trans- versale suivant la liane IV-IV du dispositif de la Fig 2. Les Fig la et lb représentent une vue schématique -3 en élévation latérale d'une installation d'apprêtement de lu- minaires mettant en oeuvre le procédé de l'invention. Cette installation comprend-un tapis de convoyage 1 horizontal chargé de transporter en continu les pièces à traiter depuis un poste de chargement (zone Zi) jusqu'à un- poste de déchargement (zone Z 14) apèrs avoir traversé un tun- nel continu 2 à l'intérieur duquel vont se dérouler toutes les phases du procédé d'apprêtement selon l'invention. Le tapis 1 a une structure maillée pour permettre la traversée des différents fluides et est réalisé en un maté- riau résistant aux divers agents de traitement des pièces vé- hiculées par le tapis. L'entraînement du tapis 1 est classique, par un moto-variateur électrique 3 entraînant l'un des rouleaux d'ex- trémité (Fig lb), le sens d'avancement étant indiqué par les flèches. A l'intérieur du tunnel 2 s'effectuent successive- ment les différentes opérations de traitement, les zones suc- cessives de traitement étant repérées schématiquement par un numéro de zone depuis Z 2 jusqu'à Z 13 et que l'on va détailler maintenant. La zone Z 2 est une zone de temps mort équipée d'un rideau'd'air 4 pour isoler le poste de chargement Zl du premier poste de traitement Z 3 Dans la zone Z 3,en effet,on effectue un prélavage des pièces à l'aide d'une solution aqueuse d'acide fluorhydrique à température ambiante. La solution est amenée sous pression et pulvérisée par un système de pompe 5 et de canalisations 6 Cette zone est immédiatement suivie d'une zone Z 4 équipée d'un rideau d'air 4 isolant Z 3 de la zone Z 5 o s'ef- fectue un lavage à l'aide d'une solution alcaline chaude amenée et pulvérisée par un système de pompe 7 et de canalisations appropriées 8. La zone Z 5 est suivie d'une zone d'égouttage Z 6. Après cette zone, est prévue une zone Z 7 (Fig lb)-de pré-rin- çage à l'eau ordinaire (eau de la ville ou du robinet) amenée et pulvérisée sous pression par un réseau de canalisations 9. Z 7 est suivie d'une zone Z 8 de pré-rinçage à l'aide d'une solu- tion d'acide acétique amenée sous pression et pulvérisée par un 25549 01 -4- système de pomoe 10 et de canalisations 11. La zone suivante Z 9 est une zone d'égouttage des pièces avant leur rinçage dans la zone Z 10 par de l'eau or- dinaire chaude amenée sous pression et pulvérisée à l'aide d'un système de pompe 12 et de canalisations 13, ce réseau fournissant par récupération l'eau nécessaire pour les cana- lisations 9 de la zone Z 7. Dans la zone suivante Zll s'opère un rinçage à l'aide d'eau adoucie chaude pulvérisée sous pression par un réseau de canalisations 14. Enfin, un dernier rinçage est effectué dans la zone Z 12 à l'aide d'eau déminéralisée chaude pulvérisée sous pres- sion par un jeu de canalisations 15. La zone suivante Z 13 est une zone de séchage à l'air chaud des pièces, celles-ci sortant ensuite du tunnel 2 pour être évacuées au poste de déchargement Z 14. On va maintenant reprendre en détail chacune des zones de traitement en se référant notamment aux figures dé- taillées 2 à 4. Les rideaux d'air 4-des zones Z 2 et Z 4 sont obtenus à l'aide d'une boîte supérieure horizontale de soufflage 16 (Fig 2 et 4) disposée transversalement à l'intérieur du tun- nel 2 à sa partie supérieure et dirigée vers une boîte infé- rieure horizontale d'aspiration 17 disposée entre les deux brins la et lb du tapis de convoyage 1. Les boites supérieure et inférieure 16 et 17 sont reliées sur un côté du tunnel 2 et extérieurement à celui-ci, à une soufflante symbolisée en 18. Le tunnel 2 est compartimenté intérieurement en autant de compartiments que de zones à l'aide de cloisons intérieures 19 (Fig 2) laissant un orifice de passage cen- tral 20 de section suffisante pour laisser passer le tapis 1 avec des pièces de grandes dimensions Un tel orifice de pas- sage 20 existe également à l'entrée et à la sortie du tunnel 2, ces orifices étant munis d'un rideau à lames verticales sou- ples 21 Des rideaux tels que 21 peuvent également être in- terposés entre certaines zones du tunnel comme par exemple les zones Z 4 et Z 5 (Fig 2). La Fig 3 illustre un mode de réalisation du ré- seau 6 d' aspersiondes pièces à l'aide de la solution d'acide 253490-1 -5- fluorhydrique. Ce réseau 6 est constitué d'une double rampe en boucle fermée rectangulaire 22 entourant complètement le brin supérieur la du tapis et les pièces supportées par ce dernier. Les pièces sont donc aspergées par tous les côtés et leurs faces aussi bien intérieures qu'extérieures peuvent ainsi être parfaitement traitées. En dessous des rampes 22 est disposé un bac 23 de récupération de la solution de traitement en vue de son recy- clage par la moto-pompe 5. La solution de traitement dans la zone Z 3 est une solution diluée de 0,5 à 3 % en poids d'acide fluorhydrique Le temps de contaçt verre/acide est au maximum (pour des lumi- naires) de 30 secondes environ, le temps d'égouttage n'étant pas compris, celui-ci s'effectuant au cours du transfert vers la zone Z 5 et ne devant pas excéder 60 secondes environ. Le but de ce traitement acide est d'homogénéiser la surface du verre par décapage des zones malsaines et de préparer la surface aux actions des opérations ultérieures. Les réseaux( 8,9,11,13,14 et 15) d'aspersion des pièces à l'aide des différents liquides concernés ont une structure et un agencement du même ordre que le réseau 6-22 et n'ontpas besoin déâtre décrit plus en détail, de tels sys- tèmes étant par ailleurs parfaitement classiques. Le traitement alcalin en Z 5 exerce une action phy- sico-chimique et apour but de détruire et d'éliminer toutes traces des masques alcalino-solubles utilisés en décoration sur certaines pièces De plus, pour les pièces sans masques, ce traitement produit une action de lessivage Pour ce faire on peut utiliser une solution de soude caustique (de 10 à 15 % en poids par exemple) ou n'importe quel substitut procurant les mêmes résultats. La solution alcaline est utilisée de préférence a une température de l'ordre de 650 C environ Le temps de con- tact des pièces avec une telle solution est, hors égouttage, de l'ordre de 120 secondes. L'égouttage s'effectue dans la zone Z 6 et sa durée n'est pas critique en ce sens qu'elle n'influe en rien sur l'état final des pièces. Le pré-rinçage à l'eau dite ordinaire (sans trai- tement spécial) effectué en Z 7 a pour but d'enlever le maxi- mum-de résidus des traitements précédents restés au contact du verre. Ce pré-rinçage est effectué avantageusement avec les eaux récupérées dans la zone Z 10, après ce pré-rinçage les eaux étant rejetées La température de ces eaux est celle des bains dont elles proviennent A la sortie de ce pré-rin- çage et de l'égouttage qui suit (au cours du transfert de Z 7 à Z 8) les pièces sont normalement débarassées de toutes tra- ces de solution alcaline. Le pré-rinçage à l'acide acétique opéré en Z 8 fa- cilite et rend plus efficace l'action de rinçage suivant en neutralisant les ultimes traces de soude qui pourraient sub- sister Ce traitement confère également aux pièces une quali- té de surface (brillant, netteté) remarquable Pour ce faire, il est utilisé une solution d'acide acétique à 1 % en poids environ, à température ambiante, cette solution étant recy- clée Le temps de contact nécessaire est de l'ordre de 30 se- condes. En Z 10 s'opère un rinçage à l'eau ordinaire destiné à supprimer toute impureté autre que celle contenue dans l'eau par son action mécanique et l'importance des débits utilisés. L'eau utilisée à cet effet est maintenue à 650 C environ et est recyclée Avantageusement, le réseau d'aspersion 13 recycle les eaux récupérées des deux autres dispositifs de rinçage 14, et alimente,comme représenté sur la Fig 1, le réseau 9 de Z 7 De l'eau neuve est éventuellement introduite dans le circuit 13. Les deux derniers rinçages, à eau adoucie à 65 e C environ en Zll et à eau déminéralisée à 65 C environ en Z 12 ont pour but d'éliminer progressivement toute trace d'impu- reté dissoute dans l'eau du rinçage précédent afin qu'après séchage la surface des pièces soit vierge. Le séchage en Z 13 a pour but d'éliminer toutes traces d'eau à la surface des pièces Il est effectué par exemple à l'aide de deux ventilateurs 24 aspirant de l'air neuf préalablement chauffé et l'envoyant dans le compartiment de la zone Z 13 du tunnel 2. L'air embué est repris à travers un échangeur -7- thermique (économiseur d'énergie) symbolisé en 25 et rejeté à l'extérieur par une conduite 26 En outre, l'installation est munie d'un système d'aspiration des buées constitué de condui- tes 27 disposées à la partie supérieure du tunnel 2 et commu- niquant avec les compartiments des zones Z 5 à Z 12. Les conduites 27 sont reliées à deux ventilateurs d'extraction symbolisés en 28 disposés sur le côté du tunnel 2 et renvoyant les buées dans la conduite de rejet 26 après passage dans l'échangeur 25 Ce dernier récupère des calories à l'évacuation des buées et les restitue au séchage. Les pièces à traiter sont posées individuellement côte à côte à la main sur le tapis 1 en Zi ou bien sur des supports spéciaux pour les pièces à stabilité précaire. L'avancement à vitesse constante du tapis 1 et le déroulement des différentes phases du traitement conforme à l'invention s'effectuent automatiquement en fonction d'un programme séquentiel de mise en route dans lequel sont défi- nis et contrôlés en permanence les paramètres des diverses zones de traitement (pression, débit, température, durée, aci- dité des bains, etc) ces paramètres pouvant bien entendu varier suivant la nature des pièces à traiter. Enfin, l'invention n'est évidemment limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne la nature des agents de traitement dans la mesure o ils procurent les mêmes effets et les moyens pour leur mise en oeuvre. -8- R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé d'apprêtement de verreries, notamment de luminaires, ou analogue, en verre de tailles et formes pouvant êtres variables et complexes, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer successivement, dans l'ordre et sans interruption les opérations suivantes: prélavage des pièces à l'aide d'acide fluorhydrique à température ambiante; égouttage: lavage à l'aide d'une solution alcaline chaude pendant un temps déterminé suivant la nature et la température de la solution égouttage; pré-rinçage à l'eau; pré-rinçage à température ambiante à l'aide d'une solu- tion aqueuse d'acide acétique; égouttage; rinçage à l'eau chaude; rinçage à l'eau adoucie chaude; rinçage à l'eau déminéralisée chaude; séchage à l'air chaud. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide fluorhydrique est utilisé en solution aqueuse contenant de 0,5 à 3 % en poids environ d'acide, le temps de contact, hors égouttage, des pièces avec la solution étant de l'ordre de 30 secondesenviron, l'égouttage consécutif s'effec- tuant pendant une durée maximale de 60 secondes environ. 3 Procédé suivant la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que la solution alcaline est une solution de soude caustique, ou son substitut, à une dilution de 10 à 15 % en poids et dont la température est maintenue à environ 650 C, le temps de contact, hors égouttage, des pièces avec la solu- tion étant de l'ordre de 120 secondes. 4 Procédé suivant l'une des revendications 1 à-3, caractérisé en ce que la solution d'acide acétique présente une concentration en acide de 1 % environ en poids, le temps de contact, hors égouttage, des pièces avec la solution étant 9 - de l'ordre de 30 secondes environ au maximum. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les eaux de rinçage (eau ordinaire, eau adoucie et eau déminéralisée) sont maintenues à une température de 65 'C environ. 6 Installation d'apprêtement de verreries pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un tapis ( 1)ode convoyage des pièces à traiter, disposé à l'horizontale et traversant un tunnel ( 2) cloisonné en autant de compartiments que de zones différentes (Z 2 à Z 13) de traitement. 7 Installation suivant la revendication 6, carac- térisée ence que chaque cloisonnement intérieur vertical ( 19) du tunnel ( 2) délimite un orifice ( 20) de passage traversé par le brin supérieur la du tapis ( 1) avec sa charge, des ri- deaux de séparation à lames verticales souples ( 21) ou analo- gue étant disposes au droit de certains des orifices O 8 Installation suivant la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'un dispositif à rideau d'air vertical ( 4) est prévu immédiatement en amont et en aval du comparti- ment (Z 3) de prélavage à l'acide fluorhydrique. 9 Installation suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que l'eau de pré-rinçage suivant le lavage alcalin provient de la récupération des eaux des rinça- ges ultérieurs. Installation suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte des conduits ( 27) de récupération des buées communiquant avec certains des com- partiments du tunnel ( 2) et reliés à un dispositif extract-lr ( 28) de rejet à travers un échangeur thermique (économiseur d'énergie ( 25) également traversé par les buées provenant du compartiment (Z 13) de séchage par air chaud.