Brevet FR2552004A1 — publié le 19850322

La présente invention a trait à une méthode et un appareil de nettoyage dans lesquels des particules composites consistant en de la poudre de glace et de la neige carbonique semblables à de la neige sont projetées contre un objet à nettoyer. Il y a deux méthodes typiques de nettoyage de ce genre; il s'agit, ( 1) de la méthode dite au jet de sable, dans laquelle du sable est projeté sous haute pression par un ajutage contre un objet à nettoyer et ( 2) d'une méthode de jet de neige carbonique dans laquelle de grandes masses de neige carbonique sont brisées en par10 ticules finement divisées, ces particules de neige carbonique étant alors projetées contre un objet à nettoyer. Dans la méthode au jet de sable, la poussière ou ce qui lui ressemble est trop dispersée En particulier, quand la méthode au jet de sable est employée pour nettoyer les différents appareils et 15 le matériel dans une centrale nucléaire, se pose alors le problème de la dispersion et du déversement dans l'atmosphère de la poussière chargée de substances radioactives. Dans la méthode au jet de neige carbonique, quand des masses de neige carbonique assez grandes sont brisées en particules de 20 neige carbonique finement divisées, les particules de neige carbonique ont tendance à se transformer en poudre Il en résulte que le rendemeat de la neige carbonique utilisée est faible et que la méthode de jet de neige carbonique devient très onéreuse En outre, il y a un problème avec les particules de neige carbonique qui sont 25 vaporisées pendant l'opération de nettoyage, de sorte qu'un objet en train d'être nettoyé ne peut être vu Aussi, les conditions de travail sont-elles défavorablement affectées. La présente invention a été conçue pour surmonter les problèmes susvisés et les autres et elle a pour objet principal de projeter des particules dont les surfaces sont plus dures que celles des particules de neige carbonique, améliorant par là l'efficacité du nettoyage A cet effet, selon la présente invention, des solides semblables à de la neige (qui seront appelés "neige carbonique poudreuse") sont produits à partir de dioxide de carbone 35 liquéfié et un liquide est pulvérisé sur la neige carbonique poudreuse, moyen par lequel le mélange neigeux consistant en neige carbonique et liquide gelé est produit Le mélange neigeux est comprimé sous forme de particules ou de morceaux allongés comme des craies et mis dans un projecteur afin d'être projeté contre 40 un objet par air comprimé ou eau 2 2552004 sous haute pression Le liquide est gelé sur la surface de chaque particule de neige carbonique pour que les surfaces desparticules composites deviennent très dures et que l'efficacité du décapage puisse être améliorée Par ailleurs, les surfaces de glace sont bri5 sées quand les particules composites frappent contre un objet à nettoyer, si bien qu'un décapage humide peut être effectué Il en résulte que l'on peut éviter le phénomàne qui consiste pour un objet à devenir invisible à cause de la vaporisation de particules de neige carbonique. Les objets, effets, caractéristiques et avantages susvisés et les autres, de la présente invention deviendront plus évidents suite à la description ci-après d'un mode de réalisation de la présente invention, correspondant au dessin annexé sur lequel: La Fig 1 montre une réalisation d'un appareil de nettoyage 15 suivant la présente invention; et La Fig 2 est une coupe d'un exemple d'appareil à faire le mélange neigeux. Selon la présente invention, préalablement à la production de particules de neige carbonique, une partie du dioxide de carbone 20 liquéfié (LC 02) est soumise à expansion adiabatique, si bien que le reste devient de la neige carbonique poudreuse h cause de la chaleur de vaporisation et de la chaleur de sublimation Puis, un liquide est vaporisé pour produire un liquide gelé pareil à de la neige Le liquide gelé pareil à de la neige et la neige carbonique poudreuse 25 sont mêlés pour preparer le mélange neigeux et le mélange neigeux est mis dans un pastilleur pour produire des particules de mélange neigeux Les particules composites, consistant en de la neige carbonique et du liquide gelé, sont projetées avec force comme abrasifs contre un objet à nettoyer. Si l'on se reporte h la Fig 1, le gaz C 02 est comprimé à basse température pour produire le LC 02 Le LC 02 est transporté par un camion citerne 6 et emmagasiné dans un réservoir 2 Le LC 02 mis dans le réservoir 2 est transporté par une pompe 3 vers un appareil à faire le mélange neigeux 1 de façon à produire la neige carboni35 que poudreuse L'eau stockée dans une citerne 4 est introduite sous haute pression par une pompe à haute pression 5 dans l'appareil à faire le mélange neigeux 1 pour produire la poudre de glace semblable à de la neige (qui sera appelée "glace neigeuse") La neige carbonique poudreuse et la glace neigeuse sont mélangées. L'appareil a faire le mélange neigeux I est montré à titre 3 2552004 d'exemple en détail, Fig 2 Un diffuseur la qui vaporise le LCO 2 comme un brouillard est disposé en haut de la machine à faire le mélange neigeux I et est dirigé vers le bas Un autre diffuseur lb qui vaporise l'eau vers le bas à une vitesse prédéterminée est disposé sous le diffuseur la Le diffuseur la est relié par un tuyau 7 à la pompe 3 tandis que le diffuseur d'eau lb est relié par un tuyau 8 à la pompe à haute pression 5 Une partie du tuyau 8 qui se trouve à l'intérieur de l'appareil à faire le mélange neigeux I est recouverte d'un isolant thermique 9 et est chauffée par un appareil (non mon10 tré) pour que l'eau ne puisse pas geler à l'intérieur du tuyau 8 dans l'appareil à faire le mélange neigeux 1. L'appareil à faire le mélange neigeux 1 est relié à un pastilleur Il qui comprime le mélange neigeux 10 produit par l'appareil à faire le mélange neigeux 1 en particules ou morceaux allongés com15 me des craies 27 consistant en un mélange de neige carbonique et de glace. Un grand choix de pastilleurs Il est disponible Dans un pastilleur, le mélange consistant en de la neige carbonique poudreuse et de la glace neigeuse est comprimé par une presse de façon à ce que de nombreuses particules soient produites Dans une autre pastilleur, des trous sont faits dans le mur cylindrique d'un baril extérieur, pour que le mélange neigeux mis dans l'espace entre le baril extérieur et un baril rotatif intérieur sorte par ces trous, de cette façon, le mélange neigeux est mis en pastilles. Les particules de mélange neigeux ainsi obtenues sont projetées comme abrasifs contre un objet à nettoyer par l'intermédiaire d'un appareil de projection L'appareil de projection a un projecteur 13 et une trémie 12 qui est chargée des particules de mélangeneigeux et est reliée au sommet du projecteur 13 par une soupape à commande 30 par solénoide 14 Le projecteur 13 comprend un récipient supérieur 13 a et un récipient inférieur 13 b et une valve à solénoide 15 est intercalée entre les récipients supérieur 13 a et inférieur 13 b, tandis qu'une autre valve à solénoide 16 est attachée au fond du récipient inférieur 13 b Le récipient supérieur 13 a est relié à une 35 voie d'air 19 munie d'un dégivreur 21 et d'une valve 22 pendant que le récipient inférieur 13 b est relié à une voie d'air 20 munie d'un le inférieur tdégivreur 23 et d'une valve 24 Le bas du récipient 13 b est relié par la valve 16 à une voie d'air comprimé 18 et les particules de mélange neigeux consistant en de la neige carbonique poudreuse et 40 de la glace neigeuse sont projetées à travers un ajutage 17 par 4 2552004 l'air comprimé, contre un objet 25 sur une table (non montrée) La référence 26 indique un convoyeur qui transporte les particules 27 produites par le pastilleur 11 vers la trémie 12; et le numéro 28, une valve. Afin de produire des particules abrasives, le C 02 liquéfié (LC 02) est transporté par la pompe 3 à partir du réservoir 2 vers l'appareil à faire le mélange neigeux 1 et il est vaporisé par le diffuseur la Une partie du LCO 2 est soumise à une expansion adiabatique, si bien que le reste d'evient de la neige carbonique pou10 dreuse à une température d'environ 80 C causée par la chaleur de la vaporisation et la chaleur de la sublimation Dans ce cas, selon la présente invention, l'eau est également vaporisée Plus particulièrement, l'eau (H 20) fournie à partir de la citerne 4 voit sa pression augmentée par la pompe à haute pression 5 et est vaporisée 15 ensuite par le diffuseur lb dans l'appareil à faire le mélange neigeux 1 L'eau vaporisée absorbe la chaleur négative occasionnée par la production de la neige carbonique poudreuse et devient de la poudre de glace pareille à de la neige La poudre de glace pareille à de la neige est alors mêlée à la neige carbonique poudreuse, mo 20 yen par lequel le mélange neigeux consistant en CO 2 et H 20 est produit Le mélange 10 produit par l'appareil à faire le mélange neigeux I est mis dans le pastilleur à compression ou à extrusion 11 pour que le mélange à l'aspect de craies ou de particules puisse être obtenu. Les particules du mélange ainsi obtenu consistant en neige carbonique et en glace ont une structure dans laquelle la surface d'une particule de neige carbonique d'environ -80 C est enrobée de glace Les surfaces des particules de mélange neigeux sont polies et dures. Même quand la température est supérieur à -80 C environ et que la glace couvrant les surfaces des particules de neige carbonique poudreuse ne fond pas, la neige carbonique ne fondra, ne ne se vaporisera Il en résulte que les particules de mélange neigeux ne sont pas entourées de brouillard et la consommation de neige car35 bonique peut être évitée. Les particules 27 dont les surfaces sont polies et dures sont chargées par le convoyeur 26 dans la trémie 12 et introduites ensuite dans l'appareil de projection 13 Comme indiqué ci-dessus, l'appareil de projection 13 comprend les récipients supérieur 13 a 40 et inférieur 13 b de sorte que les particules dont chacune comprend 2552004 une particule de neige carbonique enrobée de glace, sont transportées d'une façon qui va être décrite ci-après Afin de charger les particules 27 de la trémie 12 dans le récipient supérieur 13 a, la valve à so 15 noide 15 et la valve 22 sont fermées pendant que la valve à solénoide 14 est ouverte Par la suite, la valve à solénoide 14 est fermée tandis que la valve à solénoide 15 et la valve 22 sont ouvertes pour que les particules 27 puissent passer du récipient supérieur 13 a dans le récipient inférieur 13 b Puis la valve à solénoïde 16 et la valve 28 sont ouvertes pour que les particules 10 27 alimentent continuellement l'ajutage 17 Les phases susmentionnées sont répétées afin que les particules 27 soient chargées dans l'appareil de projection 13. Les particules 27 sont pulvérisées par l'ajutage 17 contre l'objet 25, moyen par lequel le nettoyage est effectué. Comme indiqué ci-dessus, les particules 27 qui sont prujetées contre l'objet 25 par l'ajutage 17 ont une structure telle que chaque particule de neige carbonique est enrobée de glace Par consequent, les particules 27 ont des surfaces plus dures que celles des particules de neige carbonique, de sorte que les particules 27 peuvent plus efficacement abraser lessurfaces de l'objet 25 De plus quand les particules abrasives, selon la présente invention, sont projetées contre l'objet 25, une partie de la glace enrobant les surfaces des particules abrasives 27 est brisée et se transforme en brouillard si bien que le décapage abrasif humide peut être ef25 fectué Dans le cas des particules de neige carbonique, celles-ci sont vaporisées au moment de la projection contre un objet, si bien que cet objet devient invisible; mais selon la présente invention, ce problème peut être résolu En outre, contrairement à la méthode de jet de sable, la dispersion de la poussière peut être évitée. 30 Jusqu'ici, il a été décrit que les particules abrasives 27 sont projetées par l'air comprimé, mais il peut être envisagé qu'elles puissent être projetées par de l'eau sous haute pression. Le projecteur 13 a été décrit comme comportant deux récipients 13 a et 13 b, mais il peut être envisagé que le projecteur 13 n'en com35 porte qu'un seul Il a également été décrit que les particules abrasives 27 sont produites par la compression ou l'extrusion du mélange neigeux qui consiste en de la neige carbonique poudreuse et de la glace neigeuse, les particules abrasives étant sous la forme de craies ou de particules; mais il peut être envisagé qu'a 40 la place de l'eau, tout liquide adéquat puisse être utilisé Quand 6 2552004 un liquide traité est utilisé, il y a l''avantage qu'aucune matière étrangère n'est entrainée dans le liquide traité De plus, il peut être envisagé que diverses modifications puissent être faites sans revenir sur le fondement même de la présente invention. Comme il apparaît clairement de ce qui précède, d'après la présente invention, les particules abrasives produites en comprimant ou en extrudant le mélange neigeux consistant en de la neige carbonique poudreuse et du liquide gelé neigeux, sont utilisées afin que les effets, caractéristiques et avantages suivants puissent 10 être obtenus: (i) Contrairement à la méthode au jet de sable, il ne se produit aucune dispersion de poussière et contrairement au décapage abrasif utilisant seulement des particules de neige carbonique, la visibilité n'est pas défavorablement affectée par la vaporisa15 tion de neige carbonique En conséquence, les conditions de travail peuvent être considérablement améliorés. (ii) Chaque particule abrasive est produite en comprimant le mélange consistant en de la neige carbonique poudreuse et un liquide gelé neigeux, de telle sorte qu'elle est très dure En conséquence, comparé au cas dans lequel seules des particules de neige carbonique sont utilisées, un objet à nettoyer peut être abrasé d'une manière plus frappante et plus efficace En d'autres termes, l'efficacité du décapage abrasif peut être remarquablement améliorée. (iii) Afin de produire des particules abrasives, le dioxide de carbone liquéfié et un liquide sont mélangés dans une proportion adéquate En conséquence, une quantité requise de mélange neigeux pour la fabrication des pastilles peut être produite en fonction des besoins. (iv) Généralement, la neige carbonique ne peut être stockée longtemps Selon la présente invention, le dioxide de carbone liquéfié est stocké, et, quand il est utilisé, une partie du dioxide de carbone liquéfié est vaporisée de sorte que le reste devient de la neige carbonique poudreuse; dans ce cas, le liquide 35 est pulvérisé, si bien que le mélange neigeux est obtenu Ainsi, selon la présente invention, la matière de départ pour la production des particules abrasives peut être stockée pendant longtemps. 7 2552004 REVENDICATIONS. 1 Procédé de nettoyage caractérisé en ce qu'il comprend la pulvérisation d'un liquide sur des solides neigeux produits par la chaleur de vaporisation et la chaleur de sublimation obtenues quand le dioxide de carbone liquéfié est soumis à expansion adia5 batique, de sorte que l'on obtient un mélange neigeux consistant en de la neige carbonique poudreuse et un liquide gelé neigeux la mise en pastilles dudit mélange par compression, et l'utilisation des particules ou pastilles ainsi obtenues comme abrasifs. 2 Appareil de nettoyage caractérisé en ce qu'il comprend une machine à faire le mélange neigeux incluant des moyens pour pulvériser le dioxide de carbone liquéfié et des moyens pour vaporiser un liquide dans le dioxide de carbone pulvérisé, un pastilleur à compression pour comprimer le mélange neigeux produit par ladite machine à faire le mélange neigeux en vue de produire des 15 particules ou des pastilles dudit mélange neigeux, et des moyens de projection pour projeter lesdites particules ou pastilles produites par ledit pastilleur à compression comme abrasifs.