Brevet FR2575942A1 — publié le 19860718

PROCEDE ET DISPOSITIF DE NETTOYAGE PAR ULTRASONS La présente demande de brevet concerne le domaine du nettoyage par ultrasons. Elle a plus particulièrement pour objet un procédé et un dispositif pour le nettoyage par ultrasons. Une application remarquable de l'invention concerne le nettoyage d'objets très souilles et plus particulièrement de frittés, notamment de filtres en métaux frittés. De façon générale, on utilise déjà les ultrasons pour le nettoyage de matériels d'origines diverses. Ce procédé consiste à maintenir le ou les objets concernés dans un solvant approprié et à le soumettre à un rayonnement ultrasonique. En règle générale, liénergie des ultrasons utilisés est de l'ordre de 7 watts par litre. Dans les cas les plus eourants, ee procédé donne satisfaction, mais il trouve ses limites lorsque les objets que l'on souhaite nettoyer sont d'une nature particulière ou fortement salis ou souillés. I1 en est ainsi par exemple pour les filtres en métal-fritté qui sont utilisés dans le cadre de la fabrication des peintures, et notamment dans celui de la filtration de suspensions contenant de l'oxyde de titane. La mise en oeuvre du procédé de nettoyage par ultrasons ne permet d'obtenir, dans ce cas, que des porosités de l'ordre de 25 à 30 %, ce qui est notoirement insuffisant, mais c'est ce dont on se contentait jusqu'à ce jour. La présente invention vise à apporter une solution au problème spécifique du nettoyage d'objets fortement souillés, notamment celui des métaux frittés. Elle a pour objet un procédé consistant à soumettre l'objet souillé à des ultrasons dans un solvant, ce procédé étant caractérisé en ce que les ultrasons sont produits par une sonotrode sous une puissance supérieure ou égale à 2 kW, de préférence supérieure à 3 ka par litre de solvant. La distance entre la sonotrode et l'objet à nettoyer doit être inférieure ou égale à 3 mm, de préférence inférieure à 2 mm, et plus particulièrement, comprise entre 3/10 et 6/10 millimètre. L'objet souillé peut être soumis aux ultrasons pendant une durée inférieure ou égale à 20 mn environ, de préférence inférieure à 15 mn, et plus particulièrement de l'ordre de 5 à 10 mn. Le solvant utilisé peut être de l'eau, un solvant organique tel que par exemple du chlorure de méthylene ; il est éventuellent additionné d'agents tensio-actifs. L'objet souillé est disposé de préférence sur un support en une matière métallique, qui peut être de l'aluminium ou de l'acier notamment. Ce support devra etre rotatif pour permettre un balayage de l'objet par la sonotrode. Ainsi qu'on l'a déjà indiqué, ce procédé est particulièrement approprié pour le nettoyage de pièces en métaux frittes. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On décrira maintenant plus en détail une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée par la figure unique qui est une vue schématique du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ce dispositif comprend une cuve 1 qui comporte un support 2 monté rotatif au fond de la cuve et qui peut tourner par l'intermédiaire d'un moteur 4. Au-dessus de ce support 2 a été disposé un fritté métallique 3 que l'on souhaite nettoyer. Le moteur 4 est alimenté par une source d'éner gie 6 et un contrôleur de vitesse 5 permet d'obtenir la vitesse de rotation souhaitée du support 2. Au-dessus du fritté 3 on vient placer la tête d'une sonotrode 7, tenue par un dispositif 8, réglable en hauteur et latéralement. Cette sonotrode est alimentée par un générateur haute fréquence. Au cours des opérations, on verse un solvant approprié dans la cuve 1. Ce solvant peut être de l'eau, un solvant organique tel que par exemple du chlorure de méthylène. A ce solvant, on peut adjoindre des agents tensio-actifs. Pour ce qui concerne la liste exhaustive des solvants pouvant être utilisés dans le cadre de l'invention, l'homme de l'art pourra se reporter aux techniques de nettoyage par ultrasons usuelles dans ce domaine. La quantité de solvant admise dépend bien entendu du volume de la cuve, mais en général elle est de l'ordre de 1 à 2 litres, par exemple i; s litres. Ainsi qu'on l'a indiqué, la sonotrode-, qui est du type -de celles utilisées dans le domaine du soudage des matières plastiques, est alimentée par un générateur haute fréquence de puissance élevée, par exemple supérieure à 2 kW et de préférence supérieure à 3,5 kW. Un convertisseur est adjoint à ce générateur de haute fréquence, afin d'obtenir une fréquence de l'ordre de 20 kHz. Enfin, un booster est associé -à ce dispositif afin d'amplifier et transmettre les fréquences. La tête de la sonotrode est de préférence plate et rectiligne afin que l'on puisse déterminer avec suffi samment de précision sa distance à l'objet à nettoyer. On a indiqué que la distance de la sonotrode au fritté, ou plus généralement à l'objet à nettoyer, était inférieure à 3 mm et de préférence inférieure à 2 mm, plus particulièrement comprise entre 3/10 et 6/10 millimètre. Il apparaîtra bien sûr à l'homme de l'art que la sonotrode ne doit pas toucher l'objet à nettoyer, contrairement à ce qui se passe dans le domaine du soudage, afin de ne pas détériorer ledit objet. L'ajustement de la distance entre la tête de la sonotrode 7 et le fritté 3 est réalisé par le dispositif 8 du type connu en soi qui permet l'ajustage à la fois verticalement et latéralement. Le support 2 utilisé est métallique, de préfé rence en aluminium, mais éventuellement aussi en acier. On a en effet remarqué qu'en utilisant ces matériaux, il était possible d'obtenir un effet de réflection des ondes ultrasoniques qui contribue encore à l'amélioration du -décolmatage des pores du fritté. En mettant en oeuvre le procédé-de l'invention dans le dispositif précédemment décrit, pendant par exemple une durée inférieure ou égale à 20 mn environ, de préférence inférieure à 15 mn et plus particuliè rement de tordre de 5 à 10 mn, on peut aboutir à des frittés présentant une porosité comprise entre 90 et 96 %, ce qui, comparé aux 25 ou 30 % évoqués précédem ment, constitue un pas franchi absolument remarquable. Ce résultat péut être obtenu notamment avec des frittés utilisés comme filtres dans le domaine des peintures, plus particulièrement pour la filtration de liquides contenant des oxydes de titane. Sans vouloir être lié à une théorie ou à une interprétation particulière, il est présumé que l'utilisation d'une sonotrode, c'est-à-dire d'un émetteur d'ultrasons de grande puissance, à des distances précédemment indiquées, permet de réaliser des phénomènes de cavitation à l'intérieur du fritté, qui ont pour effet d'arracher les particules colmatant les pièces, ceci par la création d'un vide très poussé. L'utilisation d'ultrasons normaux ne pouvait en aucun cas donner ce'résultat. Naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les détails du mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Cette dernière englobe ainsi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Procédé de nettoyage d'un objet souillé consistant à soumettre ledit objet à des ultrasons dans un solvant, caractérisé en ce que les ultrasons sont produits par une sonotrode sous une puissance supérieure ou égale à 2 kW, de préférence supérieure à 3 kW par litre de solvant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dispose la sonotrode à une distance de l'objet inférieure ou égale à 3 mm. 3.- Procédé selon la revendication 2, earacté- risé en ce qu'on dispose la sonotrode à une distance de l'objet inférieure à 2 mm, de préférence comprise entre 3/10 à 6/10 millimètre. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on soumet l'objet souillé aux ultrasons prendant une durée inférieure ou égale à 20 mm environ, de préférence inférieure à 15 mn, plus particulièrement de l'ordre de 5 à 10 mn. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le solvant est choisi parmi l'eau, des solvants organiques, notamment le chlorure de méthylène. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5; caractérisé en ce qu'on dispose l'objet souillé sur un support. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit support est métallique, notamment en aluminium ou en acier. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit support est rotatif. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit objet souillé est un filtre en métal fritté. 10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une cuve (1), un support (2) disposé au fond de la cuve pouvant être mis en rotation par un moteur (4), ltobjet (3) à nettoyer étant-disposé sur ledit support et une sonotrode (7) réglable en hauteur par des moyens (8), alimentée en haute puissance par un générateur (9) étant disposé au-dessus dudit objet (3).