Brevet FR2630349A1 — publié le 19891027

La présente invention concerne un appareil d'épura- tion d'un gaz contenant un brouillard de peinture. Plus précisément, l'invention concerne un appareil d'épuration d'un gaz contenant un brouillard de peinture, l'appareil étant du type d'un séparateur centrifuge et étant destiné à être monté par exemple dans une cabine de peinture, et elle concerne en particulier un appareil d'épuration du type précité qui comporte une face concave de guidage disposée vers le bas depuis une extrémité aval d'une face d'écoulement d'un liquide de nettoyage, dans la direction d'écoulement d'un liquide de nettoyage vers le bas, la face concave de guidage étant réalisée sous forme d'une face courbe, une face de guidage d'évacuation dispo- sée du côté aval de la face concave de guidage et destinée à évacuer latéralement le liquide de nettoyage, une face d'orientation de gaz destinée à orienter un gaz contenant un brouillard de peinture transmis de la face inférieure vers la face concave de guidage, afin que le gaz contenant le brouillard de peinture soit évacué par une ouverture d'évacuation formée entre le côté aval de la face d'orien- tation de gaz et une partie de la face concave de guidage qui est la plus proche de l'extrémité aval de la face d'orientation de gaz, l'ouverture d'évacuation ayant une largeur inférieure au rayon moyen de la face concave de guidage, le gaz contenant le brouillard de peinture étant évacué sensiblement suivant une tangente à la face concave de guidage. On connaît aussi, comme appareil d'épuration de gaz contenant un brouillard de peinture de type classique, en plus du type précité constituant un séparateur centrifuge (voir figure 7), d'autres types tels que représentés sur les figures B à 10. La figure 8 représente un appareil à surface d'impact, dans lequel un gaz A contenant un brouillard de peinture et un liquide W de nettoyage qui s'écoule vers le bas se rencontrent à grande vitesse contre une plaque d'impact 01, si bien que le brouillard de peinture contenu 26303.49 dans le gaz est piégé dans le liquide W de nettoyage (brevet britannique n 2 110 952). La figure 9 représente un appareil du type à passage courbe et incliné d'écoule- ment. Dans ce cas, le gaz A contenant le brouillard de peinture s'écoule dans un passage courbe et incliné 02 dans lequel le brouillard de peinture est séparé du gaz sous l'action des forces d'inertie et est piégé dans le liquide de nettoyage W qui s'écoule (brevet britannique n" 2 110 952). La figure 10 représente un dispositif à courant qui tourbillonne. Dans ce cas, le gaz A contenant le brouillard de peinture et le courant de liquide de net- toyage W s'écoulent à grande vitesse dans un passage de circulation ayant deux passages courbes de circulation 03 et 04, disposés symétriquement l'un par rapport à l'autre et une ouverture 05 d'évacuation de dimension limitée, ayant un petit diamètre, une première partie du mélange gazliquide guidée par le passage courbe gauche 03 et l'autre partie du mélange gaz-liquide guidée par le passage courbe droit 04 venant se rencontrer dans une chambre 06 de circulation tourbillonnaire en s'écoulant sous forme de courant tourbillonnaire à cause des passages courbes res- pectifs, si bien que le brouillard de peinture est piégé dans le liquide de nettoyage W. Mis à part les appareils précédents, on connait aussi d'autres types d'appareils de nettoyage de gaz conte- nant-un brouillard (par exemple décrit dans les brevets des - Etats-Unis d'Amérique n" 4 350 506 et 4 257 784, dans le brevet de l'U.R.S.S. né 628 379 et dans le brevet japonais n 55-6427). Par rapport aux types à plaque d'impact ou à forma- tion de tourbillons, le type centrifuge, auquel se rapporte 1l'invention, présente les avantages suivants. Premièrement, il existe une réduction de pression. Deuxièmement, l'accu- mulation de la peinture par adhérence est réduite. Troisiè- mement, la déperdition d'énergie est réduite à cause de la réduction de la perte de pression. Quatrièmement, le bruit de fonctionnement est réduit. Enfin, étant donné'la moindre adhérence de la peinture accumulée, même lorsque les opéra- tions d'entretien ont une fréquence réduite, l'appareil peut garder un rendement élevé de collecte de brouillard de peinture pendant une longue période. En outre, par rapport aux types à passages courbes inclinés n'ayant que le passage courbe incliné pour l'écou- lement, le type à séparateur centrifuge est avantageux car son rendement de collecte du brouillard de peinture est très supérieur. Habituellement, l'appareil d'épuration de gaz conte- nant un brouillard de peinture du type à séparateur centri- - fuge présentant les avantages indiqués a la construction représentée sur la figure 7 (brevet britannique n 2 110 962). Dans cet appareil classique, une ouverture d'évacuation lE, formée entre l'extrémité aval P d'une face 1D d'orientation de gaz et une partie Q d'une face concave lB de guidage très proche de l'extrémité aval P de la face 1D d'orientation de guidage, est disposée de manière qu'une tangente L à la face concave lB de guidage soit pratique- ment horizontale ou ait une pente extrêmement faible par rapport à une horizontale. Par ailleurs, sur cette figure 7, la référence 1A désigne une face d'écoulement d'un liquide de nettoyage qui prolonge l'extrémité amont de la face concave lB de gui- dage, la référence lC désigne une face de guidage d'évacua- tion destinée à l'évacuation latérale du liquide de net- toyage W, la référence d désigne la largeur de l'ouverture d'évacuation 1E, et la référence R désigne le rayon de la face concave courbe lB de guidage et Z' désigne la direc- tion d'évacuation d'air A contenant un brouillard de peinture. Malgré tous les avantages précités par rapport aux autres appareils classiques, l'appareil d'épuration de gaz contenant un brouillard de peinture du type à séparateur centrifuge doit encore être perfectionné car il a encore tendance à accumuler l'excès de peinture par adhérence dans une partie de la face concave de guidage adjacente à l'ouverture d'évacuation, bien que cela soit moins net que dans les autres types, Compte tenu de l'état de la technique, l'invention concerne un appareil d'épuration de gaz contenant un brouillard de peinture, du type à séparateur centrifuge, conservant les avantages de l'appareil d'épuration de ce type et cependant capable d'éviter très efficacement l'ac- cumulation de l'excès de peinture par adhérence sur la partie de la face concave de guidage à proximité de l'ou- verture d'évacuation, par un perfectionnement de la struc- ture de l'ouverture d'évacuation. A cet effet, l'appareil d'épuration de gaz contenant un brouillard de peinture du type d'un séparateur centri- fuge, selon l'invention, se caractérise en ce que l'ouver- ture d'évacuation est disposée afin qu'elle soit inclinée de sorte qu'une tangente ú à la face concave de guidage forme un angle e supérieur à 450 et inférieur à 90 avec le plan horizontal. On considère maintenant plus en détail les fonctions et les résultats obtenus avec la construction précitée. Diverses expériences ont été réalisées dans le cadre de l'invention sur les causes de l'accumulation de l'excès de peinture par adhérence à la face concave lB de guidage, près de l'ouverture 1E d'évacuation, dans l'appareil clas- sique représenté sur la figure 7. En conséquence, on a constaté l'effet suivant. Dans le cas de cet appareil clas- sique dans lequel l'ouverture d'évacuation 1E est disposée de manière que la tangente ú à la face concave 'lB de gui- dage soit sensiblement horizontale ou soit très peu incli- née par rapport à une horizontale, lorsque le gaz A conte- nant le brouillard de peinture est évacué par l'ouverture 1E et s'en écarte, le liquide de nettoyage W, sous l'action des forces de pesanteur, s'écarte temporairement de la partie de la face concave lB de guidage qui est dirigée vers le bas à proximité de l'ouverture d'évacuation, alors que le liquide W doit s'écouler sous forme d'un film le long de la face concave lB de guidage pour que le fonction- nement soit convenable. En conséquence, l'excès de peinture contenu dans le gaz s'accumule par adhérence dans la partie de la face concave lB de guidage qui est dirigée vers le bas, et qui n'est pas suffisamment recouverte par le film de liquide, au voisinage de l'ouverture d'évacuation 1E. Compte tenu des faits qui précèdent, des recherches poussées réalisées dans le cadre de l'invention ont montré que le problème précédent pouvait être résolu si l'ouver- ture d'évacuation était disposée, comme représenté sur la figure 3, avec une pente telle que la tangente ú à la face concave de guidage forme un angle e supérieur à 45 et inférieur à 900 avec le plan horizontal, cet angle étant de préférence supérieur à 60 et inférieur à 75 . Avec cette disposition, l'inconvénient dû au fait que les forces de pesanteur agissent sur le liquide de nettoyage si bien que celui-ci s'écarte de la partie descendante de la face con- cave de guidage, peut être réduit. L'écart temporaire dû à l'action de la pesanteur sur le liquide de nettoyage W, par rapport à la partie descendante de la face concave lB de guidage au voisinage de l'ouverture d'évacuation, peut ainsi être efficacement évité. En conséquence, le liquide de nettoyage peut s'écouler convenablement sur toute la longueur de la face concave lB de guidage, c'est-à-dire de l'ouverture 1E d'évacuation à la face de guidage et d'éva- cuation 1C. Par ailleurs, la pente e et la largeur d de l'ouver- ture d'évacuation 1E doivent être déterminées dans la plage précitée compte tenu du débit de gaz A contenant le brouil- lard de peinture passant par l'ouverture 1E d'évacuation, du courant descendant de liquide de nettoyage W, du rapport de la quantité de brouillard de peinture au gaz A qui con- tient ce brouillard de peinture, et du type de la peinture (c'est-à-dire de sa viscosité ou analogue). Grâce à l'appareil selon l'invention qui possède la caractéristique précédente, les avantages originaux de l'appareil du type d'un séparateur centrifuge, comparés à d'autres types, sont conservés, tels que la réduction de l'accumulation de l'excès de peinture par adhérence et la réduction de la perte de charge. En outre, le problème posé par l'appareil classique du type d'un séparateur centri- fuge, c'est-à-dire l'accumulation partielle par adhérence de la peinture dans la partie de la face concave de guidage qui est voisine de l'ouverture d'évacuation, est efficace- ment résolu. En conséquence, l'invention concerne un appa- reil d'épuration de gaz contenant un brouillard de pein- ture, du type d'un séparateur centrifuge et capable non seulement de réduire l'accumulation de peinture par adhé- rence mais aussi de garder un rendement élevé de collecte de brouillard de peinture pendant une longue période, même lorsque les opérations d'entretien ont une fréquence réduite. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1 à 4 représentent un mode de réalisa- tion préféré d'appareil d'épuration de gaz contenant un brouillard de peinture selon l'invention, les figures i et 2 étant un schéma de construction et une perspective d'un exemple d'installation de l'appareil; - les figures 3 et 4 représentent des constructions de l'appareil, la figure 3 étant une coupe et la figure 4' une perspective; les figures 5 et 6 sont des coupes représentant des variantes de l'invention; la figure 7 est une coupe représentant une construc- 3Q tion classique; et les figures 8 à 10 sont des coupes représentant d'autres constructions d'appareils classiques d'autres types. - -Les figures i et 2 représentent respectivement un schéma de construction et une perspective d'un exemple d'installation d'appareil 1 d'épuration de gaz contenant un brouillard de peinture selon l'invention. Sur ces figures, la référence 2 désigne une cabine de peinture qui forme une zone 3 de travail par pulvérisation, la référence 4 désigne un ventilateur aspirant destiné à introduire, dans la cabine 2, de l'air de ventilation dont la température est réglée par un appareil 5 de conditionnement d'air. Après circulation dans un filtre à caisson 6, l'air de ventila- tion passe par une ouverture 8 de soufflage formée dans le plafond ayant un filtre 7 vers la zone de travail 3 sous forme d'un courant d'air laminaire dirigé vers le bas, une partie de l'air de ventilation étant transmise latéralement dans des ouvertures droite et gauche 9 de soufflage laté- ral, vers une région placée au-dessous de la zone de tra- vail 3. La référence 10 désigne un ventilateur de sortie destiné à évacuer vers le bas l'air et l'excès de brouil- lard de peinture de la zone de travail 3 à travers un plan- cher 11 formé de caillebotis. Au-dessous de ce plancher 11, une cuve 13 est dispo- sée afin qu'elle permette l'écoulement d'eau de nettoyage W qui déborde d'une rigole 12 et un appareil 1 d'épuration de gaz contenant un brouillard de peinture, du type à sépara- teur centrifuge, placé au centre de la cuve 13. L'air épuré dont le brouillard de peinture a été séparé et extrait par passage dans l'appareil 1 d'épuration s'écoule dans une section 14 d'évacuation et est ensuite évacué à l'extérieur de l'installation. D'autre part, l'eau d'épuration W dans laquelle le brouillard de peinture a été piégé par passage dans l'appa- reil 1 d'épuration parvient au réservoir 16. L'eau W est alors transmise par une tuyauterie 17 à un réservoir 18 de séparation dans lequel le résidu de peinture S se sépare de l'eau W de nettoyage et en est retiré. L'eau de nettoyage W dont le résidu de peinture S a été séparé et extrait dans le réservoir 18, est recyclée par une pompe 19 par une canalisation 20 vers la rigole 12. On décrit maintenant plus précisément la construc- tion de l'appareil 1 d'épuration d'air contenant un brouil- lard de peinture du type d'un séparateur centrifuge, en 26303-49 référence aux figures 3 et 4. D'abord, l'appareil 1 forme constamment une face concave courbe de guidage lB pour que l'eau W de nettoyage puisse s'écouler sous la cuve 13. La face concave courbe lB de guidage descend en formant une courbe A partir d'une extrémité aval d'une face inférieure 1A de circulation d'eau de refroidissement, dans le sens d'écoulement de l'eau. Du côté aval de cette face concave lB de guidage, une face 1C de guidage d'évacuation est dirigée vers le haut et placée horizontalement afin qu'elle évacue latéra- lement l'eau guidée W. En outre, une face 1D d'orientation de gaz est destinée à orienter l'air A contenant le-brouil- lard de peinture de la face supérieure vers la face concave de guidage lB. En outre, une ouverture 1E d'évacuation est formée entre l'extrémité aval P de la face 1D d'orientation de gaz et une partie Q de la face concave lB de guidage qui est la plus proche de l'extrémité aval P de la face 1D d'orientation de gaz. La face 1D d'orientation de gaz est disposée de manière que l'air A contenant le brouillard de peinture soit transmis par l'ouverture d'évacuation 1E avec une direction k' qui est sensiblement parallèle & la tan- gente L de la face concave de guidage lB. La face concave de guidage lB est sous forme d'une face courbe de grand rayon ayant un rayon moyen au moins supérieur au double de la largeur d de l'ouverture 1E d'évacuation. D'autre part, la face 1D d'orientation de gaz est une face convexe courbe et inclinée dont la pente par rapport à une horizontale augmente progressivement vers l'aval. Par ailleurs, une partie de l'eau de nettoyage W s'écoulant à gauche sur la figure et provenant de la cuve 13 descend sous forme d'un film liquide le long de la face 1D d'orientation de gaz, si bien que l'accumulation du brouillard de peinture sur cette face 1D d'orientation peut être empêchée efficacement et de manière fiable. L'ouver- ture 1E d'évacuation a une inclinaison telle que la tan- gente ú à la face concave lB de guidage forme un angle 8 avec une horizontale, l'angle e étant supérieur à 45 et inférieur & gO90 et de préférence supérieur & 60 et infé- rieur à 75 . Dans la construction décrite, lorsque le gaz A con- tenant le brouillard de peinture s'écoule à grande vitesse le long de la face concave courbe lB de guidage ayant le rayon moyen R qui est suffisamment supérieur à la largeur d de l'ouverture 1E d'évacuation, l'eau W de nettoyage, sous l'action de la force centrifuge, descend sous forme d'un film liquide le long de la face concave lB de guidage et, simultanément, l'effet centrifuge assure la séparation par inertie du brouillard de peinture par rapport à l'air. Le brouillard de peinture séparé est piégé dans l'eau W de nettoyage qui descend sous forme du film liquide le long de la face concave de guidage lB. La disposition inclinée précitée de l'ouverture d'évacuation 1E est destinée à empêcher le phénomène de séparation temporaire de l'eau W de nettoyage par rapport à la surface concave lB de guidage sous l'action des forces de pesanteur, à proximité de l'ouverture d'évacuation 1E. En conséquence, l'accumulation de l'excès de peinture par collage sur la face concave lB de guidage à proximité de l'ouverture lE d'évacuation, du fait de cette séparation temporaire du liquide de nettoyage, peut être évitée effi- cacement et de manière fiable. On considère maintenant d'autres modes de réalisa- tion de l'invention. Comme représenté sur la figure 5, l'appareil 1 d'épuration de gaz contenant un brouillard de peinture peut être fixé à la cuve 13 par un châssis 28 ayant une ouver- ture en cloche. Ceci est avantageux car le film d'eau d'épuration peut être formé avec une uniformité et une stabilité accrues sur les faces respectives de guidage. Comme représenté sur la figure 6, un déversoir 29 par lequel s'écoule l'eau W de nettoyage provenant de la cuve 13 peut être disposé. Cette caractéristique est avan- tageuse car l'eau W peut être transmise de manière cons- tante et stable même lorsqu'il apparaît une légère varia- tion de la quantité d'eau provenant de la rigole 12. La configuration de la face concave courbe lB de guidage, en coupe, n'est pas simplement un arc de cercle mais peut être aussi un arc d'ovale ou analogue. La configuration particulière de la face 1D d'orien- tation de gaz peut être modifiée de diverses manières. La face 1C de guidage d'évacuation peut être dirigée vers le haut avec une orientation horizontale ou peut être légèrement inclinée par rapport au plan horizontal. En outre, bien entendu, le liquide de nettoyage, à la place de l'eau utilisée dans les modes de réalisation précédents, peut contenir d'autres produits chimiques en quantité convenable, par exemple un adjuvant empêchant l'accrochage ou un adjuvant empêchant la formation d'une mousse à partir du brouillard de peinture. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil d'épuration de gaz contenant un brouil- lard de peinture, du type d'un séparateur centrifuge, com- prenant une face concave (lB) de guidage dirigée vers le bas depuis une extrémité aval d'une face d'écoulement d'un liquide de nettoyage, dans une direction d'écoulement des- cendant d'un liquide de nettoyage, la face concave de gui- dage étant en arc de courbe, une face (lC) de guidage d'évacuation placée à l'extrémité aval de la face concave de guidage afin qu'elle évacue latéralement le liquide de nettoyage, une face (1D) d'orientation d'un gaz contenant un brouillard de peinture, transmis à la face supérieure et vers la face concave de guidage, de manière que le gaz contenant le brouillard de peinture soit évacué par une ouverture (lE) d'évacuation formée entre l'extrémité aval de la face d'orientation de gaz et une partie de la face concave de guidage qui est la plus proche de l'extrémité aval de la face d'orientation de gaz, l'ouverture d'évacua- tion ayant une largeur inférieure au rayon moyen de la face concave de guidage, le gaz contenant le brouillard de pein- ture étant évacué pratiquement suivant la tangente à la face concave de guidage, caractérisé en ce que l'ouverture d'évacuation (1E) a une pente telle que la tangente à la face concave (lB) de guidage forme, avec un plan horizontal, un angle supérieur à 450 et inférieur à 90 . 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture d'évacuation (1E) est disposée au-dessus du centre vertical de la face concave de guidage. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'angle de la tangente de la face concave (lB) de guidage avec le plan horizontal est supé- rieur à 60 et inférieur à 750. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la largeur de l'ouver- ture d'évacuation (1E) est inférieure à la moitié du rayon moyen de la face concave de guidage. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions i à 4, caractérisé en ce que la face (1D) d'orienta- tion de gaz comporte une face courbe convexe inclinée par rapport au plan horizontal, vers le bas.