Brevet FR2645951A1 — publié le 19901019

L'invention est relative à un procédé de séchage de récipients, tels que notamment bouteilles, bonbonnes, extincteurs ou similaires ainsi qutà une installation de séchage de tels récipients. Elle trouvera son application dans le domaine du séchage d'objets creux par élimination du liquide volatil qui est contenu et son utilisation dans différents domaines industriels tels que le séchage de bouteilles alimentaires, le séchage de bouteilles à gaz et généralement le séchage de tous types de récipients préalablement remplis puis vidés dudit liquide. En effet, certaines dispositions réglementaires exigent dans le cadre d'un contrôle régulier de ces récipients, la mise à l'épreuve desdits contenants, notamment à l'aide de liquide volatil. Ces bouteilles une fois éprouvées, il est nécessaire de les débarrasser de toute trace de liquide ou d'humidité contenue à l'intérieur. Un séchage naturel de l'intérieur entrainait souvent un séchage plutôt lent et non efficace, ce qui se répercute indirectement sur les coûts de production. Eq matière de séchage de matériaux ou d'objets n'absorbant pas les liquides volatils, on connait deux principes : le séchage dynamique et le séchage par évaporation. Le séchage dynamique consiste à projeter sur la surface à sécher de l'air à grande vitesse pour constituer une lame d'air qui formera substantiellement un racloir pour ladite surface à assécher. Un tel séchage peut être facilement appliqué pour le traitement de surface extérieure de forme plus ou moins plane, cependant il est tout à fait inadapté au séchage de volume intérieur de récipients, tels que bouteilles, bonbonnes, extincteurs ou similaires. Le séchage par évaporation, quant à lui, fait intervenir les deux paramètres suivants : Le gradient de pression de vapeur du liquide volatil entre l'air dans le récipient et l'air à la surface du plan de liquide, le coefficient de convection étant fonction notamment de la vitesse du gaz sur le plan de liquide. Une telle solution convient bien au séchage des volumes intérieurs de récipients mais elle nécessite comme précité un temps de séchage relativement long et n'est pas sans poser certains problèmes d'élimination de l'humidité.pendant la phase d'évaporation proprement dite. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de séchage de récipients, tels que notamment bouteilles, bonbonnes, extincteurs ou similaires, ainsi qulune installation de séchage de tels récipients par lesquels on élimine par évaporation des traces de liquide volatil ou d'humidité contenues à l'intérieur dudit récipient, qui permettent un séchage forcé très rapide y compris dans les interstices des parois de récipients, c'est-à-dire un séchage de qualité optimale en un temps réduit. Un des buts de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de séchage de récipients, qui soient intéressants sur le plan mise en oeuvre de par sa facilité et de par la conception des moyens utilisés. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Selon l'invention, le procédé de séchage de récipients, tels que notamment bouteilles, bonbonnes, extincteurs ou similaires, par lequel on élimine par évaporation des traces de liquide volatil ou d'humidité contenues à l'intérieur dudit récipient, ce dernier présentant un goulot ou conduit de communication de petites dimensions par rapport à celles dudit récipient, est caractérisé par le fait que l'on insuffle, à l'intérieur du récipient par ledit goulot, un gaz plus ou moins chaud à très grande vitesse pour augmenter le gradient de pression de vapeur du liquide entre le milieu gazeux dans le récipient et le milieu gazeux à la surface du liquide, et pour favoriser le coefficient de convection dudit gaz. Cela étant, l'installation de séchage de récipients, conçue pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, est caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens pour insuffler, à l'intérieur dudit récipient, par son goulot de communication, un gaz plus ou moins chaud à très grande vitesse. Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, ces moyens se présentent sous la forme d'un dispositif thermodynamique apte à délivrer un gaz sous pression plus ou moins chaud et d'au moins une canne d'éjection du gaz le dirigeant dans le volume intérieur dudit récipient. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante. La figure I montre une vue schématique d'un mode de réalisation d'une installation de séchage de récipient selon la présente invention. La figure 2 montre une vue en coupe d'un détail de réalisation de l'installation de séchage représentée à la figure 1, relatif au moyen pour insuffler le gaz. La figure 3 montre une vue en coupe selon l'axe III-III de la figure 2. L'invention concerne un procédé de séchage de récipients, tels que notamment bouteilles, bonbonnes, extincteurs ou similaires ainsi qu 1une installation de séchage de tels récipients. Quoique plus spécialement mise au point pour le séchage de récipients de type bouteilles de gaz, l'invention pourrait néanmoins trouver son application dans d'autres domaines industriels ou un tel séchage est requis. Le problème du séchage, à savoir sa difficulté de mise en oeuvre, son efficacité et sa durée, dépend essentiellement des caractéristiques structurelles du récipient à sécher. Dans le cas d'une bouteille de gaz, on est en présence d'une bouteille généralement de forme cylindrique, définissant un volume intérieur relativement important par exemple de six à cinquante litres et présentant un goulot ou conduit de communication de dimensions très réduites vis-à-vis de celles du récipient. En effet, on est bien souvent en présence d'un goulot dont le diamètre est de l'ordre de un à cinq centimètres. De telles dimensions engendrent des difficultés, d'une part au niveau de l'évacuation des vapeurs et d'autre part au niveau de l'introduction de tout dispositif permettant de forcer le séchage. En effet, les difficultés de séchage proviennent du fait de la petitesse de l'ouverture et également de la présence de l'étranglement que représente le goulot. La figure 1 présente un mode de réalisation d'une installation de séchage de tels récipients (1) présentant un goulot ou conduit de communication (2) de petites dimensions par rapport aux dimensions du récipient et de son volume intérieur (3). Selon la présente invention, on élimine par évaporation des éventuelles traces de liquide volatil ou d'humidité contenues à l'intérieur dudit récipient (1) en insufflant, à l'intérieur (3) du récipient par ledit goulot (2), un gaz plus ou moins chaud à très grande vitesse pour augmenter le gradient de pression de vapeur du liquide entre le milieu gazeux dans le récipient (1) et le milieu gazeux à la surface du liquide, subsistant éventuellement sur les parois intérieures du récipient (1), et pour favoriser le coefficient de convection dudit gaz. En effet, pour diminuer le temps de séchage, il est indispensable de chauffer le gaz qui, en chauffant le liquide, augmente sensiblement le gradient de pression et donc l'évaporation. Pour mettre en oeuvre ce procédé, l'installation de la présente invention comporte des moyens pour insuffler (4, 5, 6), à l'intérieur (3) dudit récipient (1), par son goulot de communication (2), un gaz plus ou moins chaud à très grande vitesse. En particulier, comme le montre la figure, dans un mode de réalisation avantageux, on dispose l'axe du récipient (1) sensiblement vertical, ledit goulot (2) étant disposé vers le bas Cela étant, on insuffle dans le récipient par exemple de l'air chaud préalablement sous pression. A cet égard, l'installation comporte notamment un dispositif thermodynamique (6) apte à délivrer un gaz sous pression plus ou moins chaud, qui peut se présenter substantiellement sous la forme d'un compresseur à air, d'un surpresseur ou d'un ventilateur haute pression ou autre producteur d'air sous pression. Plus précisément, dans un compresseur d'air, dont la technique est connue de l'Homme de l'Art, on réalise une sortie d'air sous pression avant le circuit de refroidissement, ce qui permet simultanément d'obtenir un air sous pression plus ou moins chaud. Par ailleurs, on dispose à l'intérieur de chaque récipient (1) à sécher une canne (4) d'éjection du gaz dont les dimensions sont adaptées aux dimensions dudit récipient (1) et notamment de son goulot de communication (2). I1 est à remarquer que l'installation peut tout à fait selon son dimensionnement être équipée d'une ou plusieurs cannes d'éjection selon le nombre de récipients à sécher simultanément. Cela étant, la ou les cannes (4) d'éjection du gaz sont reliées au dispositif thermo dynamique (6) par l'intermédiaire d'un ensemble (5) de collecteur principal (7) et de collecteurs secondaires (8). En outre, chacun des collecteurs secondaires pourra être équipé d'une vanne d'isolement (9), d'un organe de réglage (10) et d'un indicateur de pression (11). Par ailleurs, les collecteurs secondaires (8) pourront être équipés de dispositifs de connexion tels que par exemple une liaison flexible schématisée en (12) sur la figure 1. Pour ce qui est de la structure des cannes (4) d'éjection du gaz proprement dites, la figure 2 illustre en détail un mode de réalisation possible. Chaque canne (4) se présente sous la forme d'un corps tubulaire (13) fermé à son extrémité distale (14) et percé au moins d'un orifice (15) afin d'éjecter ledit gaz sous pression plus ou moins chaud à très grande vitesse à l'intérieur du récipient (1). Pour augmenter la répartition de l'éjection du gaz et pour contribuer à l'équilibrage dynamique de ladite canne (4), cette dernière présentera avantageusement plusieurs orifices (15, 16, 17) répartis à la périphérie du corps tubulaire (13) au niveau de l'extrémité distale (14). A titre d'exemple, les figures 2 et 3 montrent une canne (4) présentant un orifice (15) sur l'extrémité fermée du corps tubulaire (13) et parallèle à l'axe longitudinal de la canne, quatre orifices (16) sur la périphérie du corps creux (13 dont les axes sont perpendiculaires à l'axe longitudinal de la canne et quatre autres orifices (17), à proximité des précédents, dont les axes peuvent être avantageusement inclinés comme le montre notamment la figure 2. Cela étant, un autre impératif de réalisation de la canne d'éjection (4) est présent au niveau de son extrémité proximale (18) qui doit avoir une dimension telle qu'elle puisse définir avec ledit goulot de communication (2) du récipient une zone d'échappement (19) vers l'extérieur pour ledit gaz, alors chargé de vapeur. Pour permettre un bon fonctionnement de l'évacuation, il est à noter que la surface de cette zone d'échappement (19) sera telle qu'elle soit supérieure ou égale à la section de la canne (4) au niveau du goulot de communication (2) du récipient. Dans certains cas, on sera amené à prévoir au niveau de l'extrémité proximale (18) de la canne (4) un rétreint (20), dimensionné par rapport aux dimensions du goulot de communication (2), comme le montre notamment la figure 2. La description d'une telle installation permet la mise en oeuvre du procédé de séchage de la présente invention qui, pour un séchage rapide du récipient par évaporation, nécessite l'utilisation de vitesse élevée du gaz au passage du goulot afin que la vitesse du gaz en circulation dans le corps du récipient permette un balayage de la surface intérieure de celui-ci. En outre, la diminution du temps de séchage dépend également de la chaleur du gaz balayant la surface, qui en chauffant le liquide, augmente sensiblement le gradient de pression et donc l'évaporation. - I1 est à noter que l'on a obtenu de bons résultats en balayant la surface interne dudit récipient à l'aide d'un gaz à une température comprise entre 30 et 800C à une vitesse de l'ordre de 0,5 à 2 mètres par seconde dans la section la plus grande dudit récipient. Ainsi, en fonction du volume du récipient et des dimensions de son goulot, on est amené à insuffler du gaz plus ou moins chaud à une vitesse comprise entre 50 et 250 mètres par seconde. Ceci nécessite des pressions d'air de l'ordre de 1 à 4 bars. La mise en oeuvre de ces différentes étapes a permis lors d'essais de réaliser le séchage de telles bouteilles, destinées à recevoir du gaz, après mise en épreuve, dans un temps réduit de l'ordre de 3 à 10 minutes. Naturellement, d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient pu être envisagées sans pour autant sortir de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de séchage de récipients, tels que notamment bouteilles, bonbonnes, extincteurs ou similaires, par lequel on élimine par évaporation des traces de liquide volatil ou d'humidité contenues à l'intérieur dudit récipient (1), ce dernier présentant un goulot ou conduit de communication (2) de petites dimensions par rapport à celles dudit récipient (i), caractérisé par le fait que l'on insuffle, à l'intérieur (3) du récipient (1) par ledit goulot (2), un gaz plus ou moins chaud à grande vitesse pour augmenter le gradient de pression de vapeur du liquide entre le milieu gazeux dans le récipient (1) et le milieu gazeux à la surface du liquide et pour favoriser le coefficient de convection dudit gaz. 2. Procédé de séchage, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on insuffle dans le récipient (1) de l'air chaud préalablement sous pression. 3. Procédé de séchage, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on dispose l'axe du récipient (1) sensiblement vertical, ledit goulot (2) étant disposé vers le bas. 4. Procédé de séchage, selon la revendication I, caractérisé par le fait que l'on balaye la surface interne dudit récipient à l'aide d'un gaz à une température comprise entre 30 et 800C à une vitesse de 0,5 à 2 mètres par seconde dans la section la plus grande dudit récipient. 5. Procédé de séchage, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que selon le volume du récipient et les dimensions du goulot, on insuffle ledit gaz plus ou moins chaud à une vitesse comprise entre 50 et 250 mètres par seconde. 6. Installation de séchage de récipients, tels que notamment bouteilles, bonbonnes, extincteurs ou similaires, conçue pour mettre en oeuvre un procédé selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (4, 5, 6) pour insuffler, à l'intérieur (3) dudit récipient (1) par son goulot de communication (2), un gaz plus ou moins chaud à très grande vitesse. 7. Installation de séchage, selon la revendication 6, caractérisée par le fait que lesdits moyens (4, 5, 6) se présentent sous la forme d'un dispositif thermo dynamique (6), apte à délivrer un gaz sous pression plus ou moins chaud, et d'au moins une canne (4) d'éjection du gaz dont les dimensions sont adaptées aux dimensions dudit récipient- (1) et de son goulot de communication (2), recevant ledit gaz sous pression plu ou moins chaud et le dirigeant dans le volume intérieur (3) du récipient (1). 8. Installation de séchage, selon la revendication 7, caractérisée par le fait que chaque canne (4) d'éjection se présente sous la forme d'un corps tubulaire (13), fermé à son extrémité distale (14), et percé d'au moins un orifice (15) afin d'éjecter ledit gaz sous pression plus ou moins chaud à très grande vitesse à l'intérieur du récipient (1). 9. Installation de séchage, selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la canne (4) d'éjection présente à son extrémité proximale une dimension telle qu'elle définit avec ledit goulot de communication (2) une zone d'échappement (19) vers l'extérieur pour ledit gaz alors chargé de vapeur. 10. Installation de séchage, selon la revendication 8, caractérisée par le fait que chaque canne (4) comporte plusieurs orifices (15, 16, 17) calibrés et répartis à la périphérie du corps tubulaire (13), au niveau de l'extrémité distale (14), certains d'entre eux ayant leur axe incliné pour contribuer à l'équilibrage dynamique de ladite canne (4).