Brevet FR2655470A1 — publié le 19910607

L'invention concerne un nettoyeur haute pres- sion conçu pour effectuer tout traitement de surfaces, par exemple sur des façades de bâtiments, ce dispositif étant particulièrement adapté pour être utilisé en milieu nucléaire, notamment pour traiter des surfaces de béton brut ou des chapes dépourvues de revêtement et contami- nées. Parmi les techniques existantes permettant d'assainir des surfaces de type béton brut ou chape sans revêtement en milieu nucléaire, aucune n'est réellement satisfaisante. Ainsi, une première méthode d'assainissement, qui consiste à dégrader la surface au moyen d'un marteau piqueur, présente de nombreux inconvénients En particu- lier, le temps nécessaire à la destruction de La surface est relativement long et le matériel d'intervention ainsi que le personnel sont en contact direct avec le milieu contaminé Le volume des déchets produits pose en outre le problème de l'évacuation et du confinement de ces déchets Enfin, la surface ainsi traitée doit être entiè- rement refaite. Une autre technique connue pour assainir de telles surfaces consiste à utiliser des acides phosphori- ques ou nitriques Une telle intervention conduit cepen- dant à priver La surface de toute résistance mécanique. La surface se trouve donc dégradée et doit être refaite comme avec la technique précédente Les problèmes de l'évacuation des déchets et celui du contact direct du personnel d'intervention avec le milieu se posent éga Le- ment. Une troisième technique connue consiste à assainir les surfaces contaminées au moyen d'un jet d'eau sous haute pression En dehors du fait que cette techni- que conduit également à placer le personnel d'interven- tion en contact direct avec le milieu, l'eau projetée pose le double prob Lème de la contamination des surfaces non contaminées et de son évacuation En particulier, les structures de certaines cellules ne sont pas adaptées à la récupération d'effluents et ces derniers risquent de boucher les évacuations au sol lorsque celles-ci existent. De façon générale, toutes les techniques exis- tantes posent donc à la fois des problèmes liés à l'éva- cuation des déchets produits et à la sécurité radiologi- que du personnel d'intervention. En dehors du milieu nucléaire, on a décrit dans le document US-A-3 073 727 un dispositif de nettoyage de piscines comprenant une chambre centrale dans laquelle on introduit un acide servant à nettoyer les parois de la piscine et une chambre périphérique de réaspiration reliée à une pompe permettant d'aspirer le liquide de nettoyage sans que celui-ci ne risque de se mélanger à l'eau de la piscine. Dans ce dispositif, prévu pour fonctionner sous l'eau, la pompe aspire une solution acide, c'est-à-dire un milieu liquide et, en outre, rien n'est prévu pour effectuer un traitement quelconque sur la solution aspi- rée Par conséquent, le problème posé par l'évacuation des déchets résultant du nettoyage d'une surface non immergée par un jet d'eau sous haute pression n'y est pas résolu. L'invention a précisément pour objet un net- toyeur haute pression permettant de nettoyer-une surface non immergée, par exemple en milieu nucléaire, en assu- rant la récupération des effluents, indépendamment de la nature du milieu contaminé et éventuellement à distan- ce, par exemple au moyen d'un téLémanipulateur. Selon l'invention, on parvient à ce résultat grâce à un nettoyeur haute pression comportant une tête de nettoyage comprenant une chambre centrale de nettoyage délimitée par une paroi intermédiaire et dans laquelle débouche une canalisation d'injection d'un liquide de nettoyage, et une chambre périphérique de réaspiration d'effluents formée entre la paroi intermédiaire et une paroi extérieure et dans laquelle débouche une canalisa- tion d'aspiration reliée à des moyens d'aspiration, caractérisé par le fait que les moyens d'aspiration sont incorporés dans un ensemble de récupération des effluents qui comprend une cuve décanteuse dans la partie supérieu- re de laquelle débouchent ladite canalisation d'aspira- tion et une canalisation d'évacuation d'effluents gazeux communiquant avec les moyens d'aspiration, un tube d'éva- cuation d'effluents liquides relié à des moyens de pompa- ge plongeant jusqu'à proximité du fond de la cuve décan- teuse, à l'intérieur d'un organe de filtrage annulaire retenant des effluents solides. Dans cette installation, le passage des effluents par la cuve décanteuse permet de séparer les solides, qui doivent par exemple être stockés en conte- neurs, des effluents gazeux et liquides qui peuvent respectivement être évacués à l'atmosphère et récupérés. Avantageusement, la cuve décanteuse est une cuve cylindrique, d'axe vertical, dans laquelle la cana- lisation d'aspiration débouche selon une direction cir- conférentielle, de façon à amorcer un effet cyclone. Des moyens de séparation liquide-gaz ainsi que des moyens de filtration peuvent être placés dans la canalisation d'évacuation des effluents gazeux, une conduite de recyclage de la phase liquide reliant un pot de stockage associé auxdits moyens de séparation liqui- de-gaz à la cuve décanteuse. La mise en action des moyens de pompage peut être déclenchée automatiquement par un détecteur de niveau haut de liquide placé dans La cuve décanteuse. Avantageusement, La paroi extérieure de la tête de nettoyage est apte à coopérer avec une surface à net- toyer par des moyens d'étanchéité et La paroi intermé- diaire est alors écartée de cette même surface pour délimiter un passage par lequel la chambre centrale de nettoyage communique en permanence avec la chambre péri- phérique de réaspiration. Afin d'accroître l'efficacité du nettoyage, la canalisation d'injection débouche dans la chambre de nettoyage par une buse tournante dont la rotation est commandée par l'écoulement du Liquide de nettoyage, cette buse présentant au moins deux orifices orientés de telle sorte que les jets issus de ces orifices heurtent la surface à nettoyer au voisinage immédiat du passage. L'améLioration de la sécurité du personnel d'intervention est obtenue avantageusement en reliant la tête de nettoyage à un pistolet de commande par une perche de manoeuvre constituant La canalisation d'injec- tion, un générateur haute pression alimentant le pistolet de commande en liquide de nettoyage. Un mode de réalisation préféré de l'invention va à présent être décrit, à titre d'exemple non Limitatif en se référant aux dessins annexés, dans Lesque Ls: la figure 1 est une vue schématique, partiel- lement en coupe, représentant un nettoyeur haute pression réalisé conformément à l'invention; et -30 la figure 2 est une vue en coupe agrandie de la tête de nettoyage du nettoyeur de la figure 1. En se référant tout d'abord à la figure 1, on voit que le nettoyeur haute pression selon l'invention comprend principalement un ensemble de nettoyage désigné de façon générale par la référence 10 et un ensemble de récupération des eff Luents désigné de façon générale par la référence 12. L'ensemble de nettoyage 10 comprend un généra- teur haute pression 14, de conception classique, déli- vrant de L'eau sous haute pression, qui est envoyée à un pistolet de commande 16 au travers d'un tuyau flexible 18 Le pistolet de commande 16 est relié à une tête de nettoyage 20 par une perche de manoeuvre rigide 22 dont la longueur peut être, par exemple, d'au moins 1,50 m. La perche de manoeuvre 22 délimite intérieurement une canalisation d'injection 24 de L'eau sous pression, dont l'alimentation en eau est contrôlée par un organe de commande tel qu'une gachette placée sur le pistolet de commande 16. En se référant à la figure 2, on voit que l'ex- trémité de La perche de manoeuvre 22 supportant la tête de nettoyage 20 est munie d'une buse 26 au travers de laquelle la canalisation d'injection 24 définie à l'inté- rieur de la perche 22 débouche dans la tête de nettoyage 20 De façon plus précise, la buse 26 est montée tournan- te à l'extrémité de la perche de manoeuvre 22, et elle est percée de deux orifices 28 dont l'orientation est inclinée par rapport à l'axe de la buse, ce qui a pour effet de provoquer une mise en rotation automatique de la buse 26 lorsque de l'eau sous haute pression est admise dans la canalisation d'injection 24. La perche de manoeuvre 22 est repliée à proxi- mité de son extrémité portant la tête de nettoyage 20, de telle sorte que cette dernière puisse être appliquée aisément contre une surface à nettoyer S Lorsque le pis- tolet 16 est tenu par un opérateur. La tête de nettoyage 20 comporte principalement une paroi extérieur 30 sensiblement tronconique, dont l'extrémité de plus petit diamètre est fixée à l'extrémi- té de la perche de manoeuvre, par exemple par une embase 32 L'extrémité opposée de la paroi extérieure tronconi- que 30 est ouverte et renforcée extérieurement par une couronne 34 sur laquelle sont montées trois roulettes 36 aptes à être appliquées contre La surface S à nettoyer et dont l'une seulement est représentée sur la figure 2 La couronne 34 supporte également, du côté de La sur- face S, un organe d'étanchéité annulaire 38 constitué par exemple par un balai permettant de confiner le volume délimité à l'intérieur de la paroi 30 par rapport à l'ex- térieur de cette paroi. La tête de nettoyage 20 comprend également une paroi intermédiaire 40, également de forme sensiblement tronconique, placée à l'intérieur du volume délimité par la paroi extérieure 30 et dont L'extrémité de plus petit diamètre est fixée sur l'embase 32, autour de la buse rotative 26. L'extrémité de plus grand diamètre de la paroi intermédiaire 40 est ouverte et située à une distance d donnée de la surface S à nettoyer lorsque les roulettes 36 sont en contact avec cette surface On délimite ainsi, entre le bord de la paroi intermédiaire 40 adjacent à la surface S et cette dernière surface, un passage annu- laire 42 par lequel une chambre centrale de nettoyage 44 formée à l'intérieur de la paroi intermédiaire 40 communique en permanence avec une chambre périphérique 46 de réaspiration d'effluents formée entre la paroi intermédiaire 40 et la paroi extérieure 30. Comme l'illustrent schématiquement les flèches 48 sur la figure 2, les jets d'eau sous haute pression sortant des orifices 28 de la buse tournante 26 viennent heurter la surface S à nettoyer au voisinage immédiat du passage 42, c'est-à-dire à proximité de l'extrémité de plus grand diamètre de la paroi intermédiaire 40 De cette manière, on comprend que la récupération des effluents que constituent l'eau et les déchets résultant du nettoyage de la surface S s'effectue facilement au travers du passage 42, puis de la chambre 46. Pour permettre cette récupération, la paroi extérieure 30 comporte une tubulure 50 sur laquelle est raccordée une canalisation d'aspiration constituée par un tuyau souple 52. En se reportant à nouveau à la figure 1, on voit que l'extrémité opposée du tuyau souple 52 est rac- cordée sur l'ensemble de récupération 12 des déchets, qui va à présent être décrit. L'ensemble de récupération 12 comprend tout d'abord une cuve décanteuse 54 constituée avantageusement par une cuve cylindrique, d'axe vertical, dont le fond 54 a est légèrement en pente vers l'axe de cette cuve. La cuve 54 est étanche et sa paroi cylindrique est tra- versée, à proximité de son extrémité supérieure, par une tubulure 56 d'arrivée des effluents sur laquelle est raccordé le tuyau souple 52 De façon plus précise, l'ex- trémité de cette tubulure 56 située à l'intérieur de la cuve décanteuse 54 est incurvée selon une direction sen- siblement circonférentielle de façon à amorcer un effet cyclone lorsque les effluents arrivent par le tuyau souple 52 dans la cuve décanteuse. Une canalisation 58 d'évacuation des effluents gazeux débouche également dans la partie supérieure de la cuve décanteuse 54, au travers du couvercle de cette dernière, en un emplacement sensiblement diamétralement opposé à la tubulure 56 Cette canalisation 58 se prolon- ge jusqu'à un aspirateur pneumatique 72 en traversant successivement un séparateur d'eau 60 et des filtres 70. A -l'intérieur du séparateur d'eau 60, les microgouttelettes de liquide entraînées par le flux d'air sont séparées de ce dernier et récupérées dans un pot de stockage 62 Ce pot de stockage 62 est placé à un niveau supérieur à celui de la cuve décanteuse 54 et il est relié à cette dernière par une conduite de recyclage 64 contrôlée par une vanne 66 normalement fermée La conduite 64 traverse de façon étanche le couvercle de la cuve décanteuse 54, et débouche dans le fond du pot de stockage 62, de telle sorte que ce dernier est vidangé automatiquement dans la cuve décanteuse lorsqu'on ouvre la vanne 66. Les filtres 70 sont des filtres de qualité nucléaire servant à retenir les particules solides éven- tuellement entraînées par les effluents gazeux. L'aspirateur pneumatique 72 fonctionne par effet venturi, au moyen d'une tuyauterie d'injection d'air comprimé 74 contrôlée par une vanne 76 L'ouverture de cette vanne a pour effet d'injecter de l'air comprimé dans l'aspirateur 72, ce qui crée une dépression grâce à laquelle les effluents de la tête de nettoyage 20 sont aspirés par la chambre périphérique 46, la canalisation d'aspiration 52, la cuve décanteuse 54 et la canalisation 58, en passant par le séparateur 60 et les filtres 70. L'air comprimé injecté dans l'aspirateur 72 par la tuyau- terie 74 se mélange à l'air aspiré par la canalisation 58 pour être rejeté à l'extérieur au travers d'un tuyau 78. La partie de l'ensemble de récupération 12 qui vient d'être décrite permet, grâce à l'aspirateur 72, de créer une dépression suffisante pour aspirer les effluents produits par la tête de nettoyage 20, c'est-à- dire le liquide de nettoyage et les déchets résultant de l'impact de ce liquide sur la surface S Ces effluents, qui contiennent à la fois une phase gazeuse une phase liquide et une phase solide, sont d'abord sépa- rés dans la cuve décanteuse 54 qui retient la majeure partie des phases liquide et solide La petite partie de la phase liquide restant dans la phase gazeuse est récupérée par le séparateur 60 et la petite partie de la phase solide restant dans la phase gazeuse est récupé- rée par les filtres 70. L'ensemble de récupération 12 permet en outre de séparer les phases liquide et solide retenues dans la cuve décanteuse 54 A cet effet, un tube vertical 80 disposé selon l'axe de la cuve 54 traverse de façon étan- che le couvercle de cette dernière et plonge jusqu'à proximité du fond 54 a de cette cuve Ce tube 80 communi- que à son extrémité supérieure avec un hydroéjecteur 82 placé dans un circuit 84, relié en amont de l'hydroéjec- teur 82, à une source 86 d'eau sous pression Des vannes 88 et 90, normalement fermées, sont placées dans le circuit 84 respectivement en amont et en aval de l'hydro- éjecteur 82 Cet agencement permet, lors de l'ouverture des vannes 88 et 90, d'aspirer le liquide contenu dans la cuve décanteuse 54 afin, par exemple, de le recycler. Afin que le liquide aspiré par le tube 80 soit séparé de la phase solide qui se trouve également déposée dans la cuve décanteuse 54, cette dernière contient un filtre annulaire 92, réalisé par exemple en laine de polyester tassée, qui s'étend sur toute la hauteur de la cuve autour du tube plongeur 80 Ce filtre 92 peut notamment être placé entre deux tôles perforées concen- -triques qui en assurent le maintien mécanique sans empê- cher l'écoulement de l'eau. Grâce à cet agencement, les grosses salissures décantent au fond de la cuve 54 et l'eau migre au travers du filtre 92 qui n'offre que peu de résistance à l'eau tout en retenant les salissures Ainsi, le tube 80 n'as- pire que de l'eau chargée de très fines particules. Pour que la vidange de l'eau contenue dans la cuve décanteuse 54 soit possible, il faut que l'aspira- teur 72 soit arrêté Par conséquent, les vannes 88 et commandant l'aspiration de l'eau récupérée dans la cuve 54 sont normalement fermées lorsque l'aspirateur 72 fonctionne Lorsque la cuve 54 est remplie d'eau, la vanne 76 commandant l'actionnement de l'aspirateur 72 est fermée à son tour avant que les vannes 88 et 90 ne soient ouvertes. De préférence, on place dans la partie supé- rieure de la cuve décanteuse 54 un détecteur 94 de niveau haut de liquide qui peut être simplement relié à une alarme avertissant l'opérateur de la nécessité de vidan- ger la cuve décanteuse, ou qui peut déclencher automati- quement la fermeture de la vanne 76 suivie de l'ouverture des vannes 88 et 90, rendant ainsi le fonctionnement du nettoyeur automatique. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 1, on a également prévu un dispositif de sécurité permettant d'obturer automatiquement l'entrée de la cana- lisation 58 par lequel l'air est aspiré hors de la cuve décanteuse, dans le cas o le détecteur de niveau 94 serait défaillant et aussi afin de palier à un éventuel non respect de l'alarme déclenchée par ce détecteur Ce dispositif de sécurité comprend une bille flottante 96 qui est placée dans une cage perforée 98 située dans le prolongement de la canalisation 58, immédiatement en dessous du couvercle de la cuve décanteuse 54 Lorsque le niveau dans la cuve 54 s'élève de façon anormale, la bille flottante 96 vient fermer l'extrémité inférieure de la canalisation 58 La dépression créée par l'aspira- teur 72 maintient alors cette bille dans la position de fermeture de la canalisation 58, alors que toute aspira- tion cesse dans la chambre périphérique de réaspiration 46 de la tête de nettoyage 20. Grâce notamment à la présence de l'ensemble de récupération 12, le nettoyeur haute pression conforme à l'invention permet de résoudre de façon simple et effi- cace le problème posé par les déchets produits par Le récupérateur De plus, ces déchets sont séparés selon 1 1 Leur nature, de sorte que certains d'entre eux peuvent être recyclés ou évacués sans risque pour le personnel d'intervention. Par ailleurs, la conception de l'ensemble de nettoyage 10 permet au personnel d'intervention de tra- vailler à une distance relativement grande de la surface à nettoyer et autorise même le remplacement de ce person- nel par un appareil de manutention à distance tel qu'un té lémani pu Lateur. Il est également intéressant d'observer que le nettoyeur haute pression selon l'invention peut être utilisé quelle que soit la nature du milieu que l'on désire nettoyer, puisque la séparation des différentes phases effectuée dans l'ensemble de récupération 12 per- met de contrôler de façon particulièrement efficace la gestion des effluents. Enfin, cet appareil présente l'avantage de tous les nettoyeurs haute pression existants qui consiste à ne pas dégrader les surfaces ainsi assainies, ce qui supprime la nécessité de refaire ces surfaces après intervention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais en couvre toutes les variantes En parti- cu Lier on comprendra aisément que l'ensemble de récupéra- tion décrit peut être utilisé avec un nettoyeur haute pression comportant une tête de nettoyage de structure légèrement différente de celle qui a été décrite De même, les moyens utilisés pour séparer les différentes phases des effluents récupérés peuvent subir certaines modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Nettoyeur haute pression comportant une tête de nettoyage ( 20) comprenant une chambre centrale de nettoyage ( 44) délimitée par une paroi intermédiaire ( 40) et dans laquelle débouche une canalisation d'injection ( 24) d'un liquide de nettoyage, et une chambre périphéri- que ( 46) de réaspiration d'effluents formée entre la paroi intermédiaire et une paroi extérieure ( 30) et dans laquelle débouche une canalisation d'aspiration ( 52) reliée à des moyens d'aspiration ( 72), caractérisé par le fait que les moyens d'aspiration sont incorporés dans un ensemble de récupération ( 12) des effluents qui com- prend une cuve décanteuse ( 54) dans la partie supérieure de laquelle débouchent ladite canalisation d'aspiration ( 52) et une canalisation ( 58) d'évacuation d'effluents gazeux communiquant avec les moyens d'aspiration ( 72), un tube ( 80) d'évacuation d'effluents liquides relié à des moyens de pompage ( 82) plongeant jusqu'à proximité du fond de la cuve décanteuse, à l'intérieur d'un organe de filtrage annulaire ( 92) retenant les effluents soli- des. 2 Nettoyeur selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que la cuve décanteuse ( 54) est une cuve cylindrique, d'axe vertical, la canalisation d'aspiration ( 52) débouchant dans cette cuve selon une direction cir- conférentielle, de façon à amorcer un effet cyclone. 3 Nettoyeur selon l'une quelconque des reven- dications I et 2, caractérisé par le fait que la canali- sation ( 58) d'évacuation des effluents gazeux comprend des moyens de séparation liquide-gaz ( 60) et des moyens de filtration ( 70). 4 Nettoyeur selon la revendication 3, caracté- risé par le fait que les moyens de séparation liquide-gaz ( 60) communiquent avec un pot de stockage d'eau ( 62) relié à la cuve décanteuse ( 54) par une conduite de recy- clage ( 64) normalement fermée par une vanne ( 66). Nettoyeur selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de pompage comprennent un hydroéjecteur ( 82) placé dans un circuit ( 84) relié à une source de liquide sous pression ( 86) et équipé de moyens de fermeture ( 88,90) situés en amont et en aval de l'hydroéjecteur. 6 Nettoyeur selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé par le fait qu'un détecteur de niveau haut de liquide ( 94) est placé dans la cuve décanteuse ( 54). 7 Nettoyeur selon la revendication 6, caracté- risé par le fait que le détecteur de niveau haut de liquide ( 94) commande, lorsqu'il est actionné, l'arrêt des moyens d'aspiration ( 72). 8 Nettoyeur selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé par le fait qu'un obturateur à flotteur ( 96) est placé dans la cuve décan- teuse ( 54), à l'entrée de ladite canalisation ( 58) d'éva- cuation des effluents gazeux, pour obturer automatique- ment cette dernière lorsque le liquide dans la cuve décanteuse excède un niveau haut donné. 9 Nettoyeur selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé par le fait que la paroi extérieure ( 30) de la tête de nettoyage est apte à coopérer avec une surface à nettoyer par des moyens d'étanchéité et que la paroi intermédiaire ( 40) est alors écartée de cette même surface pour délimiter un passage ( 42) par lequel la chambre centrale de nettoyage communi- que en permanence avec la chambre périphérique de réaspi- ration ( 46). Nettoyeur selon la revendication 9, carac- térisé par le fait que la paroi extérieure porte des roulettes ( 36) aptes à être appliquées contre la surface à nettoyer, pour maintenir constante la largeur dudit passage ( 42). 11 Nettoyeur selon l'une quelconque des reven- dications 9 et 10, caractérisé par le fait que la canali- sation d'injection ( 24) débouche dans la chambre de nettoyage ( 44) par une buse tournante ( 26) dont la rota- tion est commandée par l'écoulement du liquide de net- toyage. 12 Nettoyeur selon la revendication 11, carac- térisé par le fait que la buse tournante ( 26) présente au moins deux orifices ( 28) orientés de telle sorte que des jets issus de ces orifices heurtent la surface à nettoyer au voisinage immédiat dudit passage ( 42). 13 Nettoyeur selon l'une quelconque des reven- dications 9 à 12, caractérisé par le fait que la section dudit passage ( 42) est approximativement égale à la section de la canalisation de réaspiration ( 24). 14 Nettoyeur selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé par le fait que la tête de nettoyage ( 20) est reliée à un pistolet de com- mande ( 16) par une perche de manoeuvre ( 22) constituant la canalisation d'injection, un générateur haute pression ( 14) alimentant le pistolet de commande en liquide de nettoyage.