Brevet FR2652764A1 — publié le 19910412

La présente invention concerne un dispositif de dépôt sous vide en continu destiné au revêtement de toutes Les faces de pièces profilées avec des produits de protection ou d'ennoblissement de surface, consti- tué par un carter en forme de L qui présente une partie inférieure hori- zontale de faible longueur avec un réservoir de produits de revêtement ainsi que des installations pour propulser, faire circuler et purifier le produit de revêtement et une partie verticale de plus grande longueur reliée par son extrémité supérieure avec des générateurs de vide cette partie du carter présentant latéralement une ouverture et un dispositif de raccordement pour une chambre de dépôt sous vide pourvue d'une tôle déflectrice d'air s'étendant obliquement à partir du haut de cette ou- verture vers le bas. Le document DE-OS-37 40201 révèle un dispositif du type ci-dessus décrit. Ce dispositif réunit beaucoup d'avantages. Il peut être rapide- ment adapté pour être utilisé pour des pièces traitées différentes en format et en grandeur et permet l'exécution de travaux qui n'étaient pas réalisables avec des installations de dépôt sous vide antérieurement connues. Les dispositifs du type ci-dessus décrit sont également plus avan- tageux en ce qui concerne la purification de l'air évacué que les réali- sations courantes connues. Dans ces installations courantes la chambre de dépôt sous vide était en particulier disposée immédiatement sur le réservoir de produit liquide et les générateurs de vide étaient raccor- dés immédiatement à ce réservoir. Il s'en suivait que du produit liquide en excédant sous forme de brouillard fin retournait de la chambre de dépôt vers le réservoir. Comme par ailleurs le courant d'aspiration du vide circulait longitudinalement à travers le réservoir au-dessus de la surface du produit liquide, une partie de ce dernier peut s'évaporer hors de la réserve ou être entraînée en chargeant le courant d'aspira- tion de manière notoire en produit liquide. Ceci représentait une difficulté notoire pour la purification de l'air évacué, ainsi également qu'une perte en produit liquide. Dans le dispositif du type ci-dessus décrit la chambre de dépôt sous vide est disposée latéralement sur la partie du carter qui est ver- ticaLe. Les générateurs de vide raccordés à l'extrémité supérieure de celle-ci sont très éloignés de la réserve de produit liquide de sorte qu'un courant d'aspiration intense ne peut pas se produire au-dessus de la surface du produit liquide. Cependant la tôle déflectrice d'air située au- dessus de L'ouverture de raccordement de La chambre de dépôt sous vide dévie Le courant d'aspiration vers Le bas avant qu'il ne re- monte vers Le haut dans la partie verticaLe du carter; la partie hori- zontaLe du carter avec sa réserve de produit liquide est tout au plus léchée tangentieLLement par le courant d'aspiration et en fait à L'endroit o ne se trouve aucune réserve de produit liquide. De pLus La section interne de la partie verticale du carter étant relativement grande, le courant d'aspiration vers le haut a de ce fait une faible vitesse de sorte que des quantités notables de produit liquide tombent vers le bas et à l'encontre du courant d'aspiration par suite de l'effet de la gravité. L'air évacué est ainsi soumis dans le dispositif à une purification intensive en résidus de produit liquide. Cependant on a pu constater que des filtres disposés immédiatement devant le générateur de vide deviennent "mouillés" c'est-à-dire que l'air évacué contient encore du produit liquide. Par ailleurs cela peut conduire à des dépenses inutiles, voire à des dérangements dans le circuit du produit liquide. Dans le dispositif du type ci-dessus décrit la parti courte du carter comporte un fond oblique pour la réserve en produit liquide et, au point le plus bas de celui-ci, pour la sortie du liquide vers la pompe de circulation et une cavité -enfoncement dans le fond- qui est recouverte par un tamis fin. Un courant partiel d'intensité réglable dérivé de la circulation de produit liquide du côté de la propulsion est utilisé pour rincer ce tamis fin et le libérer des dépôts solides afin de maintenir son passage, c'est-à-dire de le tenir constamment en état de fonctionnement. IL est facile d'immaginer que les pièces traitées ne peuvent jamais être totalement dépourvues de poussières et de résidus de la transforma- tion et que le produit liquide, ou plutôt les quantités excédentaires de ce dernier, entraînent de telles particules solides souvent micro-fines. Ceci provoque un accroissement proportionnel de telles particules soli- des avec le temps de fonctionnement croissant et une utilisation pro- gressive de la réserve de produit liquide. Un tel enrichissement peut boucher des buses étroites et influencer la qualité du revêtement de surface obtenue, par exemple lors de la peinture. Pour cette raison on a déjà essayé d'incorporer des filtres à car- touche dans le circuit du produit liquide. Ces filtres possédaient des cartouches filtrantes qui étaient parcourues de l'extérieur vers L'intérieur. Le remplacement des cartouches filtrantes et en particulier le nettoyage des corps des filtres des produits solides déposés étaient très souvent nécessaire et difficile à réaliser. Il n'est pas avantageux d'utiliser moins de cartouches filtrantes à mailles fines afin de prolonger les intervalles de remplacement car ce qui circule sous la forme de particules fines de produit solide aboutit d'une part sur les surfaces des pièces à traiter et charge d'autre part le système de filtration de l'air évacué. L'objet de la présente invention est donc de perfectionner le dis- positif du type ci-dessus décrit en ce qui concerne la purification de l'air évacué d'abord avec un système de filtration fine du produit li- quide facilement et rationnellement utilisable. Ce problème est résolu dans un dispositif du type décrit ci-dessus selon la présente invention caractérisé en ce qu'un registre de réglage de l'air est disposé sur la face inférieure du déflecteur d'air en s'étendant verticalement vers le bas en parallèle et à distance constan- te de la paroi du carter, en ce que le bord inférieur du registre de réglage pénètre vers le bas par dessus le bord supérieur de la partie horizontale du carter dans l'intérieur de ce dernier, en ce que le déflecteur d'air se termine sensiblement au milieu de la largeur de la partie verticale du carter et se prolonge par une tôle perforée ou un tamis aligné avec lui de manière à recouvrir la section transversale pour atteindre la paroi opposée du carter, en ce que dans la zone supé- rieure de la partie verticale du carter deux plaques perforées et occu- pant toute la section du carter sont disposées à distance l'une de l'au- tre pour former un compartiment dans lequel un feutre de filtration est interposé de manière remplaçable, en ce que le système de circulation du produit liquide comprend dans le circuit de la conduite provenant de la pompe de circulation un filtre à cartouche disposé à l'extérieur du car- ter et pourvu d'une cartouche filtrante de forme conique et d'un corps cylindrique, et en ce que l'entrée provenant de la conduite qui arrive de la pompe de circulation débouche dans la partie supérieure de ladite cartouche filtrante en forme de cône, alors que le départ du liquide pu- rifié dans le circuit de circulation est disposé au fond du corps cylin- drique. En vue d'une amélioration de la purification de l'air évacué on part ensuite, du fait que grossièrement généralisé, dans le dispositif réalisé selon la présente invention, un même volume de fluide circu- lant par unité de temps traverse toujours des tronçons de différentes valeurs en tout endroit de la longueur du circuit. Ceci n'est possi- bLe que si la vitesse de circulation est élevée dans Les tronçons ayant une faibLe section transversale de passage et est relativement faible dans des tronçons ayant une forte section transversale de passage. La tôle formant registre d'air conforme à la présente invention, engendre une zone orientée verticalement vers le bas ayant une section de traversée étroite même si elle est de courte longueur. De ce fait l'air évacué de la chambre de dépôt sous vide est vivement accéléré c'est-à- dire qu'il circule à haute vitesse vers le bas entraînant ainsi vers le bas des gouttelettes de produit liquide et les particules solides correspondantes qui sont donc accelérées et en plus aidées dans ce mouvement par la gravité. Un retournement - portant presque sur 180 - de la direction du courant d'air se produit à la partie inférieure du registre d'air en même temps qu'un élargissement brutal de la section transversale dans le volume triangulaire situé sous le déflecteur d'air et le tamis. Ceci en- traîne un ralentissement simultané violent et pratiquement brutal ainsi que la création de tourbillons par suite de la déviation autour d'un bord fin du type lame de couteau ainsi que par suite de la pénétration du flux dans le volume de forme triangulaire. Comparativement aux gouttelettes de liquide et aux particules soli- desl'air, spécifiquement bien plus léger, suit ces variations de circu- lation pratiquement sans inertie. Du fait de leur masse spécifique plus élevée les goutellettes de liquide et les particules solides ne peuvent pas en faire autant et vo- lent encore plus vers le bas du fait de leur inertie pour aboutir fina- lement dans le réservoir de produit liquide. On accomplit ainsi déjà une séparation très efficace de la réserve. Naturellement toutes les particules étrangères et tous les résidus du produit liquide ne peuvent pas être séparés de cette manière. Beau- coup de particules ne tombent que par suite de la pesanteur durant leur circulation tourbillonnaire très lente. Des flocons de mousse de produit liquide qui existent également restent cependant en majorité en suspen- sion et sont entraînés vers le haut par l'air d'évacuation aspiré. La plaque de filtration met fin à un transport plus avant de ces flocons de mousse de produit liquide. Les flocons de mousse viennent en butée, explosent et, comme la plaque de filtration est une discontinuité pour le courant d'air, une partie supplémentaire de fines gouttelettes de produit liquide est encore éliminée par butée sur la plaque de fil- tration. Au-dessus de la plaque de filtration la partie verticaLe du carter possède une section transversale très grande sans discontinuité et l'ef- fet de la plaque de filtration réside dans le fait que les tourbillons existant en dessous d'elle sont retenus et que de ce fait la circulation d'air est calmée. Les dernières particules de produit Liquide tombent également vers le bas par suite de la gravité, dans le courant aspiré ou d'évacuation circulant calmement et très lentement vers le haut dans la partie verti- cale du carter car la vitesse du courant d'air est alors trop faible pour obtenir un effet d'entraînement. Dans la zone supérieure de la partie verticale du carter, l'air d'évacuation ne contient finalement plus que des particules solides micro-fines qui sont arrêtées par le feutre de filtration. On a pu cons- tater que ce feutre de filtration restait sec; il n'arrive donc plus de produit liquide à l'extrémité supérieure de la partie vertical du car- ter. De ce fait la purification de l'air évacué est déjà parachevée dans le dispositif lui-même pour des produits liquides avec des pigments solubles dans l'eau et analogues. Le préliminaire ou au moins l'exigence fondamentale pour l'obten- tion de ce résultat est que, durant le fonctionnement, le produit liqui- de reste toujours débarassé et au moins appauvri en particules solides fines quelle que soit leur origine. C'est l'objet du filtre à cartou- che. Lorsque la cartouche filtrante en forme de cône avec sa grande ouverture orientée vers le haut est parcourue par le produit liquide de l'intérieur à l'extérieur, les résidus de filtration en produit solide restent accrochés dans cette cartouche filtrante et peuvent être élimi- nés facilement avec celle-ci si le filtre à cartouche est équipé d'une fermeture rapide d'un type bien connu et si celui-ci est disposé de fa- çon très accessible sur le dispositif. Les travaux de nettoyage spéci- fiques disparaissent alors. Le registre d'air est réglable en distance par rapport à la paroi du carter ce qui présente une grande importance relativement à une opti- misation rationnelle du processus de séparation. Comme le dispositif qui est à la base de la présente invention et que celle-ci améliore encore, est utilisable dans des applications particulièrement variées - qu'il s'agisse de différences dans les produits liquides, de grandeur ou de forme des pièces à traiter ou de modes de fonctionnement variés tels que des traitements en continu avec des pièces se touchant frontalement ou des pièces disposées à distance L'une de L'autre si les faces frontales doivent être traitées également - il en résulte des conditions toujours différentes Les unes des autres en ce qui concerne Les circulations d'aspiration ou d'évacuation de l'air ainsi que des modes différents du comportement de la séparation du produit liquide. La qualité optimale pour chaque cas de la séparation et du dépôt sur la pièce peut alors être réglée manuellement mais aussi au moyen de sondes et d'organes de commande automatiques disponibles dans Le commerce. Suivant une autre caractéristique de l'invention on optimise le nettoyage du filtre et en particulier "l'utilisation totale" des cartou- ches filtrantes coniques avant qu'il ne soit nécessaire de procéder à leur remplacement. Si en effet on obtient une vitesse de circulation du milieu fluide identique sur toute la longueur de la cartouche filtrante, la surface du filtre est alors chargée régulièrement avec des détritus, c'est-à-dire qu'elle est totalement utilisée. Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, on obtient un effet de rinçage au moyen de l'écoulement tangentiel le long de la surface filtrante - et à l'aide de la chambre de récupération - une espèce d'effet de cyclone. En fait le corps solide est retenu, mais éva- cué par rinçage de la surface filtrante vers la chambre de récupération. De ce fait les durées de service peuvent être notablement prolongées selon la capacité de la chambre de récupération. L'invention permet encore de faciliter les travaux de service et de nettoyage nécessaires de temps en temps. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une vue en coupe schématique le long de la surface verticale médiane du dispositif selon la présente invention; Fig. 2 est une vue en coupe schématique d'une réalisation d'un filtre à cartouche; et Fig. 3 est une vue en coupe schématique d'une autre réalisa- tion d'un filtre à cartouche. La fig. 1 représente un dispositif de dépôt sous vide en continu 1 appelé brièvement par la suite "dispositif 1". Comme la construction de base ainsi que le fonctionnement d'un tel dispositif sont bien connus en eux-mêmes on peut renoncer ici à leur description. Le dispositif 1 comporte un carter 2 en forme de L. Celui-ci est constitué par une partie inférieure 3 horizontale et de faible longueur et une partie verticale 4 de grande Longueur. Une chambre de dépôt sous vide 5 régLabLe de muLtipLes façons est fixée sur la partie 4 du carter. Une paroi intermédiaire oblique 6 est disposée dans la partie inférieure 3 du carter. CelLe-ci se termine à sa partie la pLus basse par une cu- vette 7 qui est recouverte par un tamis 8. Au-dessus de celui-ci se trouve une réserve 9 de produit Liquide. Une pompe de circulation 10 aspire Le produit Liquide, tel que vernis, produit d'imprégnation, peinture, glacis ou analogue, hors du réservoir 9. Des vannes et des conduites amènent Le produit liquide dans La chambre de dépôt 5 et une partie de celui-ci est dérivée afin de La- ver constamment le tamis 8 pour le débarrasser des dépôts éventuels de produits solides. IL est nécessaire de disposer d'un vide substantiel dans La cham- bre de dépôt 5. Des pompes à vide 12 ou des ventilateurs de puissance appropriée réalisent ce "vide". Ces appareils sont disposés à La partie supérieure du carter 4. L'ouverture de sortie de L'air évacué de la chambre de dépôt 5 est fermée vers le haut dans La partie 4 du carter par une tôLe déflectrice d'air 13 fixée obliquement et s'étendant vers le bas. Un registre de ré- glage de l'air 15 s'étendant vers Le bas parallèLement aux parois du carter est maintenu à la partie inférieure du déflecteur 13 et est ré- glable selon les directions de la double flèche 18 par exemple au moyen des guidages 16 et de l'axe fileté à manivelle 17. Par son bord in- férieur 19 ce registre de réglage 15 s'approche de très près de la paroi intermédiaire 6. Le déflecteur 13 ne recouvre qu'environ La moitié de la section du carter, le reste de cette section étant fermé par une plaque perforée ou tamis 20. Les grandes accélérations ou vitesses de l'air évacué entre La pa- roi du carter et le registre de réglage 15, en liaison avec le change- ment brutal de direction sous le bord inférieur 19 ainsi que la forma- tion de tourbillons ralentisseurs de débit dans le volume triangulai- re situé sous le défLecteur 13 et la tôLe perforée 20 amènent Les gout- telettes de liquide et les particules solides à précipiter vers le bas. Les flocons de mousse de produit liquide et d'autres gouttelettes liquides heurtent la tôle perforée 20 par le bas et sont ainsi séparés. La tôle perforée 20 engendre au-dessus d'elle un courant d'air calmé qui s'éLève lentement vers le haut du fait de la grande section du carter, les derniers restes du produit liquide précipitant alors vers Le bas du fait de la pesanteur. A la partie supérieure du carter 4, deux plaques 21 à perforations grossières formant un compartiment, retiennent entre elles un feutre de filtration fin 22 Libre et remplaçabLe. A l'expérience ce feutre de fil- tration 22 reste sec même après un temps de fonctionnement relativement long du fait de la très bonne séparation du produit liquide réalisée dans la zone inférieure. Il n'est possible d'obtenir un air évacué propre et des revêtements parfaits sur des pièces traitées que si l'on empêche des particules so- lides qui peuvent être éventuellement entraînées à partir des surfaces des pièces à traiter et d'autres produits solides comme par exemple des pigments séchés, etc.. de s'accumuler dans le circuit du produit liqui- de. Ce problème est résolu par l'utilisation d'un filtre à cartouche 23. Ce filtre à cartouche 23 est introduit dans le circuit du produit liquide en aval de la pompe de circulation 10. Une vanne de shuntage 24 fait en sorte qu'il n'y a pas d'inter- ruption de fonctionnement lors du changement de filtre car il n'est pas nuisible de travailler sans le filtre à cartouche 23 durant une courte période. Le filtre à cartouche 23 possède à sa partie supérieure une entrée du produit liquide, en provenance de la pompe de circulation 10 et à sa partie inférieure une sortie 26 d'évacuation du produit liquide "pur" pour envoyer celui-ci dans le circuit du produit liquide: Le filtre à cartouche 23 est constitué à l'intérieur par une car- touche 27 de forme conique, la grande ouverture étant orientée vers le haut, ainsi que par un corps 28 sensiblement cylindrique. Dans la réalisation représentée en fig. 2, l'angle du cône de la cartouche filtrante 27 est choisi de telle manière, en fonction de la pression et du volume de circulation, ou autre, que la circulation du produit liquide se fait à une vitesse au moins sensiblement constante sur toute la longueur de la cartouche 27 pour une arrivée co-axiale 25. De cette manière la charge de la surface filtrante est constante partout et l'utilisation du filtre est optimisée. Le remplacement de la cartouche filtrante 27 est simple car les ré- sidus s'accumulent dans cette cartouche 27 et sont éliminés avec elle de sorte que les travaux de nettoyage, par exemple du corps 28 du filtre -en particulier lors des changements de couleur- sont supprimés. Dans la réalisation représentée en fig. 3 l'arrivée de liquide 25 est tangentieLLe par rapport à La surface interne de La cartouche fiL- trante 27 ce qui entraîne une circulation de Lavage en forme de cycLone paraLlèLe à cette face interne du fiLtre et un dépLacement des produits solides vers Le bas. Si L'on dispose à La partie inférieure de La cartouche fiLtrante 27, éventueLLement sous La forme d'une pièce indépendante, une chambre de récupération 29 des produits soLides, les cartouches fiLtrantes 27 peuvent avoir des temps d'utiLisation très Longs. Afin de faciLiter L'entretien, comme par exempLe un rempLacement de L'ensembLe de fiLtration, La partie 4 du carter comprend des clapets de révision 30 étanches au vide dans Les zones du feutre de filtration 22 et de La tôLe perforée 20. Toutes Les caractéristiques prises isolément ou en combinaison des revendications, de La description et/ou des dessins doivent être consi- dérées comme faisant partie intégrante de La présente invention. La présente invention ne se limite pas aux caractéristiques des revendica- tions prises individuellement mais s'étend également à Leur combinai- son. IL doit d'ailleurs être entendu que La description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'eLLe ne Limite nuLLement Le domai- ne de L'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant Les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDICATIONS 1. Dispositif de dépôt sous vide en continu destiné au revêtement de toutes Les faces de pièces profilées avec des produits de protection ou d'ennoblissement constitué par un carter en forme de L qui présente une partie inférieure horizontale de faible longueur avec une réserve de produit de revêtement ainsi que des installations pour propulser, faire circuler et purifier Ledit produit de revêtement et une partie verticale de plus grande longueur reliée par son extrémité supérieure avec des gé- nérateurs de vide, cette partie verticale du carter présentant latérale- ment une ouverture et un dispositif de raccordement pour une chambre de dépôt sous vide et étant pourvue d'une tôle déflectrice d'air s'étendant obliquement à partir du haut de cette ouverture vers le bas, caractérisé en ce qu'un registre de réglage de l'air (15) est disposé sur la face inférieure du déflecteur d'air (13) en s'étendant verticalement vers le bas en parallèle et à distance constante de la paroi du carter, en ce que le bord inférieur (19) du registre de réglage (15) pénètre vers le bas par dessus le bord supérieur de la partie horizontale (3) du carter dans l'intérieur de ce dernier, en ce que le déflecteur d'air (13) se termine sensiblement au milieu de la largeur de la partie verticale(4) du carter et se prolonge par une tôle perforée ou tamis (20) aligné avec lui de manière à recouvrir la section transversale pour atteindre la paroi opposée du carter, en ce que, dans la zone supérieure de la partie verticale (4) du carter deux plaques (21) perforées et occupant toute la section du carter sont disposées à distance l'une de l'autre pour former un compartiment dans lequel un feutre de filtration (22) est interposé de manière remplaçable, en ce que le système de circulation du produit liquide comprend dans le circuit de la conduite provenant de la pompe de circulation (10) un filtre à cartouche (23) disposé à l'extérieur du carter (3-4) et pourvu d'une cartouche filtrante (27) de forme conique et d'un corps (28) cylindrique et en ce que l'entrée (25) provenant de la conduite qui arrive de la pompe de circulation (10) débouche dans la partie supérieure de ladite cartouche filtrante (27) en forme de cône alors que le départ (26) du liquide purifé dans le circuit de circulation est disposé au fond du corps cylindrique (28). 2. Dispositif de dépôt sous vide en continu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le registre de réglage de l'air (15) est régla- ble de l'extérieur en direction longitudinale du déflecteur d'air (13), par exemple au moyen de glissières de guidage (16) et d'un axe de ma- noeuvre (17) pour occuper des distances variables par rapport à la paroi du carter qui porte la chambre de dépôt sous vide (5). 3. Dispositif de dépôt sous vide en continu selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'entrée (25) du pro- duit liquide est disposée par rapport au filtre à cartouche (23) au- dessus et dans l'axe du cône de la cartouche filtrante (27) en forme de cône et en ce que l'angle du cône de la cartouche filtrante (27) est choisi en fonction de la pression de circulation et du vide du produit liquide et de la résistance à traverser de la cartouche filtrante (27) dans le but d'obtenir une vitesse de circulation au moins sensiblement constante sur la totalité de la longueur de la cartouche filtrante (27). 4. Dispositif de dépôt sous vide en continu selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'entrée (25) du pro- duit liquide est disposée à l'extrémité supérieure de la partie large de la cartouche filtrante (27) de forme conique. 5. Dispositif de dépôt sous vide en continu selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cartouche filtrante (27) en forme de cône présente à sa partie inférieure une chambre (29) sensiblement cylindri- que de récupération de produits solides. 6. Dispositif de dépôt sous vide en continu selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des ouvertures de servi- ce obturables par des clapets (30) démontables et formant des fermetures étanches à l'air sont disposées dans les parois de la partie verticale (4) du carter dans la zone du tamis (20) et du feutre de filtration (22).