Brevet FR2659090A1 — publié le 19910906

Dispositif et procédé pour la récupération et le recyclage de solutions de traitement de surface adhérentes dans des fûts et leurs charges La présente invention concerne un dispositif et un procédé pour enlever des solutions aqueuses adhérentes de traitement de surface de fûts et de leurs charges d'articles en vrac, à la suite d'une galvanoplastie et/ou de traitements de surface chimiques, et pour récupérer ces solutions. En particulier, elle concerne un dispositif et un procédé pour l'enlèvement de solutions aqueuses adhérentes de traitement de surface de fûts et de leurs charges d'articles en vrac, à la suite d'une galvanoplastie et/ou de traitements de surface chimiques et leur récupération avec des moyens de transport, des chariots de translation et de levage, des postes de traitement, des fûts à parois perforées, des récipients de solution et des conduits tubulaires raccordés. On connaît des dispositifs et des procédés pour l'enlèvement de milieux aqueux de traitement de surface adhérant sur des objets et leur récupération. Cette récupération est particulièrement exigée dans le cadre de procédures de traitement de surface pour des charges d'articles en vrac traités dans ce qu'on appelle des "fûts de métallisation" Ces fûts et leurs charges entraînent des quantités considérables de solutions de traitement qui sont considérablement diluées lors d'étapes consécutives de rinçage à l'eau (jusqu'à des taux de 1:000 et plus), et ne peuvent donc plus être réutilisées comme solutions chimiques En outre, les eaux de rinçage contaminées doivent être amenées à des systèmes de décontamination d'eaux usées, d'o des dépenses supplémentaires élevées On utilise des bains de rinçage conventionnels pour compenser les pertes par évaporation de solutions de traitement à haute température Même dans de tels cas exceptionnels, la majeure partie des quantités entraînées doit être décontaminée dans des systèmes de traitement d'eaux usées La demande de brevet allemand DE-A-2 758 550 a pour objet une proposition différente pour réduire les inconvénients précités Ce dispositif enlève partiellement la quantité entraînée de solution de traitement, par aspiration L'opération d'aspiration doit être accomplie séparément dans un poste supplémentaire de l'installation de métallisation, directement fixé au réservoir contenant la solution de traitement, et il doit être pourvu de moyens qui ramènent en continu, par l'intermédiaire de conduite, le fluide liquide aspiré dans son récipient initial. Le brevet américain US-4 469 526 présente une autre proposition pour résoudre le problème précité Le fût contenant la charge d'articles en vrac est soulevé au-dessus du récipient rempli de la solution de traitement Deux coques semicirculaires placées sur un chariot de translation se déplacent horizontalement et embrassent totalement le fût, formant une chambre circulaire fermée tout autour du fût Un petit espace reste ouvert sur le fond entre les deux moitiés semicirculaires de la chambre Du gaz sous pression (air) et de l'eau de rinçage sont alternativement et périodiquement alimentés dans la chambre Un flux de gaz est éjecté par l'espace étroit précité, de sorte que la solution de traitement adhérente est enlevée de la charge et des régions du fût qui sont principalement autour de l'espace libre, et elle retourne directement dans le récipient en passant par cet espace Les inconvénients de ce dispositif sont évidents La zone restreinte autour de l'espace libre dans laquelle la solution de traitement est retirée se traduit par une faible efficacité du système La séquence de déplacement des deux moitiés de chambre semicirculaires doit être commandée par programme en concordance avec le levage et l'abaissement du fût ainsi qu'avec les étapes alternatives et périodiques d'insufflation de gaz et de rinçage à l'eau Le mécanisme de guidage et de support monté sur le chariot pour les mouvements programmés des deux moitiés de chambre semicirculaires est compliqué, lourd, d'un entretien difficile, et donc coûteux En outre, les régions intérieures inférieures des deux moitiés de chambre sont recouvertes, lors des étapes d'insufflation et de rinçage, de solutions de traitement partiellement diluées Les résidus des solutions sur les moitiés de chambre inférieures s'égoutteront, pendant les déplacements du chariot à travers l'installation de métallisation, dans les différents récipients contenant des solutions de traitement différentes, et ils les contamineront ou déstabiliseront. La présente invention a pour but d'améliorer les dispositifs connus pour enlever des solutions aqueuses adhérentes de traitement de surface d'un fût et de sa charge d'articles en vrac, et de supprimer les inconvénients de ces dispositifs. En particulier, l'invention propose un dispositif et un procédé pour enlever les solutions de traitement adhérentes du fût et de sa charge, et pour leur récupération directe en renvoyant ces solutions dans leurs récipients initia Is. Selon l'invention, le but précité est atteint en proposant une combinaison inventive d'éléments constructifs d'un équipement de base Cette combinaison comprend un récipient de travail rempli d'une solution de traitement de surface, un fût déplaçable entre deux positions à l'intérieur et à l'extérieur du récipient et recevant une charge d'articles en vras à traiter, une coque semicylindrique rigide pour embrasser partiellement le fût dans sa position extérieure, de façon que la coque semicylindrique embrasse uniquement la partie supérieure du fût qui n'est pas remplie de la charge, et le moyen pour fournir à l'intérieur de la coque semi-cylindrique un flux d'air s'écoulant vers le bas tout d'abord à travers la partie supérieure précitée du fût puis à travers la charge du fût pour ensuite sortir du fût, de sorte que le flux d'air qui s'écoule enlève les résidus adhérents de solution de traitement 1 i O du fût et de sa charge, et les ramènent directement dans le récipient situé en dessous de ce fût. La coque semicylindrique selon l'invention est montée sur un chariot de translation et de levage de l'installation qui comprend plusieurs récipients remplis de solutions de traitement différentes et d'eau de rinçage, conformément au processus de traitement de surface exigé La coque semicylindrique rigide est fixée sur la structure mécanique du chariot En conséquence, par rapport au chariot, la coque semicylindrique ne modifie sa position ni dans une direction verticale ni dans une direction horizontale Cet état d'immobilité mécanique par rapport à l'ensemble du chariot ne se modifie pas, même si la coque semicylindrique est constitué d'un, deux ou plusieurs éléments constructifs assemblés. Une caractéristique supplémentaire et particulièrement avantageuse de l'invention consiste en un segment rectangulaire allongé qui est monté rotatif, sur un de ses côtés longitudinaux, sur un bord inférieur longitudinal de la coque semicylindrique rigide, et qui oscille entre entre une position verticale, lorsque le fût se trouve à l'extérieur de la coque, et une position diagonalement inclinée vers le fût lorsque le fût est positionné à l'intérieur de cette coque Le segment rotatif incliné touche unilatéralement le fût, dirigeant le flux d'air principal en ligne droite à travers la partie médiane de la charge du fût, améliorant ainsi notablement l'efficacité de l'action d'enlèvement de la solution. Le fût fait partie intégrante du dispositif, et il est constitué essentiellement d'une coque perforée prismatique ou cylindrique avec des nervures de renforcement longitudinales, d'une porte avec un dispositif de verrouillage pour charge ou décharger les articles en vrac qui doivent être traités, et de deux parois terminales fixées Le fût et la coque semicylindrique rigide sont dotés de sections à symétrie de révolution qui sont placées concentriquement si proches l'une de l'autre qu'elles se touchent La périphérie du fût (en particulier ses nervures de renforcement longitudinales) coulisse alors sur le côté de la partie intérieure de la coque semicylindrique, dirigeant le flux d'air sous pression pour qu'il traverse le fût et sa charge. En outre, le segment rectangulaire rotatif fixé sur un des bords inférieurs longitudinaux de la coque cylindrique peut être muni d'une section circulaire adaptée à la périphérie à symétrie de révolution du fût, produisant ainsi une amélioration supplémentaire de l'efficacité du dispositif en dirigeant le flux d'air sous pression entièrement à travers le fût et la charge. Le procédé pour mettre en oeuvre l'enlèvement et la récupération de la solution entraînée adhérente du fût et de sa charge fait également partie intégrante de la présente invention Ce procédé comprend les étapes consistant à recevoir la charge d'articles en vrac dans un fût, à abaisser ce fût dans un récipient rempli d'une solution de traitement de surface aqueuse de manière à mettre la charge en contact avec cette solution, à soulever le fût hors du récipient après avoir traité la charge dans cette solution, à introduire le fût à l'intérieur de la coque semicylindrique montée sur le chariot de translation de façon que le fût touche cette coque, à faire tourner le segment rectangulaire monté rotatif vers le fût, à insuffler un flux d'air sous pression vers le bas à travers la partie supérieure du fût qui n'est pas remplie de la charge, puis à travers la charge pour ensuite sortir du fût, afin d'enlever la solution et de la ramener directement dans le récipient. Une caractéristique supplémentaire de l'invention est constituée par l'étape consistant à faire tourner le fût de manière continue ou intermittente pendant la période d'insufflation d'un flux d'air sous pression à travers le fût et sa charge. Les éléments constructifs principaux du dispositif, à savoir le fût et la coque semicylindrique rigide, sont de préférence réalisés en matière plastique synthétique, polypropylène par exemple. Les diverses caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui suit d'un mode de réalisation, à titre d'exemple et en référence au dessin annexé Le cadre de l'invention n'est pas limité à l'objet du dessin lui-même, attendu que le dessin a pour unique but d'illustrer des modes selon lesquel on peut appliquer les principes de base de l'invention On pourra employer d'autres modes de réalisation de l'invention utilisant des principes identiques ou équivalents, et des modifications structurelles pourront être effectuées par des spécialistes de la question, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Dans le dessin annexé la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif pour récupérer des solutions de traitement de surface adhérentes de fûts et de leurs charges, le fût étant immergé dans une solution aqueuse qui se trouve dans le récipient au dessous d'un chariot de translation et de levage, et la figure 2 est une vue en coupe de l'installation pour fût de la figure 1, le fût étant soulevé à une position fonctionnelle en étant placé à l'intérieur de la coque semicylindrique montée sur le chariot. Le dispositif pour enlever la solution adhérente entraînée du fût et de sa charge possède un récipient de travail rempli de la solution et identifié par la référence numérique 1 Ce récipient sert de bain dans une chaîne de plusieurs solutions différentes de traitement de surfaces associées au processus. La coque semicylindrique rigide, désignée par les références numériques 2 ' et 2 ", est réalisée en matière plastique synthétique, et elle peut en outre être renforcée par des éléments de constructions façonnés, conformes à des exigences supérieures en matière de stabilité mécanique La coque semicylindrique représentée à titre d'exemple est constitué de deux éléments, 2 ' et 2 ", qui présentent chacun approximativement la forme d'un quart de cercle Les deux quarts de cercle 2 ' et 2 " sont séparés par un espace libre désigné 3, qui fournit l'espace nécessaire pour introduire la superstructure 4 du fût hexagonal 5 entre les deux quarts de cercle. Le fût est constitué essentiellement d'une coque perforée cylindrique ou prismatique munie de nervures de renforcement longitudinales 6, d'une porte avec un dispositif de verrouillage pour charger ou décharger les articles qui doivent être traités, et de deux parois terminales fixées La charge 7 d'articles en vrac à l'intérieur du fût 5 remplit environ un tiers du volume intérieur du fût Le fût 5 tourne continuellement pendant la période de traitement, tandis qu'il est immergé dans la solution du récipient 1 La flèche correspondante de la figure 1 indique la direction antihoraire de rotation De plus, le fût 5 est disposé entre deux bras de suspension 8 de la superstructure 4. La section du fût 5, y compris les nervures 6 sur sa périphérie, ainsi que les deux parois terminales fixées, présente une forme à symétrie de révolution. La figure 2 représente le fût 5 à sa position opérationnelle relevée à l'intérieur de la coque semicylindrique rigide 2 ', 2 " La forme géométrique de cette coque 2 ', 2 " est également à symétrie de révolution. Les deux éléments constructifs de l'invention, à savoir le fût relevé 5 et la coque semicylindrique 2 ', 2 ", sont placés concentriquement pendant la période opérationnelle d'enlèvement de la solution entraînée La périphérie intérieure (diamètre) de la coque semicylindrique rigide 2 ', 2 " 1 correspond exactement au contour périphérique (diamètre) du fût 5 à symétrie de révolution, fournissant une étanchéification réalisée par la liaison en contact étroit entre ces deux éléments constructifs. La soufflante 9 est montée conjointement avec la coque semicylindrique 2 ', 2 " sur le chariot de levage 10, et elle fournit l'air sous pression nécessaire au fût 5 La série de flèches de la figure 2 indique le trajet du flux d'air provenant de la soufflante 9, insufflé à travers la partie supérieure du fût 5 qui n'est pas remplie de la charge 7, puis traversant la charge 7 vers le bas pour sortir ensuite du fût 5, de manière à enlever la solution de traitement entraînée et à la ramener directement dans le récipient 1 qui se trouve en dessous du fût 5. L'étape d'enlèvement peut être accomplie avec un fût 5 tournant de manière intermittente ou continue, sur une période de temps d'environ 20 secondes Le flux d'air provenant de la soufflante 9 possède une pression relativement basse d'environ 0,3 bar, et une capacité d'insufflation correspondante de 800 m 3/heure. Le chariot de translation et de levage 10 abaisse le fût 5 dans la solution du récipient I et le relève à sa position fonctionnelle audessus de ce récipient 1 Le chariot 10 transfère également le fût 5 et sa charge 7 d'un poste de traitement représenté par le récipient 1 à une variété d'autres postes de la même installation Le chariot 10 se déplace sur la voie de roulement 11. Le minutage et la mise en séquence des étapes concernant l'enlèvement des solutions du fût 5 et de sa charge 7 et leur retour dans leurs conteneurs initiaux 1 font partie intégrante de l'invention, en tant que procédé montrant comment faire fonctionner le dispositif de la manière la plus efficace possible Le chariot 10 transfère le fût 5 et sa charge 7 d'un poste de traitement de l'installation au poste suivant, et l'abaisse dans la solution du récipient 1 Une fois l'étape de traitement achevée, le chariot de levage 10 relève le fût 5 et l'introduit à l'intérieur de la coque semicylindrique rigide 2 ', 2 " montée sur le chariot La soufflante 9 insuffle un flux d'air sous pression à travers le fût 5 et sa charge 7 A la suite de quoi, le chariot 10 déplace le fût 5 jusqu'au récipient de traitement 1 suivant, pour y répéter la même séquence d'étapes fonctionnelles. La coque semicylindrique rigide 2 ', 2 " est fixée sur la construction mécanique du chariot de levage 10, et elle ne modifie pas sa position par rapport à cette construction En conséquence, la coque semicylindrique 2 ', 2 " ne se déplace ni verticalement ni horizontalement pendant toute la séquence des étapes fonctionnelles précitées Les deux quarts de cercle 2 ' et 2 " constituent la coque semicylindrique en tant que parties associées, sans modification de la largeur de l'espace libre 3 présent entre elles. La coque semicylindrique 2 ', 2 " embrasse de manière serrée uniquement la partie supérieure du fût 5, qui n'est pas remplie de la charge 7 Le flux d'air traversant le fût 5 et sa charge 7 évacue généralement 80 % de la solution de traitement entraînée au cours d'une période d'insufflation régulière d'environ 20 secondes. De plus, l'invention augmente l'efficacité du dispositif en adjoignant un segment rectangulaire allongé 12, qui est monté rotatif sur un de ses côtés longitudinaux sur un des bords inférieurs longitudinaux de la coque semicylindrique rigide 2 ', 2 " Le fût 5 tourne habituellement avec 8 révolutions par minute, et il déplace partiellement la charge 7 vers le haut comme représenté à la figure 2 Tant que le fût 5 se trouve à l'extérieur de la coque semicylindrique 2 ', 2 ", le segment rotatif additionnel 12 reste à une position verticale comme représenté à la figure 1 Dès que le fût 5 est introduit dans la coque semicylindrique 2 ', 2 " et est partiellement embrassé par cette dernière, le segment rotatif 12 oscille de sa position verticale à une position diagonale en direction du fût 5, et touche ce dernier (conformément à la figure 2) Le segment 12, positionné unilatéralement, dirige le flux d'air en ligne droite et quasiment totalement à travers la charge 7, maximisant ainsi l'efficacité du dispositif Le temps d'enlèvement du fluide liquide de traitement en est considérablement réduit. Le dispositif ainsi que le procédé selon l'invention conviennent pour tous les processus chimiques et électrolytiques de traitement de surface, tels que des traitements acides, alcalins, au cyanure, au zinc, au nickel brillant, au cuivre, et en particulier pour la galvanoplastie des métaux dits précieux (or, argent, rhodium, cobalt, palladium et leurs alliages). Un avantage particulier du procédé selon l'invention concerne la récupération des solutions de traitement entraînées et leur retour direct (leur recyclage) avec une concentration et une composition inchangées dans leurs récipients 1 de départ Le consommation d'eau de rinçage est considérablement réduite, et le recyclage extensif des solutions de traitement entraînées décharge l'installation de traitement des eaux usées, apportant à la fois des avantages économiques et des conséquences favorables pour la protection de l'environnement. Si l'invention a été représentée et décrite ci-dessus sur un exemple de dispositif et de procédé pour la récupération des solutions de traitement entraînées et le recyclage des solutions enlevées par retour à leur récipients initiaux, on peut souligner que la présente invention n'est pas limitée à l'étendue représentée, attendu que diverses modifications et applications peuvent être effectuées sans sortir en aucune manière du cadre de l'objet de base de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour enlever une solution aqueuse adhérente de traitement de surface d'un fût et de sa charge d'articles en vrac, à la suite d'une galvanoplastie et/ou d'un traitement de surface chimique, et pour récupérer cette solution, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient ( 1) pour la solution, un fût ( 5) pour recevoir la charge ( 7), et un moyen ( 10, ll) pour déplacer le fût ( 5) entre deux positions à l'intérieur et à l'extérieur au-dessus du récipient de solution ( 1), une coque semicylindrique rigide ( 2 ', 2 ") pour embrasser partiellement le fût ( 5) dans sa position extérieure, de façon que la coque semicylindrique ( 2, 2 ") embrasse uniquement la partie supérieure du fût ( 5) qui n'est pas remplie de la charge ( 7), et un moyen ( 9) pour fournir, à l'intérieur de la coque semi-cylindrique ( 2 ', 2 "), un flux d'air sous pression s'écoulant vers le bas tout d'abord à travers la partie supérieure précitée du fût ( 5) puis à travers la charge ( 7) pour ensuite sortir du fût ( 5), afin d'enlever la solution de traitement adhérente du fût ( 5) et de la charge ( 7) et de ramener directement cette solution dans le récipient ( 1). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également un moyen ( 10, 11), pour apporter la coque semicylindrique ( 2 ', 2 ") à une pluralité de postes de traitement, ce moyen comprenant un chariot de translation et de levage ( 10). 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un côté longitudinal d'un segment rectangulaire ( 12) est monté rotatif sur un bord longitudinal latéral de la coque semicylindrique ( 2 ', 2 "), pour osciller entre une position verticale, lorsque le fût ( 5) se trouve à l'extérieur de la coque ( 2 ', 2 "), et une position diagonalement inclinée vers le fût ( 5) lorsque le fût ( 5) est positionné à l'intérieur de la coque semicylindrique ( 2 ', 2 "). 4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque semicylindrique est constituée par un assemblage de deux parties ( 2 ', 2 "). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fût ( 5), constitué essentiellement d'une coque perforée prismatique ou cylindrique avec des nervures de renforcement longitudinales ( 6), d'une porte avec un dispositif de verrouillage, et de deux parois terminales fixées, possède une section à symétrie de révolution. 6 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque semicylindrique ( 2 ', 2 ") et le fût ( 5) possèdent essentiellement des sections à symétrie de révolution concentriques. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fût ( 5) positionné à l'intérieur de la coque semicylindrique ( 2 ', 2 ") touche cette coque. 8 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le segment rectangulaire ( 12) possède une section circulaire adaptée aux contours du fût ( 5). 9 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque semicylindrique ( 2 ', 2 ") et le fût ( 5) sont réalisés en matière plastique synthétique. Procédé pour enlever une solution aqueuse adhérente de traitement de surface d'un fût et de sa charge d'articles en vrac, à la suite d'une galvanoplastie et/ou d'un traitement de surface chimique, et pour récupérer cette solution, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à recevoir une charge ( 7) d'articles en vrac dans un fût ( 5), abaisser le fût ( 5) dans un récipient ( 1) de solution de manière à mettre la charge ( 7) en contact avec la solution, soulever le fût ( 5) hors du récipient ( 1) après avoir traité la charge ( 7) dans la solution, introduire le fût ( 5) à l'intérieur de la coque semicylindrique ( 2 ', 2 ") de façon que le fût ( 5) touche cette coque, faire tourner le segment ( 12) monté rotatif vers le fût ( 5), insuffler un flux d'air sous pression vers le bas à travers la partie supérieure du fût ( 5) qui n'est pas remplie de la charge ( 7), puis à travers la charge ( 7) pour ensuite sortir du fût ( 5) , afin d'enlever la solution et de la ramener directement dans le récipient ( 1). 11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire consistant à faire tourner le fût ( 5) pendant l'étape d'insufflation du flux d'air. 12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape de mise en rotation précitée comprend la mise en rotation intermittente du fût ( 5) pendant l'étape d'insufflation du flux d'air.