Brevet FR2691451A1 — publié le 19931126

DISPOSITIF DE NETTOYAGE AUTOMATIQUE DE CONTENEURS, CUVES, FUTS OU SIMILAIRES La présente invention concerne un dispositif de nettoyage automatique de conteneurs, cuves, fûts ou similaires. Dans la plupart des entreprises les moyens utilisés pour assurer le nettoyage de conteneurs vides en vue de leur réutilisation sont manuels On effectue un rinçage puis un brossage au moyen de brosses rotatives montées sur des mandrins de perceuses ou similaires Les normes de sécurité ne sont souvent pas respectées et les résultats sont non satisfaisants. Le problème devient crucial lorsqu' il s' agit de nettoyer des cuves ayant contenu des substances dangereuses, telles que des produits chimiques ou pharmaceutiques ou lorsque les parois des cuves sont recouvertes de résidus difficiles à nettoyer tels que des peintures ou des vernis qui doivent être dissous par des solvants appropriés. La présente invention se propose de résoudre ces problèmes en réalisant un dispositif de nettoyage automatique, adapté à toutes les formes et à toutes les dimensions de conteneurs et susceptible de travailler dans des conditions optimales de sécurité et d'efficacité. Ce but est atteint par le dispositif selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte une cabine fermée hermétiquement à l'intérieur de laquelle sont montés une machine automatique de nettoyage et un bac de récupération des produits de nettoyage, cette machine comportant un dispositif de lavage extérieur comportant une tête de lavage extérieur munie d'au moins une brosse rotative et agencé pour nettoyer le dessus et les faces latérales extérieures d'un conteneur et un dispositif de lavage intérieur comportant une tête de lavage intérieur munie d'au moins deux brosses rotatives et agencé pour nettoyer toutes les surfaces intérieures de ce conteneur. De façon avantageuse le dispositif de lavage extérieur comporte un chariot mobile horizontalement et des moyens pour déplacer la tête de lavage extérieur verticalement dans deux directions opposées. De préférence ce chariot mobile est associé à un vérin pneumatique ou hydraulique pour assurer son déplacement et lesdits moyens pour déplacer verticalement la tête de lavage extérieur comportent également un vérin pneumatique ou hydraulique. De façon similaire, le dispositif de lavage intérieur comporte des moyens pour déplacer la tête de lavage intérieur selon une direction sensiblement verticale, et des moyens pour déplacer cette tête de lavage dans des plans horizontaux. Dans une forme de réalisation préférée, la machine automatique de nettoyage comporte des moyens pour entraîner les deux dispositifs de lavage simultanément en rotation autour d' un axe vertical et lesdits moyens pour entraîner les deux dispositifs de lavage simultanément en rotation peuvent comporter un vérin rotatif pneumatique ou hydraulique. Les moyens pour déplacer la tête de lavage intérieur peuvent comporter un premier vérin pneumatique ou hydraulique agencé pour déplacer la tête vers le bas ou vers le haut, un deuxième vérin pneumatique ou hydraulique agencé pour faire pivoter ledit premier vérin autour d'un axe horizontal, et un troisième vérin pneumatique ou hydraulique pour faire pivoter l'axe des brosses rotatives. De préférence, la tête de lavage extérieur est équipée de moyens agencés pour régler la pression exercée par la brosse rotative sur les parois extérieures du conteneur et la tête de lavage intérieur est équipée de moyens agencés pour régler la pression exercée par les brosses rotatives sur les parois intérieures du conteneur. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un mode de réalisation et au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif selon l'invention, la figure 2 représente une vue de détail du dispositif de lavage extérieur, les figures 3 à 6 représentent des vues de détail illustrant le fonctionnement du dispositif de lavage intérieur, et la figure 7 représente une vue schématique illustrant les mouvements possibles des dispositifs de lavage de la machine de nettoyage. En référence aux figures, notamment aux figures 1 et 2, la machine de nettoyage 10 est montée à l'intérieur d' une cabine autonome et étanche 11 comportant avantageusement deux portes 12 à hublots pour permettre l'accès pour l'entretien et la mise en place de conteneurs 16 ou similaires, tels que cuves, fûts tonneaux etc, à nettoyer, ainsi qu'un bac 13 de récupération et de recyclage des liquides et en particuliers des solvants utilisés au cours de ce nettoyage. Le cabine est en outre équipée d'un canal d'aspiration 14 qui est connecté à un dispositif d'aspiration extérieur (non représenté) Le bac 13 de récupération et de recyclage des liquides, ménagé au fond de la cabine est surmonté d'une plate-forme 15 agencée pour supporter les conteneurs 16. La machine de nettoyage 10 est en fait un robot de type pendulaire qui est fixé au plafond 17 de la cabine et qui entraîne deux dispositifs de lavage, à savoir un dispositif de lavage extérieur 18 et un dispo- sitif de lavage intérieur 19, respectivement conçus pour assurer le nettoyage extérieur et intérieur des conteneurs La commande de ce robot est assuré par des organes pneumatiques contenus dans une armoire de commande 20 montée sur une des faces latérales de la cabine. Le dispositif de lavage extérieur 18 est représenté plus en détail par la figure 2 Il comporte un chariot 21 qui peut coulisser horizonta- lement sur deux guides parallèles 22 et qui porte une plaque 23 servant de support à un vérin 24 de préférence pneumatique agencé pour déplacer une tête de lavage 25 pourvue d'une brosse rotative 26, vers le haut ou vers le bas, le long des parois extérieures d'un conteneur 16 La plaque 23 est suspendue à un axe horizontal 27 par l'intermédiaire de bras 28 à deux traverses 29 du chariot 21 La tête de lavage 25 se compose d'une plate-forme 30 portant l'axe de rotation et les moyens d' entraînement en rotation 31 de la brosse de lavage rotative 26 A cette plate-forme 30 sont fixées les extrémités inférieures de trois tiges de guidage 32, disposées en triangle, ainsi que l'extrémité libre de la tige 33 du vérin 24 De cette manière, le vérin 24 porté par le chariot 21 assure le déplacement vertical de la tête de lavage et en particulier de la brosse de lavage rotative 26. Lors des déplacements ascendants et descendants de la tête de lavage 25, les tiges de guidage 32 coulissent librement à travers des manchons ou des roulements 34 portés par le chariot 21 Un conduit d'amenée du liquide de traitement 35 est monté sur la tête de lavage pour déverser les produits de nettoyage sur la brosse pendant le processus de nettoyage. Le processus de nettoyage s'effectue de la manière suivante, en ce qui concerne le nettoyage des parois extérieures, qui peut d'ailleurs se faire soit pendant, soit avant ou après le nettoyage intérieur Dans certains cas ce choix est fait par le constructeur qui conçoit la machine en conséquence Dans d'autres cas, ce choix est fait par 1 ' utilisateur qui sélectionne un mode de fonctionnement sur la base d'un programme conçu par le constructeur. Dans une première phase de fonctionnement, la tête de lavage est descendue jusqu'à ce que la brosse rotative soit en contact avec le dessus d'un conteneur 16 à nettoyer Un signal transmis par un dispositif de temporisation (non représenté) actionne une pince 36 qui se ferme sur une des tiges de guidage 32 Cette pince est portée par un axe fixe 37 solidaire de la plaque 23 du chariot 21, et parallèle aux tiges de guidage 32 Lorsque cette pince est fermée, le vérin 24 est actionné pour remonter la tête de lavage d'une hauteur prédéterminée, la brosse restant toutefois en contact avec le dessus du conteneur A ce moment la brosse rotative est actionnée et le conduit d'amenée du liquide de traitement 35 est mis en communication avec un réservoir contenant ce liquide, au moyen d'une vanne commandée (non représentée) La machine de nettoyage, actionnée par un mécanisme d' entraînement 9 monté sur le dessus de la cabine, entame alors une rotation lente autour de son axe vertical Simultanément, le chariot 21 est repoussé vers l'extrémité libre des guides parallèles 22 par un vérin horizontal 38 dont la tige est liée à ce chariot et montée parallèlement aux guides 22, et disposée entre ces derniers Ce vérin pousse le chariot jusqu'à la fin de sa course ce qui déclenche un signal d'inversion du mouvement grâce à un capteur de fin de course 39 qui est de préférence du type magnétique, mais qui peut également être basé sur n'importe quel autre principe (type mécanique, inductif, optique, etc) Un second capteur 40 détecte la position du chariot lorsqu'il est ramené au centre, et commande l'inversion de son déplacement De ce fait, le chariot 21 est agencé pour se déplacer alternativement du centre vers l'extérieur le long des guides parallèles 22 et inversement, ce qui permet de nettoyer le dessus du conteneur. Trois mouvements se conjuguent la rotation de la machine 10 le va-etvient du chariot 21 la rotation de la brosse 26. Dans une seconde phase de fonctionnement, destinée à nettoyer les parois latérales extérieures du conteneur, le chariot 21 est repoussé à l'extérieur, c'est-à-dire vers l'extrémité libre des guides parallèles 22. La pince 36 libère la tête de lavage 25 et le vérin 24 fait descendre cette tête L'ordre de libération de la pince 36 est donné par le capteur 39 Le vérin 24 arrive en fin de course et active un capteur 41 qui fournit un signal de commande enclenchant la rotation lente de la machine, la rotation de la brosse et l'amenée de liquide de lavage. Simultanément, le chariot est ramené vers le centre jusqu'à ce que la brosse 26 vienne en contact avec une face latérale du conteneur Ce contact a pour effet de faire pivoter la plaque 23 autour de l'axe horizontal 27 Ce pivotement amène deux butées réglables 42 en contact avec deux détecteurs 43 qui commandent l'arrêt de l'effort de traction exercé par le vérin 38 tendant à ramener le chariot 21 vers le centre Des ressorts 44 rééquilibrent le système en remettant l' ensemble vérin 24 et tiges de guidage 32 dans une position sensiblement verticale Une deuxième série de deux butées réglables coopérant avec deux détecteurs 46, disposés de l'autre côté du chariot, ont les mêmes fonctions que celles des butées réglables 42 et des détecteurs correspondants 43 mais agissent uniquement à 1 ouverture du vérin 38 lorsque ce dernier pousse le chariot à l'extérieur et que la brosse rencontre un obstacle Ce mécanisme permet de régler la pression exercée par la brosse rotative 26 sur les parois latérales du conteneur au cours du nettoyage de ses parois. La tête de lavage 25 effectue un mouvement de déplacement vertical alternativement ascendant et descendant La machine est équipée d'au moins un capteur 47, et de préférence de plusieurs de ces capteurs dont chacun correspond à une hauteur déterminée du conteneur ou de la cuve à nettoyer Dès que ce capteur est activé lors de la phase de déplacement ascendant de la tête de lavage 25, le vérin inverse le mouvement de ce chariot qui redescend jusqu'à une position détectée par le capteur 41 détectant la fin de course de ce vérin Ce capteur inverse le mouvement. Dans cette seconde phase quatre mouvements se conjuguent la rotation de la machine 10 le déplacement alternativement ascendant et descendant de la tête de lavage 25 le déplacement latéral du chariot sollicité vers l'intérieur la rotation de la brosse 26. Lorsqu'un cycle complet de nettoyage est accompli les mouvement s'arrêtent dès que les éléments mobiles sont ramenés dans une position déterminée qui correspond de préférence à une position initiale de début d'un nouveau cycle. Les figures 3 à 6 illustrent des détails du dispositif de lavage intérieur 19 Comme le montre notamment la figure 3, ce dispositif comporte une tête de lavage intérieur 50 pourvue de deux brosses rotatives 51 et 52 montées sur un axe commun 53 qui peut pivoter pour permettre à cette tête de se présenter dans différentes positions appropriées pour nettoyer le fond, les parois latérales et la face intérieure du couvercle d'un conteneur, ce couvercle étant bien entendu équipé d'une ouverture pour le passage de ladite tête. La tête de lavage 50 comporte, comme le montrent en particulier les figures 4 et 5, un berceau 54 comprenant essentiellement deux ressorts de compression 55 réglés au montage par des écrous 56 et des contre- écrous 57 Une barrette de liaison 58 relie les deux ressorts entre eux Le réglage des ressorts permet le positionnement de deux cames 59 sur des glissières 60 Cette tête est essentiellement portée par la tige 61 d'un vérin 62 et guidée par deux tubes 63 engagés dans des manchons 64 qui pourraient être remplacés par des roulements appropriés. Le dispositif de lavage intérieur 19 fonctionne de la manière suivante. La tête de lavage 50 est amenée vers le fond du conteneur au moyen du vérin 62 jusqu'à ce qu'elle touche ce fond A ce moment, un signal donné par des détecteurs 65 actionne le dispositif d'entraînement en rotation 9 de la machine Ce dispositif est avantageusement un vérin rotatif Simultanément, un moteur pneumatique 66 entraîne les deux brosses rotatives 51 et 52 par l'intermédiaire de pignons d' entraînement 67, et une vanne de distribution du liquide ou solvant de nettoyage s'ouvre et permet le déversement de cette substance sur les brosses par l'intermédiaire d'un conduit 68 à deux orifices. Dans une première phase de ce processus de nettoyage intérieur, la tête de lavage s'éloigne du centre par l'action d'un vérin horizontal 69 qui est fixé à un étrier 81 lié à une colonne de suspension 70 de la machine 10 et associé à deux attaches à rotule 72 vissées aux extrémités du poussoir 75 (voir figure 6) Ce vérin agit sur un levier pivotant 71 en forme de fourche sur lequel est fixé le vérin 62. En fait, la tige du vérin 69 porte une came 73 qui s'appuie sur un ressort 74 agencé pour déplacer un poussoir 75 dont 1 ' extrémité libre est articulée sur le levier 71 Lorsque la tête de lavage 50 rencontre une résistance au cours de ce déplacement latéral, la came 73 comprime le ressort 74, ce qui permet à cette came de se placer en regard d'un détecteur 76 fixé sur le poussoir 74 Le signal fourni par ce détecteur signifie que la tête de lavage a rencontré la paroi intérieure du conteneur à nettoyer Il ordonne l'inversion du mouvement commandé par le vérin 69 et ramène la tête de lavage 50 vers le centre du conteneur Lorsque ce centre est atteint, un capteur 77, de préférence du type magnétique, transmet un signal d'ouverture au vérin 69 qui repousse ainsi la tête contre la paroi Ce dispositif de détection de la paroi latérale est représenté en détail par la figure 6. Ces mouvements permettent d'assurer le lavage du fond du conteneur, la tête de lavage 50 étant continuellement appuyée contre ce fond par le vérin 62 A chaque signal fourni par les détecteurs 65, le vérin vertical 62 lâche son effort et la came 59 est ramenée entre les détecteurs 65 et des détecteurs 79 au moyen de vérins de positionnement 80 fixés sur les glissières 60, contre l'étrier 81 De cette manière on règle la pression des brosses contre le fond du conteneur à nettoyer. Dans une deuxième phase de ce processus, la rotation de la machine et celle des brosses de la tête de lavage intérieur s' inversent Le vérin horizontal déplace cette tête contre la paroi latérale intérieure du conteneur et simultanément, le vérin vertical remonte cette tête jusqu'à ce qu'elle vienne en contact avec le couvercle Ensuite le mouvement s'inverse, de sorte que les parois intérieures sont brossées de bas en haut et de haut en bas sur tout le tour du conteneur A cet effet, le vérin horizontal 69 pousse continuellement la tête de lavage contre la paroi latérale du conteneur A chaque signal donné par le détecteur 76, le vérin lâche son effort, ce qui permet de régler la force d'appui des brosses sur les parois. Lorsque le vérin vertical 62 remonte la tête de lavage jusqu'à ce que la brosse 52 touche la face intérieure du couvercle du conteneur, la came 59 se déplace sur le détecteur 79 qui fournit un signal de commande pour inverser l'action de ce vérin De ce fait la tête redescend jusqu'à ce que la brosse 51 touche le fond du conteneur A ce moment la came 59 actionne le détecteur 65 ce qui provoque la remontée de la tête de lavage. A ces mouvements s'ajoute un déplacement angulaire des brosses par rapport aux tubes de guidage 63 Ce déplacement est assuré par un vérin 82 dont la tige est maintenue sur une plaque d'attache 83 de la tête de lavage 50 et dont le corps est couplé à cette tête de lavage. Lorsque la tête de lavage monte le long de la paroi du conteneur, le vérin 82 déplace les brosses d'un angle donné et lorsqu' elle redescend, les brosses reprennent leur position initiale, ce qui assure un bon brossage des angles du conteneur. Dans une troisième phase de ce processus de lavage intérieur, la rotation de la machine 10 s'inverse ainsi que celle des brosses Le vérin vertical maintient ces brosses en appui contre la face intérieure du couvercle Le vérin horizontal engendre des déplacements alternatifs de la tête de lavage vers l'extérieur et vers le centre. L'axe des brosses est constamment incliné. A chaque signal transmis par les détecteurs 79, le vérin vertical lâche son effort et dans un même temps les cames 59 sont ramenées entre les détecteurs respectifs par l'action de deux vérins de positionnement 8 fixés sur les étriers 81, contre les glissières 60 Par ce moyen on règle la pression de la brosse contre la face intérieure du couvercle du conteneur. A la fin d'un cycle les différents éléments composant le dispositif de lavage intérieur 19 retournent dans leur position initiale. Pour sélectionner la hauteur des conteneurs ou cuves à nettoyer il est prévu un ou plusieurs capteurs magnétiques de sélection de hauteur 84 monté sur le vérin vertical 62 Un capteur magnétique de sécurité de démarrage 85 est également monté sur cet organe Par ailleurs, la cabine est équipée d'un certain nombre de dispositifs de sécurité tels que des détecteurs de portes qui empêchent tout démarrage de la machine tant que l'une des portes de la cabine n'est pas verrouillée. Enfin le boîtier de commande est pourvu de moyens permettant de sélectionner des formes ou des dimensions de conteneurs, notamment la hauteur, ou l'existence ou l'absence de couvercle Les capteurs 84 ne sont utilisés que lorsque le conteneur ne comporte pas de couvercle. Dans ce cas, ils remplacent le capteur 79. La figure 7 illustre schématiquement la cinématique de la machine La tête de lavage extérieur 18 peut se déplacer horizontalement et verticalement dans les directions définies par les doubles flèches A et B et la brosse rotative peut tourner dans les deux sens comme le montre la double flèche C. La tête de lavage intérieur 19 peut se déplacer de haut en bas et inversement dans les directions indiquées par la double flèche D Elle peut également pivoter autour d' un axe T comme le montre la double flèche E. Cet effet est obtenu par le vérin 69 (voir figure 3) dont la tige peut se déplacer dans les directions indiquées par la double flèche F Les brosses peuvent tourner dans les deux sens comme le montre la double flèche G Elles peuvent également pivoter de telle manière que leur axe commun s'incline par rapport à la verticale, comme le montre la double flèche H. Enfin 1 ' ensemble de la machine peut tourner dans les deux sens, comme le montre la double flèche I. Le volume qui peut être balayé par les deux têtes de lavage est représenté en traits interrompus Les conteneurs qui peuvent être lavés peuvent avoir n'importe quelle forme qui rentre dans ce volume sensiblement cylindrique. il- La présente invention n' est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais peut subir diverses modifications ou variantes évidentes pour l' homme de l'art. Revendications 1 Dispositif de nettoyage automatique de conteneurs, cuves, fûts ou similaires, caractérisé en ce qu'il comporte une cabine fermée hermétiquement à l'intérieur de laquelle sont montés une machine automatique de nettoyage et un bac de récupération des produits de nettoyage, cette machine comportant un dispositif de lavage extérieur ( 18) comportant une tête de lavage extérieur ( 25) munie d'au moins une brosse rotative ( 26) et agencé pour nettoyer le dessus et les faces latérales extérieures d'un conteneur, et un dispositif de lavage intérieur ( 19) comportant une tête de lavage intérieur ( 50) munie d'au moins deux brosses rotatives ( 51 et 52) et agencé pour nettoyer toutes les surfaces intérieures de ce conteneur. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de lavage extérieur ( 18) comporte un chariot mobile ( 21) horizontalement et des moyens ( 38) pour déplacer la tête de lavage extérieur ( 25) verticalement dans deux directions opposées. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le chariot mobile ( 21) est associé à un vérin ( 38) pneumatique ou hydraulique pour assurer son déplacement et en ce que lesdits moyens pour déplacer verticalement la tête de lavage extérieur ( 25) comportent également un vérin pneumatique ou hydraulique. 4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de lavage intérieur ( 19) comporte des moyens pour déplacer la tête de lavage intérieur ( 50) selon une direction sensiblement verticale, et des moyens pour déplacer cette tête de lavage dans des plans horizontaux. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la machine automatique de nettoyage ( 10) comporte des moyens pour entraîner les deux dispositifs de lavage ( 18, 19) simultanément en rotation autour d'un axe vertical. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens pour entraîner les deux dispositifs de lavage simultanément en rotation comportent un vérin rotatif pneumatique ou hydraulique. 7 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer la tête de lavage intérieur comportent un premier vérin pneumatique ou hydraulique ( 62) agencé pour déplacer la tête vers le bas ou vers le haut, un deuxième vérin pneumatique ou hydraulique ( 69) agencé pour faire pivoter ledit premier vérin autour d'un axe horizontal, et un troisième vérin ( 82) pneumatique ou hydraulique pour faire pivoter l'axe des brosses rotatives ( 51 et 52). 8 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête de lavage extérieur ( 25) est équipée de moyens agencés pour régler la pression exercée par la brosse rotative ( 26) sur les parois extérieures du conteneur. 9 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tête de lavage intérieur ( 50) est équipée de moyens agencés pour régler la pression exercée par les brosses rotatives ( 51, 52) sur les parois intérieures du conteneur.