Brevet FR2706801A1 — publié le 19941230

Perfectionnements aux boules abrasives de nettoyage et à leurs procédés et dispositifs de fabrication. Il est connu de nettoyer en continu des tubes de condenseurs ou d'échangeurs de chaleur en faisant circuler régulièrement dans ces tubes un courant d'eau chargé de boules de nettoyage d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre intérieur des tubes. Les boules qui sont en circulation s'usent, et on les remplace par des boules neuves lorsque leur diamètre a atteint en décroissant un seuil minimum. La matière dont sont généralement constituées les boules de nettoyage est du caoutchouc spongieux dans lequel ont été incorporées diverses charges minérales. Si ces charges se présentent sous la forme de poudres lorsqu'elles sont mélangées au caoutchouc, les boules résultantes sont homogènes. I1 existe aussi des boules dites "abrasives" qui sont utilisées lorsque les tubes à nettoyer sont recou- verts d'un dépôt particulièrement adhérent. Ces boules sont en caoutchouc spongieux comme les boules "homogènes" cidessus, mais leur surface est revêtue d'une couche de particules abrasives collées sur la boule au moyen d'une colle spéciale. Ces particules abrasives peuvent être par exemple des grains de polycarbonate comportant des arêtes et ayant une taille voisine de 1 mm. Un inconvénient important de ce dernier type de boules est que leur pouvoir abrasif est de courte durée: il disparaît dès que la couche abrasive superficielle est usée, ce qui se produit en général en quelques heures alors que la durée de vie des boules "homogènes" est de quelques semaines. Il serait évidemment préférable d'utiliser des boules qui contiennent des grains abrasifs répartis dans tout leur volume de telle sorte qu'elles conservent leur pouvoir abrasif au fur et à mesure de la diminution de leur diamètre du fait de leur usure. Mais on n'a pas réussi à obtenir ce résultat jusqu'à ce jour pour les raisons suivantes: - si l'on incorpore des grains abrasifs dans le caoutchouc lors de la fabrication de la boule, ces grains n'adhèrent pas au caoutchouc: ceux qui sont à la périphé- rie de la boule se détachent alors très facilement et le pouvoir abrasif de la boule s'annule rapidement, - si l'on cherche à recouvrir la surface des grains d'une colle avant de les incorporer dans le caoutchouc afin qu'ils adhèrent ensuite à la structure intime de la boule en formation, on obtient un agglomérat de grains collés entre eux qu'il est impossible de disperser au sein du caoutchouc lors de la fabrication de la boule. L'invention a pour but de supprimer ces inconvé- nients en rendant possible un revêtement partiel de la surface des particules abrasives par une couche de colle sans que ces particules puissent s'agglomérer entre elles de telle sorte qu'elles peuvent être dispersées dans le caoutchouc lors de la fabrication des boules et qu'elles adhèrent ensuite fortement à la matière constitutive de la boule dans toute sa masse. On réalise ainsi des boules abrasives qui conser- vent leur pouvoir abrasif au fur et à mesure de leur usure. Plus précisément, les boules abrasives du genre en question selon l'invention sont essentiellement caractéri- sées en ce qu'elles sont constituées par une masse de caoutchouc spongieux naturel ou synthétique chargée de grains abrasifs intimement mélangés dans ladite masse, grains constitués par des petits tronçons de fil en matériau abrasif présentant de préférence une section polygonale, revêtus sur leur face latérale de colle séchée. Pour ce qui est des procédés de fabrication desdites boules, ils sont essentiellement caractérisés selon l'invention par la suite des opérations suivantes: on a recours à un fil réalisé en la matière abrasive désirée, on enduit superficiellement ce fil d'une colle propre à perdre ses propriétés collantes par séchage et à les récupérer par chauffage à une température au plus égale à celle de vulcanisation du caoutchouc constitutif de la boule, on sèche le fil ainsi enduit, on tronçonne le fil ainsi séché en petits tronçons indépendants et on mélange intimement ces petits tronçons aux composants destinés à former la boule par les opérations habituelles de moulage, chauffage et autres qui sont ensuite conduites d'une manière en soi connue. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - la section droite du fil est polygonale, de préférence carrée, - le matériau constitutif du fil est un produit de synthèse thermoplastique tel que le polycarbonate, les polyamides ou le polychlorure de vinyle, - le diamètre ou diamètre équivalent du fil est compris entre 0,4 et 2 mm, de préférence entre 0,7 et 1 mm, - la longueur de chaque tronçon est égale ou légèrement supérieure au diamètre ou diamètre équivalent du fil, - le matériau constitutif de la colle est une colle élastomère thermoréactivable et vulcanisable telle que le polychloroprène additionné d'un faible pourcentage de magnésie, - l'enduction du fil est effectuée par trempage, - le séchage du fil enduit est réalisé par son chauffage par rayonnements infrarouges, - le tronçonnage du fil est réalisé à l'aide d'une lame du genre de celles qui équipent les tondeuses rotatives. L'invention comprend, mises à part ces disposi- tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limita- tive. La figure 1, de ce dessin, montre, coupée en deux, une boule abrasive établie conformément à l'invention. La figure 2 montre en vue perspective agrandie l'un des grains abrasifs compris par cette boule. La figure 3 montre schématiquement un mode de réalisation conforme à l'invention du procédé de fabrica- tion des grains abrasifs en question. D'une façon générale, on se propose de réaliser une boule abrasive 1 constituée par une masse de caout- chouc spongieux naturel ou synthétique au sein de laquelle sont noyés des grains abrasifs 2. A cet effet, on a recours à un fil 3 réalisé en la matière abrasive désirée. Cette matière abrasive est choisie en fonction des caractéristiques des tubes à nettoyer. Elle doit être ni trop dure pour ne pas risquer de rayer ou d'endommager la surface des tubes, ni trop tendre pour être capable de retirer la couche de dépôt qui recouvre la surface interne des tubes. Cette matière est de préférence un produit de synthèse thermoplastique tel que le polycarbonate, les polyamides ou le polychlorure de vinyle. Le fil 3 considéré peut présenter une section circulaire. Mais ladite section est de préférence polygonale, notamment carrée, de façon que les grains résultants présentent des arêtes vives. La taille de cette section dépend du pouvoir abrasif recherché: plus les grains sont gros, plus leur pouvoir abrasif est élevé. Le diamètre ou diamètre équivalent du fil est en général compris entre 0, 4 et 2 mm, étant de préférence compris entre 0,7 et 1 mm lorsque le diamètre de la boule à charger est de l'ordre de 2 cm, étant plus généralement compris entre 1 et 4 cm. Le fil 3 en question est débité à partir d'une bobine 4 (figure 3), étant entraîné par son serrage entre deux rouleaux entraîneurs 5. Juste après avoir quitté le rouleau 4, le fil 3 est trempé dans un bac 6 contenant une colle élastomère 7 thermoréactivable. Les caractéristiques de cette colle sont les suivantes: - elle sèche rapidement, savoir en quelques minutes à l'air, à la température ambiante ou à une température légèrement supérieure, en perdant son pouvoir collant, - après ce séchage, elle redevient collante sous 1 'effet d'un simple chauffage à une température, par exemple de l'ordre de 80 C, qui est plus élevée que celle du séchage et qui demeure inférieure à la température de vulcanisation du caoutchouc, - enfin, la colle en question est vulcanisable dans la même plage de température que le caoutchouc, c'est-à-dire entre 130 et 160 C. Une colle répondant très exactement à ces diffé- rentes caractéristiques est le polychloroprène, substance thermoréactivable, additionné d'un léger pourcentage de magnésie, substance qui a la propriété de faire vulcaniser le polychloroprène aux températures indiquées ci-dessus. Après trempage dans le bain de colle 7, le fil 3 enduit de cette colle défile en regard d'une rampe infrarouge 8 assurant le séchage de la colle et c'est uniquement en aval de cette rampe que se trouvent les rouleaux d'entraînement 5. Juste après son passage entre les rouleaux 5, le fil 3, imprégné d'une colle séchée 7 qui a perdu ses propriétés collantes, traverse un guide-fil 9 et, juste à la sortie de ce guide-fil, il est tronçonné à l'aide d'une lame rotative 10 du genre de celles à pales qui équipent les tondeuses à gazon, entraînée par un moteur approprié 11, en petits tronçons qui constituent les grains abrasifs 2 (voir figure 2). La chute de ces grains 2 est guidée par un capot 12 et ceux-ci sont recueillis dans un bac 13. La longueur des différents tronçons 2 est en général égale ou légèrement supérieure au diamètre du fil 3: cette longueur est donc le plus souvent de l'ordre du mm. Les grains 2 recueillis dans le bac 13 ne risquent pas de s'agglomérer entre eux puisque la pellicule de colle qui recouvre en partie chacun d'eux est alors sèche et non collante. C'est en cet état que les grains en question sont mélangés aux différents composants destinés à former la boule de caoutchouc 1. On procède ensuite à la fabrication de ladite boule suivant un mode opératoire identique à celui des boules homogènes habituelles, mode qui comporte en particulier la formation d'ébauches, c'est-à-dire de plots façonnés contenant chacun une quantité bien précise de mélange cru, l'introduction de chaque plot dans un moule de forme sphérique et son chauffage dans ce moule à la température de vulcanisation du mélange. Lors du chauffage de vulcanisation, la couche de colle 7 qui recouvre chaque tronçon de fil abrasif est thermoréactivée, ce qui la rend à nouveau collante: elle constitue alors un liant entre chaque tronçon abrasif et la matière qui l'entoure et, lors de la vulcanisation subséquente de ce liant, on observe une véritable soudure entre ledit tronçon et la matière caoutchouteuse constitu- tive de la boule. Cette liaison extrêmement solide subsiste après démoulage et refroidissement et l'on dispose ainsi d'une boule abrasive contenant, noyés intimement dans sa masse et régulièrement répartis au sein de celle-ci, des grains abrasifs. Ces boules présentent sur celles précédemment connues l'important avantage de conserver très longtemps leur efficacité d'abrasion. En effet, lorsque la boule s'use par suite des frottements multipliés auxquels elle est soumise lors du nettoyage qu'elle effectue, cette usure peut se traduire par une réduction progressive de son diamètre et un arrachement de quelques-uns de ses grains abrasifs de surface mais, pour chaque diamètre réduit de la boule, de nouveaux grains abrasifs ancrés en profondeur dans la boule prennent à tour de rôle le relais des grains arrachés. L'efficacité du nettoyage qui résulte de cette structure particulière de boule est donc considérablement augmentée. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles o la section du fil en matière abrasive à partir duquel sont sectionnés les petits tronçons constitutifs des grains abrasifs aurait une section autre que carrée, par exemple rectangulaire, hexagonale ou même circulaire. REVENDICATIONS 1. Boule abrasive de nettoyage, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une masse de caoutchouc spongieux naturel ou synthétique chargée de grains abrasifs (2) intimement mélangés dans ladite masse, grains constitués par des petits tronçons de fil en matériau abrasif revêtus sur leur face latérale de colle séchée (7). 2. Boule abrasive selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section du fil (3) à partir duquel sont formés les grains est polygonale, notamment carrée. 3. Procédé de fabrication d'une boule abrasive selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caracté- risé par la suite des opérations suivantes: on a recours & un fil (3) réalisé en la matière abrasive désirée, on enduit superficiellement ce fil d'une colle (7) propre à perdre ses propriétés collantes par séchage et à les récupérer par chauffage à une température au plus égale à celle de vulcanisation du caoutchouc constitutif de la boule, on sèche le fil ainsi enduit, on tronçonne le fil ainsi séché en petits tronçons indépendants (2) et on mélange intimement ces petits tronçons aux composants destinés à former la boule par les opérations habituelles de moulage, chauffage et autres qui sont ensuite conduites d'une manière en soi connue. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau constitutif du fil (3) est un produit de synthèse thermoplastique tel que le polycar- bonate, les polyamides ou le polychlorure de vinyle. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 3 et 4, caractérisé en ce que le diamètre ou diamètre équivalent du fil (3) est compris entre 0,4 et 2 mm, de préférence entre 0,7 et 1 mm. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 5, caractérisé en ce que la longueur de chaque tronçon (2) est égale ou légèrement supérieure au diamètre ou diamètre équivalent du fil (3). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 6, caractérisé en ce que le matériau constitutif de la colle (7) est une colle élastomère thermoréactivable et vulcanisable telle que le polychloroprène additionné d'un faible pourcentage de magnésie.