Brevet FR2809640A1 — publié le 20011207

PROCEDE ET DISPOSITIF TAMISAGE DE POUDRE DESCRIPTION Domaine technique L'invention concerne un procédé et un dispositif de tamisage de poudre. Le procédé et le dispositif de tamisage selon l'invention peuvent être utilisés pour traiter des poudres de toute nature, afin d'en assurer la filtration en continu ou lots, avec ou sans confinement. Une application privilégiée, bien que non limitative, de l'invention concerne le tamisage de poudre de dioxyde de plutonium avant son conditionnement, dans le cadre de la fabrication des pastilles de combustible nucleaire. Etat de la, technique Dans de nombreux domaines techniques tels que l'industrie nucléaire, le tamisage des poudres s'effectue habituellement au moyen d'un tamis associé à un système permettant de faire vibrer ou d'exciter mécaniquement ce tamis. Ce tème est habituellement de nature purement mécanique. Les dispositifs de tamisage classiques de ce type présentent des problèmes importants d'encombrement, de fiabilité, d'interférence avec l'environnement et de maintenance. Dans le document , FR-A-2 768 948, il est proposé de superposer à la vibration purement mécanique, appliquée au cadre d'un tamis par une carcasse vibrante, une vibration à très haute fréquence appliquée directement sur le tamis par un ou plusieurs générateurs d'ondes ultrasonores. Plus precisément, un ou plusieurs générateurs agissent sur la base d'une pièce en forme de L retourné ou de T, dont la branche supérieure est collée, soudée ou brasée sous le tamis. La présence de générateurs ultrasonores permet d'assurer une assistance au tamisage et décolmatage du tamis. Cet agencement a pour effet d'accroître encore les problèmes d'encombrement, de fiabilité, d'interférence avec l'environnement et maintenance posés par les dispositifs de tamisage classiques. En effet, la source de vibrations purement mécanique est conservée et complétée par une source ultrasonore. Exposé de l'invention L'invention a précisément pour objet un procédé un dispositif de tamisage de poudre ne présentant pas les inconvénients des procédés et des dispositifs existants et ayant notamment un faible encombrement, une fiabilité améliorée, des interférences réduites avec l'environnement et une maintenance particulièrement simple. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu moyen d'un procédé de tamisage de poudre, selon lequel on fait passer la poudre à travers un tamis l'on excite mécaniquement, caractérisé en ce qu'on excite mécaniquement le tamis au moyen d'au moins un transducteur ultrasonore fixé sur un corps filtre supportant le tamis. Dans ce cas, on utilise avantageusement plusieurs transducteurs ultrasonores fixés au corps de filtre, dans un plan perpendiculaire à axe sensiblement vertical de celui-ci, et régulièrement répartis autour dudit axe. On fixe alors avantageusement le tamis en haut du corps de filtre et on monte les transducteurs ultrasonores en étoile, autour d'une partie basse du corps de filtre. En variante, on peut aussi utiliser un seul transducteur ultrasonore fixé au corps de filtre, selon un axe sensiblement vertical, de celui-ci, par l'intermédiaire d'une pièce perforée. On fixe alors avantageusement la pièce perforée en dessous du tamis et on monte le transducteur ultrasonore sous la pièce perforée. Une application avantageuse de l'invention concerne - le tamisage d'une poudre de Pu02, préalablement à son conditionnement. L'invention a aussi pour objet un dispositif de tamisage de poudre, comprenant un tamis, un corps de filtre supportant le tamis, et des moyens d'excitation mécanique de ce tamis, caractérisé en ce que lesdits moyens d'excitation mécanique comprennent au moins un transducteur ultrasonore fixé sur le corps de filtre. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le corps de filtre supportant le tamis présente un axe sensiblement vertical et moyens ultrasonores comprennent ,plusieurs transducteurs ultrasonores montés dans un plan perpendiculaire à cet axe et régulièrement répartis autour de celui-ci. Avantageusement, les transducteurs ultrasonores sont alors montés autour d'une partie basse cylindrique du corps de filtre, cette partie basse cylindrique étant surmontée d'une partie haute, en forme d'entonnoir, l'extrémité supérieure de laquelle est fixé le tamis. De préférence, dispositif comprend alors, de plus, un ensemble formant soufflet, muni d'une bride inférieure fixée à l'extrémité supérieure de la partie haute, en forme d'entonnoir, du corps de filtre. Dans ce cas, un 'oint métallique d'étanchéité est interposé avantageusement entre 1a bride inférieure de l'ensemble formant soufflet et le tamis. Selon une variante de réalisation de l'invention, les moyens ultrasonores comprennent un seul transducteur ultrasonore, monté selon l'axe vertical du corps de filtre, en dessous d'une pièce perforée, fixée sous le tamis, à l'extrémité supérieure du corps de filtre. Brève description des dessins on décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, différents modes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 une vue en coupe verticale illustrant un premier mode de réalisation d'un dispositif de tamisage ,de poudre conforme à l'invention ; - les figures 2A et 2B sont des vues de dessus illustrant deux exemples de réalisation 'une pièce perforée supportant le transducteur ultrasonore dans le dispositif de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue comparable à la figure 1, illustrant un deuxième mode de réalisation du dispositif de tamisage de poudre conforme à l'invention. Description détaillée de deux modes de réalisation préférés de l'invention on décrira tout d'abord, en se référant à la figure 1, un premier mode de réalisation dispositif 10 de tamisage de poudre conforme à l'invention. Ce dispositif 10 de tamisage poudre est particulièrement adapté pour être placé dans une installation de fabrication et de conditionnement de dioxyde de plutonium, dans le cadre de la fabrication pastilles de combustible nucléaire. Cependant, on comprendra aisément que le dispositif de tamisage decrit peut être utilisé dans d'autres domaines techniques sans sortir du cadre de l'invention. Dans l'application au tamisage de poudre de dioxyde de plutonium, l'opération de tamisage est effectuée juste avant le conditionnement de la poudre. Le dispositif de tamisage 10 de la figure 1 est alors interposé entre un couloir vibrant (non représenté) situé au-dessus du dispositif et une tête de remplissage d'une boîte de conditionnement (non représentée) située en dessous du dispositif. Avant de parvenir au couloir vibrant, la poudre de dioxyde de plutonium est obtenue par précipitation et calcination, puis homogénéisée. Compte tenu de la nature des produits traités, le dispositif 10 est implanté dans enceinte de type boîte à gant (non représentée . La poudre à tamiser s'écoule par gravité à 'intérieur du dispositif 10, entre le couloir vibrant et la tête de remplissage, comme on l'a schématisé par flèches F sur la figure 1. A cet effet, le dispositif de tamisage 10 présente une symétrie de révolution autour d'un axe sensiblement vertical. Dans le mode de réalisation illustré la figure 1, 1e dispositif de tamisage 10 comprend principalement un corps de filtre 12, 'axe sensiblement vertical, qui repose sur une plaque inférieure horizontale 14 traversée par un trou circulaire 16 selon ledit axe. Plus précisément le corps de filtre 12 comprend une bride inférieure 12a, fixée sur la plaque inférieure 14 par exemple au moyen des vis dont l'une a été représentée en 18 sur la figure 1. Un joint d'étanchéité torique 20 est interposé entre la bride inférieure 12a du corps de filtre et la plaque inférieure 14. Au-dessus de la bride inférieure 12a, le corps de filtre 12 comprend une partie centrale 12b en forme d'entonnoir, dont l'extrémité basse présente un diamètre proche de celui du trou circulaire 16 formé dans la plaque inférieure 14. Dans sa partie haute, le corps de filtre 12 présente une bride supérieure 12c. Cette bride supérieure 12c supporte à la fois un tamis 22 et un fiYanCl@71!^@@11Y 77l @Yacnn(lYC-@ De façon plus précise, le transducteur ultrasonore 24 est monté sous une pièce perforée 26, en forme de disque, dont une région périphérique extérieure repose sur une partie interne de la bride supérieure 12c du corps de filtre 12. Cet agencement est tel que le transducteur ultrasonore 24, présente une géométrie cylindrique, est centré l'axe vertical du corps de bride 12. Afin d'éviter que la poudre tamisée ne pénètre dans le transducteur 24, celui-ci est avantageusement protégé par une enveloppe 25 solidaire de la plaque perforée 26. Comme on l'a représenté sur les figures 2A 2B, plaque perforée 26 est traversée par des trous qui peuvent prendre différentes formes. Ainsi, la plaque 26 peut présenter des trous circulaires 27a comme 'illustre la figure 2A ou des trous 27b en forme de fentes radiales comme l'illustrent les figures 1 et 2B. On comprendra aisément que la forme des trous pratiqués dans la pièce 26 peut être différente de celles qui sont illustrées sur les figures 2A et 2B, sans sortir du cadre de l'invention. Le tamis 22 présente la forme d'un disque dont une partie périphérique renforcée est fixée sur une zone périphérique en surplomb de la pièce 26. Cet agencement permet de ménager un espace entre le tamis et la partie centrale de la pièce 26, comportant les trous 27a ou 27b. Plus précisément, la partie périphérique renforcée du tamis 22 est fixée entre zone périphérique en surplomb de la pièce 26 et bride de tamis 28 par des organes de fixation tels que des vis 30. La bride de tamis 28 présente section forme de L. Le dispositif de tamisage illustre sur la figure 1 comprend de plus une bride de corps 32 qui est fixée sur la bride supérieure 12c du corps de filtre par exemple au moyen de vis dont 1 une est représentée en 34. Un joint d'étanchéité torique 36 est interposé entre la bride de corps 32 et bride supérieure 12c du corps de filtre 12. La bride de corps 32 sert à maintenir et à centrer l'ensemble formé par la pièce perforée 26, le tamis 22 et la bride de tamis Enfin, le dispositif de tamisage de la figure comprend une plaque supérieure horizontale 38, fixée sur la bride de corps 32, par exemple au moyen de vis dont l'une est représentée en 40. Un joint d'étanchéité torique 42 est interposé entre la plaque supérieure 38 la bride de corps 32. La plaque supérieure 38 est traversée -en son centre par un trou circulaire 44 dont diamètre est sensiblement égal à celui du trou circulaire 16 traversant la plaque inférieure 14. Dans le dispositif de tamisage qui vient d'être décrit en se référant aux figures 1 2A et 2B, poudre s'écoule par gravité au travers trou 44. Elle est ensuite tamisée par le tamis 22, sous l'effet l'excitation mécanique produite par ultrasons engendrés par la mise en oeuvre du transducteur ultrasonore 24. La poudre traverse ensuite les trous 27a ou 27b pratiqués dans la pièce 26, avant d'être canalisée par la partie /centrale 12b en forme d'entonnoir du corps de filtre 12, puis par le trou circulaire 16 formé dans la plaque inférieure 14, par exemple jusqu'à une boîte de conditionnement (non représentée) placée sous le dispositif. L'utilisation d'un transducteur ultrasonore pour assurer l'excitation mécanique du tamis 22 permet de donner au dispositif 10 un encombrement réduit. De plus, cette technique présente une grande fiabilité assure une maintenance aisée. En outre, les problèmes d'interférence avec l'environnement sont aisément résolus. Le deuxième mode de réalisation, préféré, l'invention illustré sur 1a figure 3 diffère principalement de celui qui vient d'être décrit par nombre et l'agencement des transducteurs ultrasonores et par l'implantation d'un ensemble formant soufflet dans partie haute du dispositif. Comme précédemment, le dispositif de tamisage 10 la figure 3 comprend un corps de filtre 12 incluant -une bride inférieure 12a, une partie intermédiaire et une bride supérieure 12c. Toutefois, au lieu de présenter une forme d'entonnoir sur toute sa hauteur, la partie intermédiaire se subdivise dans ce cas en une partie haute 12b en forme d'entonnoir et une partie basse cylindrique 12d. Cet agencement permet fixer directement plusieurs transducteurs ultrasonores 24 autour de la partie basse cylindrique 12d de partie intermédiaire du corps de filtre 12. Plus précisément, les transducteurs ultrasonores 24 sont montés en étoile dans un plan sensiblement horizontal, c'est-à-dire qu'ils présentent la forme de cylindres dont les axes sont orientés radialement par rapport à l'axe sensiblement vertical corps de filtre 12. A titre d'exemple non limitatif, quatre transducteurs 24 peuvent être régulièrement repartis autour de l'axe du corps de filtre Dans ce cas, le tamis 22 est fixé directement sur la bride supérieure 12c du corps de filtre 12, par exemple au moyen de vis 31. Plus précisément la partie périphérique renforcée du tamis 22 est interposée entre deux brides de tamis 33 et un joint d'étanchéité métallique 28, à section en forme de L, est fixé au-dessus de l'empilement ainsi formé, également au moyen des vis 31. Dans ce deuxième mode de réalisation de 'invention, le dispositif de tamisage 10 comprend un ensemble formant soufflet 46 placé au-dessus du corps filtre 12 et disposé coaxialement selon l'axe sensiblement vertical de celui-ci. Plus précisément, l'ensemble formant soufflet 46 comprend un soufflet métallique 48 dont les extrémités haute et basse sont fixées de façon étanche respectivement sur une bride supérieure 50 et une bride inférieure 52. La bride inférieure 52 présente la forme d'une plaque sensiblement horizontale, fixée sur la bride supérieure 12c du corps de filtre 12, par exemple moyen de vis dont l'une est illustrée 54 sur la figure 3. Un joint d'étanchéité torique 56 est interposé entre la bride inférieure 52 l'ensemble formant soufflet 46 et la bride supérieure 12c du corps filtre 12. Comme on l'a illustré par des traits mixtes 58 sur la figure 3, @la bride supérieure 50 de l'ensemble formant soufflet 46 est prévue pour être fixée, par exemple au moyen de vis, sous le couloir vibrant (non représenté) qui surplombe le dispositif. Un joint d'étanchéité torique 60 assure l'étanchéité de raccordement. Comme le montre également la figure 3, 'ensemble formant soufflet 46 comprend de plus un tube central 62 fixé en partie haute à la bride supérieure et s'étendant vers le bas jusqu' la bride inférieure 52, à l'intérieur du soufflet 48, pour canaliser la poudre dans l'ensemble formant soufflet 46. Cet agencement permet de limiter le dépôt de poudre à tamiser à l'intérieur du soufflet 48. Par ailleurs, la bride inférieure 52 de ensemble formant soufflet 46 est fixée sur la bride supérieure 12c du corps de filtre 12 de façon telle que bride 52 soit en contact étanche avec le haut du joint d'étanchéité métallique 28. Cet agencement permet également d'éviter que la poudre tamisée ne pénètre dans l'espace formé autour de la bride tamis 28, à périphérie du tamis 22. Le mode de réalisation qui vient être décrit en se référant à la figure 3 présente les mêmes avantages de compacité et de fiabilité celui qui a été décrit précédemment en se référant figures 1, et 2B. De plus, la disposition des transducteurs ultrasonores 24 autour du corps de filtre 12 facilite maintenance. Par ailleurs, l'introduction l'ensemble formant soufflet 46 permet de découpler mécaniquement le dispositif de tamisage 10 du couloir vibrant (non représenté) en dessous duquel il est monté, tout en assurant une liaison étanche entre les deux appareils. En effet, la présence du soufflet 46 permet d'éviter que les vibrations du couloir vibrant ne soient transmises au dispositif tamisage. L'excitation mécanique du tamis 22 est ainsi totalement assurée, de façon contrôlée, par les ultrasons créés par les transducteurs ultrasonores 24. Dans les deux modes de réalisation décrits, une surveillance visuelle de l'état du dispositif de tamisage peut être assurée plaçant une caméra dans l'axe vertical du dispositif, au-dessus du couloir vibrant. Une telle caméra permet de visionner en continu l'état du tamis 22 d'intervenir sur celui-ci pour enlever les débris, en arrêtant l'installation, lorsque cela est nécessaire. REVENDICATIONS 1. Procédé de tamisage de poudre, selon lequel on fait passer la poudre à travers un tamis (22) que l'on excite mécaniquement, caractérisé en ce qu'on excite mécaniquement le tamis (22) au moyen d'au moins un transducteur ultrasonore fixé sur un corps de filtre (12) supportant le tamis. 2. Procédé selon revendication 1, dans lequel on utilise plusieurs transducteurs ultrasonores (24) fixés au corps de filtre (12), dans un plan perpendiculaire à un axe sensiblement vertical de celui-ci, et régulièrement repartis autour dudit axe. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on fixe le tamis (22) haut du corps de filtre (12) et on monte les transducteurs ultrasonores (24) en étoile autour d'une partie basse (12d) du corps de filtre. 4-. Procédé selon revendication 1, dans lequel on utilise un seul transducteur ultrasonore (24) fixé au corps de filtre (12), selon un axe sensiblement vertical de celui-ci, par l'intermédiaire d'une pièce perforée (26). 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel on fixe la pièce perforée (26) en dessous du tamis (22) et on monte le transducteur ultrasonore (24) sous ladite pièce perforée (26). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, appliqué au tamisage d'une 7. Dispositif de tamisage de poudre, comprenant un tamis (22), un corps de filtre (12) supportant le tamis (22), et des moyens (24) d'excitation mécanique de ce tamis, caracterisé en ce que lesdits moyens d'excitation mécanique comprennent au moins transducteur ultrasonore (24) fixé sur le corps de filtre (12). . Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le corps de filtre (12) présente un axe sensiblement vertical et les moyens ultrasonores comprennent plusieurs transducteurs ultrasonores (24) montés dans un plan perpendiculaire audit axe et régulièrement répartis autour de celui-ci. 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel les transducteurs ultrasonores (24) sont montés autour d'une partie basse cylindrique (12d) du corps de filtre (12), ladite partie basse cylindrique étant surmontée d'une partie haute (12b), en forme d'entonnoir, à l'extrémité supérieure de laquelle est fixé le tamis (22). 10. Dispositif selon la revendication 9, comprenant de plus un ensemble formant soufflet (26), muni d'une bride inférieure (52) fixée à l'extrémité supérieure de 1a partie haute, en forme d'entonnoir, du corps de filtre (12). 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel un joint métallique (28) d'étanchéité est interposé entre la bride inférieure (52) l'ensemble formant soufflet (46) et le tamis (22). 12. Dispositif selon, la revendication 7, dans sensiblement vertical les moyens ultrasonores comprennent un seul transducteur ultrasonore (24) monté selon ledit axe. 13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le transducteur ultrasonore (24) est monté sous une pièce perforée (26), fixée sous le tamis (22), à l'extrémité supérieure du corps de filtre (12).