Brevet FR2839906A1 — publié le 20031128

B 14106/PR DISPOSITIF DE PROTECTION PERMETTANT, APRES NETTOYAGE, LE SECHAGE PAR SOUFFLAGE DE PETITES PIECES METALLIQUES D'USINAGE AINSI QUE LA RECUPERATION DES HUILES ET CONTAMINANTS La presente invention concerne un dispositif permettant le sechage par pulverisation dair, apres nettoyage, de pieces metalliques issues du decolletage. Le nettoyage des petites pieces metalliques usinees, notamment pour un controle qualitatif, est usuellement realise au cours d'une operation manuelle faisant intervenir le trempage de la piece souillee dans une solution de nettoyage puis un soufflage d'air comprime pour secher et eliminer simultanement les huiles et les fines particules metalliques produites par l'usinage. Au cours d'une telle operation les fines gouttelettes dthuiles et de l 5 solution de nettoyage (solvent par exemple) vent dispersees dans ['atmosphere de l'atelier, parfois sous forme de brouillard, pouvant aller jusqu'a le rendre difficilement respirable si lioperation est repetee plusieurs foist Un tel sechage par soufflage est tres salissant pour l'atelier et tres nuisible pour l'environnement et la securite des operateurs du fait de la dissemination des substances volatiles dans ['atmosphere. Bien que le probleme soit assez ancien aucune solution technique satisfaisante n'a ete apportee a ce probleme, en effet la recuperation de particules en circulation dans un flux d' air par effet venturi a ete signalee notamment dans le brevet US 3 864108, BrooPman, qui decrit un procede de nettoyage d'un gaz a linterieur d'une chambre comprenant de multiples filtres et qui utilise un effet de contre-courant gazeux pour cela et dans le brevet US 4 190 014, Jenkins et al, qui presente un dispositif industrial d' elimination de poussieres par un systeme de sac filtrant associe a une chambre de recuperation faisant intervenir l'effet venturi. Les procedes connus vent utilisables pour ['elimination de particules solides dispersees dans un grand volume gazeux et il n'existe pas a ce jour de dispositif equivalent pour les liquides, notamment pour une elimination a la source de la pollution, presentant a la fois la possibilite de recuperation des contaminants et la protection des personnels. Le probleme a resoudre est done de pieger les liquides, huiles et autres contaminants disperses dans l'atelier, sous forme de brouillard, tout en permettant l'emploi de la technique manuelle habituelle du soufflage pour le nettoyage des petites pieces metalliques, plus particulierement en vue de leur controle qualitatif. Compte tenu de la necessite d'effectuer ['operation de nettoyage des pieces en differents points de l'atelier il est preferable que le systeme soit mobile. Le procede de ['invention a pour objectif ['elimination des contaminants liquides disperses sous forme de brouillard et dont le point d'emission est localise au moment meme de leur emission, ainsi que ['amelioration des conditions de travail des operateurs tout en permettant la recuperation des huiles et contaminants en vue de leur recyclage ou elimination. L'environnement est ainsi preserve, les personnels travaillent dans une atmosphere seine et dans des conditions d'hygiene satisfaisantes, notamment par le fait que les odeurs vent supprimees et le bruit du soufflage fortement reduit. Lorsqu'un controle qualitatif d'une piece metallique est envisage, pour verifier la conformite d'une fabrication sur une chaine de production ou pour determiner ses caracteristiques en cours d'usinage, il est indispensable d'effectuer un nettoyage avant controle, aussi la piece est generalement immergee dans une solution de nettoyage et de l'air comprime est souffle pour un sechage immediat. Suivant le dispositif de ['invention, lors de ['operation de sechage, l'air comprime ejecte a grande vitesse par une soufflette atteint la piece mouillee - 5 qui a ete trempee dans la solution de nettoyage et se charge a son contact d'huiles, graisses, particules metalliques, liquide de nettoyage et autres contaminants pour former un aerosol pollue qui arrive dans une chambre d'expansion en forme de tuyere et qui vient buter frontalement sur un filtre. Le dispositif d'epuration du courant gazeux contamine est base sur l'effet venturi: le fort courant gazeux et la difference relative de pression dans la chambre d ' expansion occ as i onnent des turbulenc es imp ortantes et une coalescence de ['aerosol forme en fines gouttes dans et a la surface du filtre ainsi que sur le pourtour de la chambre d'expansion, ce qui permet une recuperation des contaminants sous la forme d'un liquide au teas de l'appareil, par ecoulement gravitaire. Le dispositif selon ['invention est caracterise en ce qu'il comporte un orifice d'ecoulement des huiles et liquides, pour leur recuperation, a la base de l'appareil. Le dispositif de ['invention est constitue des trots parties principales suivantes: - Un cone de protection delimitant l'ouverture du dispositif de recuperation et dont le prolongement vers le teas est utilise comme support pour une tablette, destinee, par exemple, a supporter le liquide de nettoyage. - Une partie evasee, baptisee chambre d'expansion, recevant le courant gazeux et de forme globalement conique, plus evasee vers le teas que vers le haut, et suffisamment profonde pour assurer un volume de confinement important pour le brouillard forme lors du nettoyage et dont une fonction essentielle est de permettre la coalescence audit brouillard constitue de gouttes d'huile en suspension et de liquide de nettoyage. - Une paroi de fond sur laquelle vient buter le jet gazeux constitue par un filtre assurant la condensation et la recuperation des gouttes d'huile et, soit d'un deflecteur arriere, soit d'une chambre reliee a un systeme d'aspiration, dans une variante encore plus performante de ['invention. L'appareil dans sa version mobile, la plus fonctionnelle, sera installe sur un pied muni de roulettes ou de tout autre dispositif permettant le deplacement dans l'atelier. Le support du dispositif peut etre de forme et de dimension variee, fonctionnellement adapte pour supporter des outils, des solutions de nettoyage, des futs ou bidons de recuperation... sans sortir du cadre de ['invention. Dans une version fixe, le dispositif de ['invention peut etre installe en bout de chane d'usinage ou en tout autre point de l'atelier. De facon plus precise, le dispositif de ['invention, dans sa forme generale, est done principalement caracterise par: Un cOne ou une surface de forme globalement convergente, a l ' interieur de laquelle l' operateur p ositionne la soufflette d' air comprime tenue par une main, la piece a secher tenue dans l'autre, et effectue ['operation de soufflage; cette partie a pour double fonction de focaliser le jet gazeux en direction de la chambre de confinement et de proteger l'operateur de projections en retour en provenance de la piece. Cette surface globalement convergente peut avantageusement etre fabriquee pour amener des fonctionnalites supplementaires pratiques au dispositif de recuperation, notamment en servant de support pour le liquide de nettoyage dans lequel la piece metallique est trempee avant ['operation de soufflage, ou, pour citer un autre exemple sans que cela soit limitatif, pour des casters de rangement des pieces. Ledit dispositif suivant ['invention est caracterise en ce que les chambres convergentes ou/et divergentes vent de formes et de volumes varies et peuvent etre reliees a des elements fonctionnels additionnels, notamment des tablettes utilisees comme supports. Une chambre d'expansion, de volume suffisant pour que le brouillard forme par le jet d'air comprime et les huiles et liquides en provenance de la piece a secher soit confine et que ['association des turbulences creees par le choc frontal du courant gazeux sur la paroi de fond de l'appareil et la difference de pression relative, lteffet venturi, entraine la coalescence du brouillard en gouttelettes; lesquelles gouttelettes se deposent a l'interieur de la chambre d'expansion et sur la paroi de fond de l'appareil. La forme de la chambre d'expansion est globalement divergente, de forme de preference conique plus evasee vers le teas que vers le haut mais sans que cela constitue une limitation pour le dispositif; il est. en effet, possible d' imaginer d ' autres formes pour la chambre d 'expansion, notamment parallelepipediques, avec des francs plats ou incurves et differents volumes sans sortir du cadre de ['invention. Selon le dispositif prefere, la chambre d'expansion decrite par les schemes ciapres se presente avec des francs plats et un evasement important vers le teas de maniere a faciliter la recuperation aisee des liquides au teas de l'appareil et a occuper un encombrement minimum dans l'atelier ou il est utilise. La chambre d'expansion ainsi decrite cree la difference de pression pour l'effet venturi, le confinement du contre-courant gazeux occasionne par le choc sur la paroi de fond du dispositif et controle les turbulences pour faciliter la coalescence des liquides disperses dans le brouillard. De facon preferee, pour des raisons de moindre cout de fabrication du dispositif de ['invention, la surface de la chambre d'expansion est lisse et sans revOtement mais il peut etre imagine dans des configurations plus sophistiqudes et plus performantes des dispositifs internee permettant d'augmenter les turbulences dans la chambre, une surface specifiquement revetue pour faciliter la coalescence du brouillard par un traitement adapte pour modifier la tension superficielle ou faciliter le nettoyage de l'appareil lui-mCme, notamment par ['application de resines a base de polytetrafluorethylene plus connue sous la marque deposee > sans sortir du cadre de ['invention. Une paroi de fond de l'appareil, essentielle pour creer des turbulences a l'interieur de la chambre d'expansion et avantageusement pourvue de differents dispositifs permettant la recuperation des huiles et liquides, par exemple sous forme de filtres et parois de deflection ou/et d'un systeme d' aspiration compldmentaire permettant une elimination encore plus performante des tres fines particules par un systeme additionnel de filtration ou d'epuration. Dans un tel systeme la depression creee en sortie de filtre permet une performance accrue du dispositif de recuperation. Selon ['invention, la chambre d'expansion est reliee a une evacuation en depression par rapport a la chambre d'expansion permettant un traitement ulterieur de ['effluent gazeux. Suivant un exemple de realisation, la paroi de fond est constituee d'un filtre maintenu lateralement par des guides de facon a permettre son extraction aisee par le haut, son nettoyage et eventuellement son remplacement; dans cette configuration une plaque de fond pouvant servir de deflecteur au courant gazeux peut etre installee. La nature du ou des filtres ainsi que les caracteristiques de ceux-ci, en terme de structures, porosites, traitements, materiaux utilises.... vent a adapter en fonction des liquides a recuperer et peuvent etre divers et varies sans sortir du cadre de ['invention. :::: I1 en va de meme pour le deflecteur dont la surface peut etre lisse ou constituee d'un relief facilitant la coalescence des gouttes du brouillard. Suivant un autre exemple de realisation, il est dispose une chambre en depression a l'arriere du filtre de recuperation qui permet une aspiration des vapeurs et particules extremement fines pouvant traverser le filtre ou rester de facon permanente en suspension dans ['air. Un tel complement a l'appareil est associe de facon preferentielle a un dispositif d'epuration poussee du flux gazeux. D'autres caracteristiques et avantages de ['invention se degageront de la description qui va suivre en regard des figures annexees qui ne vent donnees qu'a titre d'exemples non limitatifs. Les figures annexees et decrites ci-dessous ne vent donnees qu'a titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue de devant et de profil: la piece a secher est positionnee devant l'ouverture formee par le cone convergent (1); la chambre d'expansion (2) est de forme divergente, dans cet exemple, plus evasee vers le teas, avec des parties laterales planes, le filtre (3) est situe juste devant la paroi arriere referencee (4a); le dispositif de recuperation est supporte par un pied (5) monte sur roulettes pour un deplacement aise a travers l'atelier et dispose d'une partie ouverte autorisant ['insertion d'un fut de recuperation des huiles et liquides de nettoyage a sa partie inferieure; le plateau (6) est sur la figure realise en une seule piece avec l'ouverture conique convergente (1). Le support (6) permet, par exemple, de poser le liquide de nettoyage des pieces metalliques. La figure 2 est une vue de profil de derriere qui presente les memes elements sous un autre angle de vue. La figure 3 est une vue de devant et de profil de la variante plus performante du dispositif avec une chambre d'aspiration (4b) a l'arriere du filtre (3). Cette chambre d'aspiration est prevue pour etre raccordee par l'intermediaire d'un tube flexible a un systeme complementaire d'epuration et S d'evacuation du gaz souille. La figure 4 est une vue de profil de derriere qui presente les memes elements que ceux de la figure (3) sous un angle different. La figure 5 est une vue en coupe de l'appareil qui permet de mieux comprendre l'effet venturi. Au cours du processus de sechage, le jet d'air comprime (9) de la soufflette arrive sur la piece metallique (10) positionnee au niveau de ['entree du cone convergent (1) puis penetre dans la chambre d'expansion (2) et percute le filtre (3) et la paroi (4a); les fortes turbulences engendrees et la difference de pression entrainent la coalescence des huiles et du liquide de nettoyage qui s'ecoule par ['evacuation (7). La solution de nettoyage (8) est avantageusement positionnee sur la tablette (6). Au regard de la technique usuellement pratiquee de sechage des pieces metalliques par soufflage le dispositif de ['invention presente done de nombreux avantages: Environnemental: les huiles et liquides disperses vent condenses et recuperes pour elimination ou recyclage. Securite: les personnels des ateliers n'ont pas a respirer des aerosols toxiques et tres desagreables, les odeurs vent ainsi eliminees et le bruit habitue! de cette operation de sechage est fortement attenue par le confinement a l'interieur du dispositif. Amelioration de la proprete de l'atelier Mobilite sur tous les posses de travail, en tout lieu de l'usine. art;: =7 { 1 Bien entendu, ['invention n'est pas limitee aux modes de realization decrits et representes a titre d'exemples, mats elle comprend aussi tons les equivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. Bien entendu, ['invention n'est pas limitee aux modes de realization decrits et representes a titre d'exemples, mats elle comprend aussi tons les equivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1- Dispositif de protection, permettant le sechage par soufflage de petites pieces metalliques d'usinage et la recuperation d'huiles et liquides brumises lors de cette operation, caracterise en ce qu'il est constitue d'une chambre d'expansion divergente dans laquelle l'effet venturi permet la coalescence des huiles et liquides transportes par le jet gazeux sous pression. 2- Dispositif suivant la revendication 1 caracterise en ce que le jet gazeux est emis a l'interieur d'une chambre globalement conique et convergente avant de penetrer dans la chambre d'expansion. 3 - Disp ositif sel on l es revendications 1 et 2 caracterise en ce que la chambre d'expansion divergente comprend en outre un filtre sur lequel vient buter le jet gazeux, lequel filtre etant situe de preference au fond de la chambre d'expansion. 4- Dispositif suivant les revendications 1 a 3 comportant une paroi deflectrice, servant de paroi de fond a la chambre d'expansion et permettant la recuperation des huiles et liquides en suspension dans le flux gazeux. - Dispositif selon les revendications 1 a 4 caracterise en ce qu'il comporte un orifice d'ecoulement des huiles et liquides, pour leur recuperation, a la base de l'appareil. 6- Dispositif selon la revendication 1 et 2 caracterise en ce que la chambre d'expansion est reliee a une evacuation en depression par rapport a la chambre d'expansion permettant un traitement ulterieur de ['effluent gazeux. :::: 'A:::: :: 7- Dispositif selon la revendication 6 caracterise en ce qu'un filtre est dispose dans la chambre d'expansion 8- Dispositif suivant les revendications 1 et 2 caracterist en ce que les chambres convergentes ou/et divergentes vent de formes et de volumes varies et peuvent etre reliees a des elements fonctionnels additionnels,