Brevet FR2859400A1 — publié le 20050311

La présente invention a pour objet un procédé industriel pour le lavage de pièces mécaniques, et le dispositif de machine pour sa mise en oeuvre. On connaît déjà des dispositifs de machine industrielle pour le lavage de pièces mécaniques, permettant de laver, nettoyer et/ou dégraisser des pièces industrielles issues de chaînes de fabrication, et qui utilisent des produits lessiviels et/ou des produits solvants. La loi réglementant plus sévèrement les rejets d'effluents liquides ou gazeux, ces dispositifs de machine nécessitent que soient prises des dispositions particulières permettant de réduire la pollution et, si possible, de recycler au moins une partie des produits utilisés. En ce qui concerne l'utilisation de produits lessiviels, ceux-ci, outre une efficacité en général moindre que celle des solvants, présentent l'inconvénient du recyclage des eaux de lavage. Dans le cas d'utilisation de solvants, pour obtenir un nettoyage de bonne qualité, il convient de renouveler 20 constamment ces solvants, ce qui est coûteux. Il est de plus nécessaire de prévoir des moyens de recyclage, des moyens d'aspiration des vapeurs, des sas permettant le chargement et le déchargement sans risque de fuite de vapeurs de solvants dans l'atmosphère, ce qui représente un coût non négligeable. Outre ces inconvénients de coût, ces installations deviennent rapidement obsolètes du fait des évolutions continuelles et de plus en plus contraignantes de la législation. La présente invention a pour but de remédier aux divers inconvénients précités en proposant un procédé pour le lavage de pièces mécaniques, et le dispositif de machine pour sa mise en oeuvre, permettant un lavage et un dégraissage desdites pièces sans rejets nocifs dans l'atmosphère. Le procédé industriel pour le nettoyage de pièces mécaniques selon l'invention est du type consistant d'abord à asperger lesdites pièces, alors qu'elles sont en mouvement, d'un produit liquide de lavage et de rinçage, puis de les sécher, et il se caractérise essentiellement en ce que ledit produit liquide de lavage et de rinçage consiste en un composé à pH neutre constitué sur une base alcool commercialisé par "OK WACKCHEMIE Gmbh" sous la dénomination "ZESTRON VD200" (marque déposée). Selon une caractéristique particulièrement avantageuse du présent procédé, aussi bien du point de vue des répercussions sur l'environnement que du coût de sa mise en oeuvre, l'on régénère en continu le produit liquide de lavage et de rinçage. La présente invention vise encore un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, comprenant une enceinte avec tambour à l'intérieur de laquelle lesdites pièces mécaniques peuvent être mises en rotation et subir les différentes phases de lavage, de rinçage et de séchage, ce dispositif se caractérisant principalement en ce qu'il comprend un ensemble de rampes de projection avec buses à jet plat pour le lavage et/ou le rinçage des pièces mécaniques, ledit ensemble étant relié à une pompe centrifuge de lavage et une pompe centrifuge de rinçage commandées par une vanne, pour projeter sur les pièces mécaniques le produit liquide de lavage et de rinçage contenu respectivement dans un réservoir de lavage et un réservoir de rinçage équipés chacun de résistances de chauffage, et un ensemble de rampes de soufflage à air chaud pulsé relié à un ventilateur. Selon une caractéristique additionnelle, le dispositif selon l'invention comprend des moyens de régénération du produit liquide de lavage et de rinçage, définis par un décanteur trois phases relié au réservoir de lavage, vers lequel le produit liquide de lavage et de rinçage est transféré au moyen d'une pompe volumétrique, et un évaporateur relié au décanteur et au réservoir de rinçage, tandis qu'une cuve permet de récupérer les résidus issus de la décantation puis de l'évaporation. Selon une variante du dispositif selon l'invention, la régénération est obtenue par l'intermédiaire de moyens de centrifugation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, se rapportant à des exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée au vu du dessin joint en annexe représentant un schéma simplifié des moyens qui équipent le dispositif utilisé pour la mise en oeuvre du présent procédé de nettoyage de pièces mécaniques. L'invention concerne le domaine du nettoyage de pièces mécaniques, notamment destiné à débarrasser ces dernières de résidus de graisses, huiles et autres lubrifiants employés au cours de différentes phases de leur fabrication. En fait, l'invention a pour objet un procédé industriel, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre, permettant de nettoyer des pièces mécaniques conformément aux plus récentes législations en matière de protection de l'environnement et de gestion des déchets, avec néanmoins une efficacité de dégraissage maximale et sans surcoût. Un tel procédé prévoit de manière tout à fait classique de soumettre des pièces animées d'un mouvement à un lavage, suivi d'un rinçage, par aspersion à l'aide d'un produit de nettoyage approprié, avant de les faire sécher. La spécificité de l'invention consiste à utiliser, en tant que produit de nettoyage, un composé à pH neutre, constitué sur une base alcool, commercialisé sous la dénomination Zestron VD200 par la société OK WACK-CHEMIE Gmbh . Les pièces mécaniques concernées sont ainsi installées pour subir les étapes du procédé de nettoyage dans un panier de réception puis mises en place par un opérateur, via un convoyeur manuel ou automatique, dans l'enceinte 1 du dispositif selon l'invention, comprenant de préférence une porte coulissante à l'avant, et équipée d'un tambour 2. Ce type de machine est adapté pour le lavage des pièces dans l'industrie mécanique et surtout spécialement conçu pour optimiser l'utilisation du produit Zestron VD200 dans le cadre du procédé selon l'invention. Après avoir introduit la pièce dans l'enceinte 1, l'opérateur lance le cycle de nettoyage en appuyant sur une commande bi-manuelle qui ferme la porte coulissante et démarre la phase de lavage. Cette dernière est effectuée par projection de jets de produit liquide de lavage et de rinçage, tandis que la pièce mécanique est animée d'un mouvement de rotation, soit sur 360 , soit en mouvement alterné, suivant un axe horizontal grâce au déplacement du tambour 2 dans l'enceinte 1. La projection de produit liquide de lavage et de rinçage est assurée par un ensemble de rampes fixes avec buses à jet plat 3 dans lesquelles le produit est envoyé par un système de pompe centrifuge de lavage 4 intégré dans la machine, conformément au trajet 100, depuis un réservoir de lavage 5, d'un volume de 750 litres, équipé d'une résistance de chauffage d'une puissance de 27 kW. L'efficacité du lavage est ainsi assurée en utilisant une pompe centrifuge de lavage 4 assurant de préférence un débit de produit liquide de lavage et de rinçage de 45 m3/h avec une pression ajustable réglée de préférence aux environs de 17 bars, et d'une puissance de 37 kW. Par ailleurs, pour une efficacité maximale, le présent procédé prévoit également d'effectuer le lavage des pièces mécaniques en chauffant le produit contenu dans le réservoir de lavage 5 puis projeté dans l'enceinte 1, à une température de préférence comprise entre 45 C et 55 C. Le rinçage des pièces est réalisé de manière similaire à l'intérieur de l'enceinte 1, par la projection du produit liquide de lavage et de rinçage, via l'ensemble de rampes 3, dans lesquelles le produit est injecté, conformément au trajet 101, par une pompe centrifuge de rinçage 6, depuis un réservoir de rinçage 7 présentant un volume de 450 litres, et équipé d'une résistance électrique de chauffage d'une puissance de 18 kW. Le présent procédé prévoit préférentiellement d'utiliser une pompe centrifuge de rinçage 6 assurant de préférence un débit de produit liquide de lavage et de rinçage de 26 m3/h avec une pression ajustable réglée de préférence aux environs de 5 bars, et d'une puissance de 7,5 kW. Les phases de lavage et de rinçage s'opèrent au travers des mêmes rampes de projection 3, que la présente invention prévoit d'installer à chaque fois par paires, respectivement en profondeur au-dessus du tambour 2, en profondeur en dessous du tambour 2, en hauteur à l'avant et à l'arrière du tambour 2. Le présent dispositif comprend également une vanne trois voies 8 permettant d'autoriser, selon le cas, le fonctionnement de la pompe centrifuge de lavage 4 ou de la pompe centrifuge de rinçage 6. D'autre part, de manière à éviter le bouchage des buses des rampes de projection 3, l'invention prévoit de filtrer en continu et en circuit fermé le bain de produit liquide de lavage et de rinçage pendant les différents cycles de lavage et de rinçage. Les filtres 9, 10 utilisés pour retenir les grosses particules, se trouvent de préférence sur le côté de la machine et sont accessibles par l'extérieur. Ils sont placés sur le retour de la solution de lavage et de rinçage, matérialisé par le trajet 102 et le trajet 103, par gravitation et sont par exemple du type panier à maille de 500 microns. Une filtration plus fine est également prévue entre la pompe de rinçage 6 et les rampes de projection 3 afin de parfaire l'efficacité du nettoyage. Elle est effectuée par exemple au moyen d'un filtre à cartouche il doté d'une finesse de filtration de 25 microns, et placé sous le contrôle d'un pressostat 27. Par ailleurs, afin d'assurer le bon déroulement de chaque cycle, le dispositif selon l'invention est encore équipé en série de pressostats 12, 13 et de débitmètres 14, 15 en sortie à chaque fois des pompes de lavage 4 et de rinçage 6. Le remplissage du réservoir de lavage 5 se fait de préférence en cascade, selon le trajet 104, depuis le réservoir de rinçage 7, lui-même rempli manuellement, puis ajusté à niveau automatiquement via une vanne 16 depuis un bac de réserve 17 surveillé par un détecteur de niveau. Le produit liquide de lavage et de rinçage du réservoir de / lavage 5 sera agité en continu par le passage du produit dans deux rampes 18 équipées de buses permettant d'éviter le dépôt de particules lourdes. Le réservoir de rinçage 7 est, en plus, équipé d'un agitateur et d'une sonde permettant de surveiller le pH avec compensation automatique de température, non représentés. Conformément au présent procédé, le séchage de la pièce mécanique est encore assuré par de l'air chaud pulsé par un ventilateur d'une puissance de 5,5 kW passant par des résistances électriques, via des rampes de soufflage. L'aspiration de l'air de séchage est effectuée à l'intérieur de l'enceinte 1 de préférence avec un débit de 80 m3/min, et est filtrée, de préférence au moyen de filtres en inox lavable, ce qui permet un gain énergétique non négligeable. De sorte à pallier les problèmes de traitement des produits de nettoyage évoqués précédemment, le présent procédé prévoit encore de régénérer en continu le produit liquide de lavage et de rinçage utilisé pour le lavage et le rinçage des pièces. Ceci est effectué en séparant le produit des salissures, telles qu'huile et autres particules solides, éliminées des pièces mécaniques, au moyen par exemple d'un décanteur à trois phases 19 et d'un filtre à particules 23, doté par exemple d'une finesse de filtration de 10 microns. Le produit liquide de lavage et de rinçage contenu dans le réservoir de lavage 5 est transféré vers le décanteur 19 via une pompe volumétrique 20, présentant de préférence un débit de 40 1/h et permettant d'aspirer le produit d'une part au sommet et d'autre part au fond de la cuve, grâce aux vannes respectivement 21, 22. Le filtre à particules 23 est ainsi destiné à supprimer les particules solides, tandis que les huiles sont décantées vers le haut. Ceci permet avantageusement d'épurer le produit de 90 à 95 5 % environ. Par ailleurs, afin d'optimiser le résultat d'épuration, la décantation est préférentiellement opérée à une température inférieure à 30 C. Un système d'échangeur de type pompe à chaleur 24 est par conséquent intégré au niveau du trajet 105 que suit le produit liquide de lavage et de rinçage entre le réservoir de lavage 5 et le décanteur 19, pour soit déclencher le chauffage du réservoir de lavage 5, soit le refroidissement du décanteur 19. En outre, pour parfaire la régénération du produit liquide de lavage et de rinçage, le présent procédé prévoit encore de mettre en place un système de distillation, au moyen d'un évaporateur 25 apte à enlever le reste des résidus d'huiles qui n'ont pas décanté. Le transfert du produit à distiller s'effectue entre le 20 décanteur 19 et l'évaporateur 25 par le trajet 106. Le retour du condensat est effectué, via le trajet 107, entre l'évaporateur 25 vers le réservoir de rinçage 7 qui, par sur verse, réalimentera le réservoir de lavage 5 et sera réutilisé pour le nettoyage des pièces mécaniques. Ce système permet de garder le produit contenu dans le réservoir de rinçage 7 propre, ceci toujours dans l'intérêt de l'efficacité maximale de nettoyage. Tout ce système de régénération par décanteur et évaporateur permet par conséquent de garder le produit liquide de lavage et de rinçage intact et d'éviter les vidanges particulièrement nocives pour l'environnement. Un léger apport de produit suffira pour ajuster les niveaux des réservoirs de lavage 5 et de rinçage 7 après la phase de régénération, et les déchets seront donc réduits au maximum. En outre, les rejets dans l'atmosphère sont tout à fait inoffensifs de par la composition elle-même du produit, et les déchets solides ou liquides étant réduits au maximum, le retraitement ultime consiste en l'incinération des particules et des huiles récupérées dans une cuve 26, placée à la sortie du décanteur 19 et de l'évaporateur 25. Selon une variante, le présent procédé prévoit, en remplacement de la décantation suivie de l'évaporation, de régénérer le produit en le séparant des salissures par centrifugation. Le dispositif selon l'invention présente également l'avantage d'une utilisation très simple et permet un travail rapide et aisé, géré par un automate et un pupitre opérateur. D'autre part, la conception très robuste de la machine permet des charges importantes, et plusieurs options, notamment au niveau du choix des matériaux des pièces constitutives, sont encore envisageables pour augmenter la durée de vie du produit de nettoyage, la sécurité et le confort des opérateurs. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1) Procédé industriel pour le nettoyage de pièces mécaniques, du type consistant d'une part à asperger lesdites pièces, alors qu'elles sont en mouvement, d'un produit liquide servant à les laver puis à les rincer, et d'autre part à les sécher, caractérisé en ce que ledit produit liquide de lavage et de rinçage consiste en un composé à pH neutre constitué sur une base alcool, commercialisé par "OK WACK-CHEMIE Gmbh" sous la dénomination "ZESTRON VD200", et en ce que l'on effectue le lavage des pièces mécaniques en utilisant un débit de produit liquide de lavage et de rinçage de l'ordre de 45m3/h, en ajustant la pression de préférence aux environs de 17 bars, tandis que le rinçage est effectué en utilisant un débit de produit liquide de lavage et de rinçage de l'ordre de 26 m3/h, en ajustant la pression de préférence aux environs de 5 bars. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue le lavage et le rinçage des pièces mécaniques sous une température de préférence comprise entre 45 C et 55 C. 3) Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'on filtre en continu et en circuit fermé le produit liquide de lavage et de rinçage. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors du rinçage des pièces mécaniques, l'on vérifie le pH du produit liquide de lavage et de rinçage. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on effectue le séchage des pièces mécaniques au moyen d'air chaud pulsé, aspiré à un débit de l'ordre de 80 m3/min. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on régénère en continu le produit liquide de lavage et de rinçage utilisé pour laver et rincer les pièces mécaniques par une décantation trois phases accompagnée d'une filtration, pour séparer les graisses, les particules solides et le produit liquide de lavage et de rinçage. 7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on effectue la décantation à une température de préférence 5 inférieure à 30 C. 8) Procédé selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que l'on réalise une évaporation après la décantation. 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on régénère en continu le produit liquide de lavage et de rinçage utilisé pour laver et rincer les pièces mécaniques par centrifugation. 10) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une enceinte (1) avec tambour (2) à l'intérieur de laquelle lesdites pièces mécaniques peuvent être mises en rotation et subir les différentes phases de lavage, de rinçage et de séchage, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de rampes (3) de projection avec buses à jet plat pour le lavage et/ou le rinçage des pièces mécaniques, ledit ensemble de rampes (3) étant relié à une pompe centrifuge de lavage (4) et une pompe centrifuge de rinçage (5) commandées par une vanne (8), pour projeter sur les pièces mécaniques le produit liquide de lavage et de rinçage contenu respectivement dans un réservoir de lavage (5) et un réservoir de rinçage (7) équipés chacun de résistances de chauffage, et un ensemble de rampes de soufflage à air chaud pulsé relié à un ventilateur. 11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est équipé de deux rampes de projection (3) placées en profondeur au-dessus du tambour(2), deux rampes de projection (3) placées en profondeur audessous du tambour (2), deux rampes de projection (3) placées en hauteur à l'avant du tambour (2) et deux rampes de projection (3) placées en hauteur à l'arrière du tambour (2). 12) Dispositif selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des filtres (9, 10, 11, 23) aptes à retenir des particules de différentes taille, par exemple du type panier à maille de 500 microns, 25 microns et 10 microns, et des filtres lavables, par exemple en inox aptes à filtrer les vapeurs. 13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que ledit réservoir de rinçage (7) est équipé d'un agitateur et d'une sonde de surveillance de pH à compensation automatique de température. 14) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en qu'il comprend un système de remplissage par cascade du réservoir de lavage (5) depuis le réservoir de rinçage (7). 15) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de régénération du produit liquide de lavage et de rinçage utilisé définis par soit un décanteur à trois phases (19) associé éventuellement à un évaporateur (25), soit un moyen de centrifugation.