Brevet FR2932395A1 — publié le 20091218

La présente invention concerne un procédé de protection d'appareil(s) de mesure ou autres et en particulier d'appareils qui sont en prise, par leur circuit, avec une zone et/ou d'autre(s) circuit(s) dans lesquels on trouve des particules qui sont amenées par un gaz. Elle concerne également l'installation qui permet la mise en oeuvre du procédé ainsi que la machine qui comporte au moins une telle installation comme, par exemple, une machine d'élaboration d'articles creux en matériau thermoplastique (PET ou autre) du genre flacons, bouteilles .... Ces articles creux et en particulier les bouteilles, sont particulièrement sensibles aux échanges gazeux et il est bien connu, comme décrit notamment dans le document WO2000/066804, de traiter ces bouteilles en déposant une fine couche d'un carbone amorphe hydrogéné sur leur surface interne; une couche qui fait barrière aux gaz en réduisant la perméabilité du PET et qui permet d'améliorer la durée de vie du produit contenu dans lesdites bouteilles. Les appareils du type capteur de pression et/ou débitmètre que l'on trouve attachés à ce type de machine sont directement en contact, au niveau de leur partie sensible, avec le gaz précurseur utilisé pour réaliser ce revêtement interne, lequel gaz contient, notamment, les particules de carbone. Le cycle des variations des pressions, dans l'article à traiter et dans les circuits 20 où circule le gaz précurseur, favorise le dépôt des particules de carbone, ou autres, sur la partie sensible des appareils. L'encrassement des circuits et des appareils perturbe l'efficacité de ces derniers. Cet encrassement génère notamment des variations de perte de charge qui finissent par provoquer des dérives importantes au niveau des valeurs qui sont données par le capteur 25 de pression, par exemple. On rencontre les mêmes phénomènes et les mêmes problèmes au niveau de l'appareil d'injection et de dosage de la quantité de gaz précurseur, c'est-à-dire du débitmètre. L'encrassement du circuit et de l'appareil provoque des dérives en terme de quantité au niveau du volume de gaz qui est injecté par le débitmètre. 30 Généralement, pour surmonter ce problème, on établit un programme d'interventions sur ces appareils de mesure et autres afin de procéder régulièrement à leur nettoyage, lequel programme tient compte bien sûr des quantités d'articles traités sur la machine, mais il présente malgré tout un caractère empirique. 1 Par ailleurs ces interventions de nettoyage ne peuvent être effectuées qu'avec un arrêt complet de la machine, elles perturbent de façon importante la production de ces bouteilles traitées. La présente invention propose une solution originale pour éviter cet encrassement des circuits et des appareils et pour supprimer ces programmes d'interventions qui ont comme inconvénient majeur d'arrêter la machine. Elle propose un procédé visant à protéger les appareils qui sont en communication par leurs circuits avec le gaz chargé de particules, comme des particules de carbone, par exemple, lesdits appareils et circuits étant par ailleurs soumis à un cycle continu de variations de pressions. Ce procédé consiste, durant le cycle de variations de pressions : - à stopper les particules, sur la longueur du circuit qui relie l'appareil à protéger et la zone où se situe le gaz chargé de particules, au moyen d'une centrifugation desdites particules par effet cyclonique dans un dispositif approprié, laquelle centrifugation est activée et mise en oeuvre par le flux de gaz qui circule dans ledit circuit lors de la remise en pression de ladite zone, à une pression voisine de la pression atmosphérique, - à stocker in situ et de façon temporaire les particules ainsi stoppées, dans une chambre de sédimentation dudit dispositif approprié. Toujours selon l'invention, le procédé consiste à agiter les particules, qui sont stockées de façon temporaire dans la chambre de sédimentation, au moyen du souffle provoqué par le reflux du gaz lors de la mise sous vide de la zone chargée de particules, lequel souffle est prévu pour être suffisant afin d'entraîner lesdites particules fraîchement stockées et de les ramener en tout ou partie dans ladite zone chargée. L'invention concerne également l'installation de protection qui permet la mise en oeuvre du procédé de protection d'appareils de mesure ou autres. Selon l'invention, l'installation de protection comprend, sur la longueur du circuit reliant la zone chargée de particules et l'appareil à protéger, un dispositif de filtration, du type à perte de charge constante, constitué d'un filtre cyclonique encore appelé cyclofiltre. Toujours selon l'invention, l'installation comprend un circuit dont le tronçon situé en aval du cyclofiltre, entre ce dernier et l'appareil à protéger, a une capacité suffisante pour que s'établisse un reflux de gaz significatif en terme de débit afin d'agiter 2 suffisamment les particules et de permettre leur entraînement dans le tronçon situé en amont dudit cyclofiltre, conférant à ce dernier un caractère auto-nettoyant. L'invention concerne également le dispositif de filtration, appelé cyclofiltre, utilisé dans l'installation de protection de l'appareil sensible, c'est-à-dire un capteur et/ou un débitmètre ou autre, lequel cyclofiltre comprend : - un corps supérieur de forme cylindrique à axe vertical, - un conduit tubulaire relié au tronçon amont du circuit de l'appareil à protéger, lequel conduit tubulaire est, d'une part, disposé tangentiellement à la partie supérieure dudit corps cylindrique et, d'autre part, centré sur un axe perpendiculaire à l'axe de ce dernier, - une chambre de sédimentation en forme de cône renversé, laquelle chambre est disposée et centrée sous ledit corps cylindrique, - un conduit de piquage qui plonge au centre dudit corps cylindrique et qui se prolonge, au-dessus dudit corps cylindrique, par le tronçon aval du circuit de l'appareil. Toujours selon l'invention, le conduit de piquage s'étend dans le corps cylindrique, au-dessus la chambre de sédimentation sur une hauteur qui est de l'ordre des 2/3 du diamètre dudit corps cylindrique. Selon une autre disposition de l'invention, la partie conique de la chambre de sédimentation s'étend sur une hauteur qui correspond sensiblement à celle de la paroi active du corps cylindrique et au diamètre de ce dernier. L'invention concerne aussi la machine de dépose d'un revêtement sur la surface interne d'articles creux, du type bouteilles en PET, ladite machine étant équipée d'au moins un appareil de mesure, ou autres, relié à la zone dans laquelle circule le gaz précurseur servant à la dépose dudit revêtement, et elle comprend une installation de protection dudit appareil telle que décrite précédemment, laquelle installation comprend notamment un cyclofiltre, comme décrit ci-dessus, pour arrêter les particules en suspension dans ledit gaz bien en amont dudit appareil. Mais l'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle d'une machine de traitement de la surface interne d'une bouteille, laquelle vue montre l'installation de protection de deux 3 appareils connectés à la zone dans laquelle circule le gaz chargé de particules: un appareil de mesure constitué d'un capteur de pression et un appareil du type débitmètre, - la figure 2 est une coupe verticale schématique du dispositif de filtration, en forme de cyclofiltre, intégré à l'installation de protection propre à chaque appareil, - la figure 3 est une coupe selon 3-3 de la figure 2. La machine de traitement, représentée figure 1, permet de déposer un revêtement sur la surface interne d'une bouteille (1), par exemple. Cette bouteille (1) est disposée dans une enceinte (2) qui est étanche, laquelle enceinte (2) est elle-même disposée dans une chambre (3) qui fait office de cavité micro-ondes. Un générateur (4) est associé à la chambre (3) pour délivrer un rayonnement avec une fréquence appropriée micro-ondes. La paroi (5) qui délimite l'enceinte (2) est constituée d'un matériau perméable au rayonnement comme du verre ou du quartz. La bouteille (1) est fixée de façon étanche à une sorte de couvercle (6) qui peut, par exemple, assurer en même temps l'étanchéité de l'enceinte (2). Le traitement qui consiste à déposer un revêtement sur la surface interne de la bouteille (1) s'effectue à une pression qui est très faible, aussi bien dans la bouteille qu'à l'extérieur de cette dernière, c'est-à-dire dans l'enceinte (2). Le vide est réalisé dans la bouteille (1) avec une pression de l'ordre de 0,05 mbar au moyen d'une tubulure (11) qui traverse le couvercle (6). De même, l'enceinte (2) comporte une tubulure (12) qui permet de réaliser un vide relatif, légèrement moins important que celui de la bouteille (1), de l'ordre 50 mbar. Les tubulures (11) et (12) comportent, chacune, une électrovanne (13), (14), respectivement, du type trois voies, pour réaliser la mise à l'atmosphère, le vide ou maintenir le vide durant l'opération de traitement. L'acheminement du gaz précurseur dans la bouteille (1) s'effectue au moyen d'un appareil (16) constitué d'un débitmètre (17); il s'effectue par l'intermédiaire d'un circuit (17') approprié et le gaz précurseur est introduit dans la bouteille (1) au moyen d'un injecteur (18). Lorsque le vide est établi par la tubulure (11) dans la bouteille (1) et, par voie de conséquence, dans le circuit (17'), le gaz précurseur est introduit, sous le contrôle de l'appareil (16, 17) débimétrique, dans la zone constituée par ledit circuit (17'), 4 l'injecteur (18) et la bouteille (1), avec une modeste modification de la pression dans ladite bouteille (1). La pression qui règne dans la zone contenant le gaz, c'est-à-dire dans la bouteille (1), la tubulure (11) et le circuit (17'), est contrôlée au moyen d'un appareil (16') du type capteur (19) de pression; cet autre appareil (16') est, par exemple, relié à la tubulure (11) au moyen d'un circuit (19') et ce circuit (19') est bien évidemment soumis lui aussi à un cycle de variation de pressions. Chaque circuit (17', 19') voit circuler un flux et un reflux de gaz précurseur et, accompagnant ce flux et ce reflux, les particules en suspension dans ce gaz, lesquelles particules ont tendance à s'agglomérer sur les parties sensibles des appareils (16, 16'), c'est-à-dire: sur la sortie du débitmètre (17), dans le circuit (17'), sur l'injecteur (18) et sur la membrane du capteur (19), dans le circuit (19'). Pour protéger ces appareils (16, 16'), notamment, des moyens de filtration sont installés sur la longueur des circuits (17') et (19') respectivement et en particulier des moyens qui stoppent les particules véhiculées par le gaz précurseur, tout au moins ce qu'il en reste après l'opération de traitement de la surface interne de la bouteille (1). Ces moyens de filtration peuvent être avantageusement constitués, pour chaque circuit (17') et (19'), d'un filtre du type cyclonique qui permet d'effectuer une filtration efficace par centrifugation desdites particules. Cette filtration s'effectue avantageusement sans aucune variation de perte de charge dans le temps; la perte de charge est constante. Ces filtres, appelés dans la suite du texte cyclofiltres (21), permettent, par simple centrifugation, de stopper les particules qui circulent dans chacun des circuits; ainsi, on trouve un cyclofiltre (217) pour le circuit (17') et un cyclofiltre (219) pour le circuit (19') correspondants aux appareils (16, 16') respectivement. Cette centrifugation est possible du fait de la vitesse de circulation des particules portées par le gaz dans les circuits (17') et (19') lors de la mise à l'atmosphère de la bouteille (1), après traitement, par sa tubulure (11); elle est activée et mise en oeuvre par le flux de gaz qui passe dans lesdits circuits (17') et (19'). Les cyclofiltres (217) et (219) sont installés sur la longueur des circuits (17') et (19') respectivement et ils divisent chaque circuit en deux tronçons. Le circuit (17') comprend un tronçon (171) amont, situé entre l'injecteur (18) et le cyclofiltre (217), ainsi qu'un tronçon (172) aval situé entre ce dernier et l'appareil (16), c'est-à-dire le débitmètre (17). 5 De la même façon, le circuit (19') comprend un tronçon (191) amont, qui s'étend entre la tubulure (11) et le cyclofiltre (219), ainsi qu'un tronçon (192) entre ce dernier et l'appareil (16'), en l'occurrence le capteur (19) de pression. Chaque cyclofiltre (21), comme représenté figure 2, comprend un corps (22) de forme cylindrique, à axe vertical. Ce corps (22) comporte un conduit (23) disposé à sa partie supérieure sur lequel se greffe le tronçon (171, 192) du circuit (17', 19') correspondant Ce conduit (23) est disposé tangentiellement, comme représenté figure 3, sur le corps (22) et il est centré sur un axe qui est perpendiculaire à l'axe dudit corps. Le corps (22) comporte également un conduit (24) de piquage qui plonge verticalement au centre dudit corps (22) et qui s'étend en saillie, dans ce dernier, sur une hauteur de l'ordre des 2/3 du diamètre dudit corps. Ce conduit (24) de piquage est prolongé par le tronçon (172, 192) du circuit (17', 19') correspondant. La hauteur de la paroi cylindrique active du corps (22), sur laquelle sont centrifugées les particules contenues dans le gaz, est du même ordre que le diamètre dudit corps (22). La partie inférieure du cyclofiltre (21) est constituée d'une chambre (26) de sédimentation. Cette chambre (26), en forme de cône renversé, pointé vers le bas, est façonnée dans un bloc (27) cylindrique qui se loge dans la partie inférieure du corps (22) et ce bloc est fixé à ce dernier par tout moyen approprié. La hauteur de la chambre (26) de sédimentation est du même ordre que la hauteur de la paroi cylindrique active du corps (22). Le cyclofiltre (21) fonctionne, de façon tout à fait originale pour ce type de matériel, dans les deux sens: - dans un sens de circulation du gaz que l'on appelle le flux, il retient les particules du gaz, par son effet cyclonique, - dans l'autre sens de circulation, que l'on appelle le reflux, sa chambre (26) de sédimentation se vide automatiquement, ce qui en fait un appareil auto-nettoyant. Chaque cyclofiltre (21) retient les particules qui sont en suspension dans le gaz lorsque ce dernier circule dans le circuit. (17', 19') correspondant en allant de la zone chargée desdites particules, c'est-à-dire la bouteille (1), la tubulure (11) et l'injecteur (18), vers l'appareil (16, 16') correspondant, et ceci au moment de la remise à la pression atmosphérique de ladite zone; pendant cette phase du cycle de variations de pressions, les 6 particules sont centrifugées et se déposent dans la chambre (26) de sédimentation de chaque cyclofiltre. Ce dépôt dans la chambre (26) de sédimentation présente un caractère temporaire. En effet, au moment de l'application du vide dans la zone en question, chaque cyclofiltre (21) est traversé par le reflux du gaz et le souffle généré notamment par ce reflux est dirigé sur les particules qui sont dans le fond de la chambre (26) de sédimentation correspondante, lesquelles particules sont agitées par ce reflux et elles sont entraînées par lui vers ladite zone, c'est-à-dire la bouteille (1) et la tubulure (11). Pour le circuit (17'), l'injection du gaz précurseur à travers le débitmètre (17), vers la bouteille (1), accroît cet auto-nettoyage dudit circuit (17') et en particulier le nettoyage de l'injecteur (18). Pour obtenir un reflux suffisant dans le circuit (19'), à travers le cyclofiltre (219) correspondant, et en particulier un reflux capable de nettoyer la chambre (26) de sédimentation, le tronçon (192) aval peut avoir une capacité, en volume de gaz, relativement conséquente, supérieure à celle du tronçon (191) amont. Avec cet aménagement, la quantité de particules stoppées lors du passage du flux de gaz dans le cyclofiltre (219) est totalement reprise par le reflux et elle est ramenée dans la tubulure (11); on obtient ainsi un auto-nettoyage du cyclofiltre (219). 7 REVENDICATIONS1 û Procédé de protection d'un appareil qui est en communication avec une zone dans laquelle circule un gaz chargé de particules, ladite zone étant soumise à un cycle continu de variations de pressions, caractérisé en ce qu'il consiste : - à stopper lesdites particules, sur la longueur du circuit (17', 19') reliant ladite zone et ledit appareil (16, 16') correspondant, au moyen d'une centrifugation desdites particules par effet cyclonique dans un dispositif approprié, laquelle centrifugation est activée et mise en oeuvre par le flux de gaz qui circule dans ledit circuit (17', 19') lors de la remise en pression de ladite zone, à une pression voisine de la pression atmosphérique, - à stocker in situ, et de façon temporaire, les particules ainsi stoppées, dans une chambre (26) de sédimentation dudit dispositif associé audit circuit (17', 19') correspondant. 2 û Procédé de protection d'un appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à agiter les particules qui sont stockées temporairement dans la chambre (26) de sédimentation, au moyen du souffle provoqué par le reflux du gaz lors de la mise sous vide de la zone chargée de particules, lequel souffle est prévu pour être suffisant afin d'entraîner lesdites particules fraîchement stockées et de les ramener dans ladite zone chargée. 3 û Installation de protection d'appareil, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend, sur chaque circuit (17', 19'), un dispositif de filtration, du type à perte de charge constante, constitué d'un cyclofiltre (21). 4 û Installation de protection d'appareil du type capteur de pression (19), selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit (19') dont le tronçon (192) situé en aval du cyclofiltre (219), entre ce dernier et l'appareil (16'), a une capacité d'accueil de gaz qui est suffisante pour que s'établisse un reflux de gaz significatif dans ledit tronçon (192). 5 û Installation de protection d'appareil, selon la revendication 4, caractérisée en ce que le tronçon (191) situé en amont du filtre cyclonique (219), entre ce dernier et la tubulure (11), a une capacité qui est inférieure à celle du tronçon (192) aval pour permettre un transfert total de la quantité de particules stockées au niveau dudit cyclofiltre (219) vers ladite tubulure (11) en passant par ledit tronçon (191) amont. 6 û Installation de protection d'appareil, selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le cyclofiltre (21) comprend : 8- un corps (22) supérieur de forme cylindrique à axe vertical, - un conduit (23) relié au tronçon (171, 191) amont du circuit (17', 19') respectivement, lequel conduit (23) est, d'une part, disposé tangentiellement sur la partie supérieure dudit corps (22) cylindrique et, d'autre part, centré sur un axe perpendiculaire à l'axe de ce dernier, - une chambre (26) de sédimentation, en forme de cône renversé, disposée sous ledit corps (22) cylindrique, - un conduit (24) de piquage qui plonge au centre dudit corps cylindrique et qui se prolonge au-dessus du corps (22) par le tronçon (172, 192) dudit circuit (17', 19') respectivement. 7 û Installation de protection d'appareil (16), selon la revendication 6, caractérisée en ce que le conduit (24) de piquage s'étend dans le corps (22) cylindrique sur une hauteur qui est de l'ordre des 2/3 du diamètre dudit corps cylindrique. 8 û Installation de protection d'appareil selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que la partie conique de la chambre (26) de sédimentation s'étend sur une hauteur qui correspond à celle de la paroi cylindrique active du corps (22) et au diamètre de ce dernier. 9 ûMachine de dépose d'un revêtement sur la paroi interne d'articles creux du type bouteilles (1), ou autres, qui sont réalisés en matériau du genre PET, comportant au moins un appareil (16, 16') relié à la zone dans laquelle circule le gaz précurseur servant à la dépose dudit revêtement, caractérisée en ce qu'elle comprend une installation de protection dudit appareil (16, 16') selon l'une quelconque des revendications 3 à 8. 9