Brevet FR2958560A1 — publié le 20111014

La présente invention concerne une installation pour traiter la surface de pièces à partir d'un bain liquide s'écoulant dans un circuit fermé. Plus particulièrement, quoique non exclusivement, il peut s'agir d'un bain de nettoyage (chimique) ou d'électrodéposition métallique (galvanoplastie) tel que pour réaliser, par exemple, un revêtement par dépôt électrolytique de platine ou d'un autre métal, sur des pièces de moteurs d'aéronef. Les installations actuelles connues comprennent généralement : - un réservoir de stockage du bain ; - une cuve de traitement pour la réception de la pièce à traiter portée par un outillage de support en coopération avec la cuve ; - des tuyaux respectivement pour amener le bain du réservoir à la cuve et pour évacuer le bain de la cuve vers le réservoir ; et - des moyens de mise en mouvement du bain dans le circuit fermé ainsi formé. Par exemple, dans le cas des installations de traitement pour le nettoyage proprement dit, les moyens de mise en mouvement ou d'agitation du bain contenu dans le circuit fermé sont assurés par une pompe de recirculation qui aspire le bain contenu dans le réservoir pour l'amener dans la cuve de forme parallélépipédique par le tuyau correspondant traversant une paroi latérale de celle-ci et le refoule de la cuve de traitement vers le réservoir par l'autre tuyau issu de la même paroi latérale de la cuve. A ces moyens de mise en mouvement du bain peut s'ajouter un mouvement rectiligne alternatif produit par l'outillage porte-pièce lui-même en le rendant mobile par rapport à la cuve fixe, ce qui participe ainsi à l'agitation du bain. Dans le cas des installations de traitement par dépôt électrolytique ou analogue, les moyens de mise en mouvement du bain contenu dans le circuit fermé, comprennent, là aussi, une pompe de recirculation. Celle-ci amène le bain par le tuyau concerné du réservoir à une rampe percée située en partie basse d'une paroi latérale de la cuve parallélépipédique, proche de son fond, pour l'évacuer de celle-ci vers le réservoir, par l'autre tuyau associé à ladite paroi et se prolongeant d'un élément formant trop-plein de la cuve, situé en partie haute de celle-ci. L'outillage porte-pièce peut également contribuer à l'agitation du bain par un mouvement rectiligne alternatif imprimé à celui-ci. Avec ce type d'installations à cuve parallélépipédique et moyens de mise en mouvement (ou d'agitation) du bain par pompe de recirculation et déplacement de l'outillage porte-pièce, plusieurs inconvénients apparaissent, notamment en ce qui concerne la vitesse du bain de traitement à la surface des pièces à traiter. Tout d'abord, comme la vitesse est une résultante de l'agitation réalisée par la pompe de recirculation et l'outillage porte-pièce mobile engendrant une superposition de mouvements, elle est inégale et désordonnée (en sens et en intensité) en chaque point de la cuve de traitement, de sorte qu'elle est bien différente entre le centre de la cuve parallélépipédique et les coins de celle-ci. Par ailleurs, cette vitesse est difficilement quantifiable que ce soit par des mesures physiques ou par calcul du fait du mouvement turbulent du bain engendré par les deux sources de mouvement (pompe et outillage), la forme anguleuse de la cuve et la disposition des tuyaux d'amenée et d'évacuation sur la même paroi latérale. De plus, on ne peut modifier la vitesse de circulation du bain en fonction des pièces à traiter, des bains utilisés ou des conditions de dépôt électrolytique recherchées. On sait notamment qu'en galvanoplastie, le dépôt dépend de l'intensité de courant appliquée et de la vitesse du flux le long de la cuve et donc de la pièce à traiter. Aussi, comme la vitesse est difficilement maîtrisable pour les raisons évoquées ci-dessus, le bain avec les espèces métalliques et autres qu'il contient, n'est pas homogène en tout point de la cuve, de sorte que la qualité du dépôt et l'épaisseur de celui-ci ne sont pas rigoureusement constants sur la surface des pièces à traiter. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne une installation dont la conception permet de garantir une vitesse de circulation du bain sensiblement égale et quantifiable en chaque point de la cuve de traitement, pour obtenir un traitement uniforme, par exemple, une couche de dépôt d'épaisseur constante et régulièrement répartie à la surface des pièces à traiter. A cet effet, l'installation pour traiter la surface d'une ou de plusieurs pièces plongées dans un bain liquide, du type à circuit fermé et comportant : - un réservoir de stockage du bain ; - une cuve pour la réception de la pièce à traiter portée par un outillage de support coopérant avec la cuve ; - des tuyaux respectivement pour amener le bain du réservoir à la cuve et pour évacuer le bain de la cuve vers le réservoir ; et - des moyens de mise en mouvement du bain dans le circuit fermé ainsi formé, est remarquable, selon l'invention, en ce que la cuve présente une forme allongée à axe longitudinal et de section transversale sensiblement constante entre les extrémités transversales opposées respectivement amont et aval de la cuve, en ce que lesdits tuyaux d'amenée et d'évacuation du bain sont raccordés respectivement aux extrémités transversales amont et aval de la cuve allongée sensiblement selon l'axe longitudinal de celle-ci, et en ce que l'outillage portant la pièce à traiter placée dans la cuve est monté fixe sur celle-ci. Ainsi, grâce à l'invention, par l'absence de mobilité de l'outillage (engendrant, lorsqu'il est mobile, une superposition de mouvements avec celui du flux de circulation du bain), combinée à une cuve allongée à section transversale constante et aux raccordements des tuyaux d'amenée et d'évacuation avantageusement aux extrémités respectives et opposées de la cuve, l'installation de l'invention s'affranchit des inconvénients des installations antérieures. En effet, le flux ou l'écoulement du bain est alors en tout point de la cuve sensiblement constant et parallèle aux génératrices de la cuve allongée, d'un bout à l'autre de celle-ci, puisque la cuve forme une sorte de veine régulière à travers laquelle circule le bain. La circulation du bain donnée et entretenue dans le circuit fermé par les moyens concernés, crée dans la veine un mouvement contrôlé et suffisant pour homogénéiser le bain, sans perturbation de celui-ci, avec les espèces métalliques ou autres qu'il contient, ce qui est particulièrement souhaitable dans le cas d'un bain d'électrodéposition. On comprend, donc, que la vitesse du bain dans la cuve, à la surface des pièces, est alors maîtrisée et facilement quantifiable, soit par des mesures physiques dans l'installation même ou par calcul, et qu'elle est sensiblement égale en chaque point de la cuve de traitement. De préférence, la cuve allongée a une forme cylindrique de révolution et sa section transversale constante est avantageusement circulaire ou de forme analogue. On remarque la réalisation particulièrement simple de la cuve allongée pour parvenir à des résultats de traitement performants, c'est-à-dire avec un flux régulier et homogène le long de la veine ainsi créée, sans perturbations. Cependant, la section transversale constante de la cuve allongée peut être polygonale, voire partiellement circulaire avec au moins une partie plane. Celle-ci reçoit alors l'outillage porte-pièce. De préférence, le diamètre des tuyaux d'amenée et d'évacuation est au moins proche de celui de la section transversale constante de la cuve allongée. De la sorte, on évite le changement brusque de sections entre les tuyaux respectifs et la cuve allongée, et les risques d'agitation ou de turbulence du flux que cela peut créer le long de la cuve. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'installation comprend, de plus, un organe commandable de régulation du flux engendré par les moyens de mise en mouvement du bain dans le circuit, ledit organe commandable de régulation étant situé sur ledit tuyau d'amenée à proximité de l'extrémité transversale amont de la cuve allongée. Ainsi, on peut adapter le débit du flux du bain et, donc, sa vitesse dans la cuve allongée, au traitement recherché pour la pièce en question, de manière à optimiser l'efficacité de celui-ci. Selon un mode de réalisation particulier, dans la paroi latérale de la cuve allongée est ménagée une découpe et l'outillage porte-pièce comporte alors avantageusement une plaque de support apte à s'intégrer dans ladite découpe pour y être maintenue en place. Ainsi, la plaque de support de l'outillage suit exactement le profil de la cuve allongée, de sorte que le flux du bain est le moins possible perturbé par la structure de l'outillage. Cela contribue à maintenir le bain en circulation avec une vitesse la plus constante possible dans la cuve. Si cela s'avère nécessaire, autour de ladite pièce, peut être disposé un masque qui isole une partie de celle-ci à ne pas traiter, et qui est relié audit outillage. De plus, ledit outillage porte au moins une anode distante et isolée de la pièce à traiter formant cathode, et les moyens de mise en mouvement du bain sont définis par une pompe de recirculation agencée sur le circuit fermé. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 montre un exemple schématique de réalisation d'une installation de traitement par bain liquide, conformément à l'invention. La figure 2 est une coupe transversale de la cuve de traitement de l'installation, selon la ligne II-II de la figure 1. L'installation 1 représentée schématiquement sur la figure 1 est destinée par exemple au traitement électrochimique, par galvanoplastie, de la surface S d'une pièce P à partir d'un bain liquide métallique 2. Un traitement chimique (nettoyage, décapage, ...) pourrait bien sûr être envisagé sans sortir du cadre de l'invention, dès l'instant où il s'agit d'homogénéiser au mieux le bain de traitement. La pièce à traiter P symbolisée en bloc parallélépipédique est, par exemple, une aube de turbine d'une turbomachine sur laquelle une couche de platine est à déposer par galvanoplastie. Pour cela, l'installation 1 définit un circuit fermé 3 le long duquel se trouvent un réservoir de stockage 4 du bain liquide métallique 2, un tuyau d'amenée ou d'alimentation 5 du bain en direction d'une cuve de traitement 6, et un tuyau d'évacuation ou de refoulement 7 du bain issu de la cuve 6 et allant au réservoir de stockage 4. Des moyens de mise en circulation 8 du bain dans le circuit fermé 3 sont prévus en étant situés en sortie du réservoir 4 et raccordés sur le tuyau d'amenée 5, et sont définis par une pompe de recirculation 9. Le bain liquide métallique 2 circulant dans le circuit fermé 3 de l'installation est bien entendu constamment régénérée en espèces appropriées et autres au niveau du réservoir de stockage, de façon qu'il conserve ses caractéristiques en vue d'un traitement correct sur la pièce P. Celle-ci se trouve disposée dans la cuve de traitement 6 et elle y est maintenue en position par un outillage de support 10 associé à la cuve et sur lequel nous reviendrons. Conformément à l'invention, la cuve de traitement 6 présente une forme allongée définie, de préférence, par une paroi cylindrique 11 à axe longitudinal de symétrie X-X ayant une section transversale qui est constante et, comme le montre la figure 2, circulaire. Cette section transversale circulaire constante de la paroi 11 s'étend tout du long entre les extrémités transversales respectivement amont 12 et aval 14 de la cuve cylindrique circulaire 6, selon le sens du flux du bain 2 dans le circuit fermé 3. Dans l'axe longitudinal X-X de la cuve sont reliées d'une part, à l'extrémité transversale amont 12, l'extrémité 15 du tuyau d'alimentation 5 par un raccord symbolisé en 16 et, d'autre part, à l'extrémité transversale aval 14, l'extrémité correspondante 17 du tuyau de refoulement 7 par un raccord 18. Les extrémités 15, 17 des deux tuyaux se trouvent ainsi sur les extrémités opposées transversales 12, 14 de la cuve de traitement 6, en étant alignées coaxialement selon l'axe longitudinal de symétrie X-X de celle-ci. Et l'outillage de support 10, auquel est suspendue la pièce P, est fixe par rapport à la cuve de traitement 6. Pour cela, il comporte une plaque arquée 19 qui a une épaisseur et un profil circulaire transversal identiques à ceux de la cuve et qui s'emboîte avec ajustement dans une découpe ou fenêtre 20 ménagée dans la paroi cylindrique 11 de la cuve, en partie haute de celle-ci comme le montrent les figures 1 et 2. Cette plaque arquée 19 de l'outillage 10, après montage, s'intègre à la cuve et suit alors parfaitement le profil notamment intérieur de la paroi latérale 11 de la cuve. La pièce P à traiter est maintenue en suspension dans le bain 2 en circulation dans la cuve 6 par des liens 21 ou analogues issus de la plaque 19. La mise en place et le retrait de celle-ci par rapport à la cuve sont assurés par un manipulateur non représenté. Ainsi, grâce aux particularités de l'installation 1, à savoir : - cuve cylindrique à section transversale circulaire constante ; - entrée et sortie du bain par les tuyaux 5 et 7 alignés selon l'axe X-X de la cuve et montés sur les extrémités opposées de celle-ci ; et - absence de mouvement de l'outillage porte-pièce avec continuité du profil cylindrique entre celui-ci et la cuve, le flux ou l'écoulement du bain 2 dans la cuve de traitement 6 s'effectue de manière sensiblement constante et parallèle aux génératrices de la paroi latérale 11 de la cuve, comme le montrent les flèches f sans les problèmes d'agitation turbulente de l'art antérieur. De la sorte, la vitesse du flux découlant du débit, est alors homogène et la plus constante possible en tout point du bain 2 circulant dans la cuve 6 et est facilement déterminable. Ainsi, comme la vitesse du bain (et donc son agitation) est maîtrisée et connue tant en sens qu'en intensité, on réalise sur la surface S de la pièce à traiter P un dépôt optimal aussi bien en épaisseur, la plus constante possible, qu'en qualité, c'est-à-dire avec une répartition homogène des espèces dans le bain. De plus, le flux homogène et régulier du bain liquide de traitement 2 à l'intérieur de la cuve peut être réglé par l'agencement, en amont de la cuve de traitement 6, d'un organe ou obturateur commandable 22 qui agit ainsi sur le débit fluidique engendré par la pompe de recirculation 9. Cet organe commandable 22 est, par exemple, placé au niveau de l'extrémité 15 du tuyau d'alimentation 5 (figure 1) ou peut être intégré au raccord de liaison 16 entre ce dernier et la cuve. Les débits et, donc, les vecteurs vitesses en tout point du flux sont ainsi parfaitement déterminés et réglables par l'action sur l'organe de régulation, ce qui permet de finaliser au mieux les caractéristiques de la couche à déposer selon sa composition chimique en fonction du type de pièce P à traiter. On remarque aussi que les diamètres des tuyaux 5, 7 sont identiques entre eux et proches de celui de la cuve cylindrique circulaire 6, une légère partie tronconique divergente 23 et une partie tronconique convergente 24 reliant respectivement la paroi 11 de la cuve aux extrémités amont 12 et aval 14 de celle-ci. Par ces diamètres proches et parties tronconiques, on limite les turbulences lors de l'écoulement du bain. On pourrait bien sûr envisager des diamètres identiques entre les tuyaux et la cuve cylindrique, de sorte à avoir un circuit fermé 3 avec une veine constante dans laquelle circule le flux de passage sans aucune perturbation. On a également représenté, sur les figures 1 et 2, deux anodes 25 sous forme de tige disposées verticalement, respectivement de part et d'autre de la pièce P formant la cathode. Les liaisons électriques de ces anodes et de la pièce traversant la plaque incurvée 19 à un générateur de courant ne sont pas indiquées. En outre, un masque 26 ayant une forme torique entoure une partie haute de la pièce P que l'on ne souhaite pas recouvrir du dépôt pour différentes raisons. Les anodes parallèles et verticales 25 peuvent être traversées par le masque torique, de manière diamétralement opposée, ou être décalées de celui-ci. Une installation 1 avec une telle cuve cylindrique 6 de préférence circulaire (quoique d'autres formes de section transversale pourraient être envisagées) est particulièrement bien adaptée au traitement de la surface S de pièces P par voie chimique (nettoyage, décapage, ...) ou électrochimique (dépôt électrolytique, ...). Il convient également de souligner que, du fait d'un flux constant et homogène du bain par un champs de vitesse maîtrisé et parallèle aux génératrices de la cuve, et d'un brassage ou agitation continu du bain par la pompe assurant l'homogénéisation de la solution, les temps de traitement sont réduits. A titre d'exemple, pour une contenance du réservoir de stockage 4 de 50 litres et de la cuve de traitement 6 de 2-3 litres et un débit de pompe de ~o recirculation 9 de 800 I/h, on arrive à un taux de renouvellement du bain circulant dans la cuve de l'ordre de 20 fois, ce qui permet d'obtenir un brassage suffisant et continu pour assurer la bonne homogénéisation du bain. REVENDICATIONS1. Installation pour traiter la surface d'une ou de plusieurs pièces (P) plongées dans un bain liquide (2), du type à circuit fermé (3) et comportant : - un réservoir de stockage (4) du bain ; - une cuve de traitement (6) pour la réception de la pièce à traiter portée par un outillage de support (10) en coopération avec la cuve ; - des tuyaux (5, 7) respectivement pour amener le bain du réservoir à la cuve et pour évacuer le bain de la cuve vers le réservoir ; et - des moyens de mise en mouvement (8) du bain dans le circuit fermé ainsi 1 o formé, caractérisée en ce que la cuve (6) présente une forme allongée à axe longitudinal et de section transversale sensiblement constante entre les extrémités transversales opposées respectivement amont (12) et aval (14) de la cuve, en ce que lesdits tuyaux d'amenée (5) et d'évacuation (7) du bain 15 sont raccordés respectivement aux extrémités amont et aval de la cuve allongée sensiblement selon l'axe longitudinal de celle-ci, et en ce que l'outillage (10) portant la pièce à traiter (P) placée dans la cuve (6) est monté fixe sur celle-ci. 2. Installation selon la revendication 1, 20 caractérisée en ce que la cuve allongée (6) a une forme cylindrique de révolution. 3. Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la section transversale constante de la cuve allongée (6) est circulaire ou de forme analogue. 25 4. Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la section transversale constante de la cuve allongée (6) est polygonale. 5. Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la section transversale constante de la cuve allongée 30 (6) est partiellement circulaire avec au moins une partie plane. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5, caractérisée en ce que le diamètre des tuyaux d'amenée (5) et d'évacuation (7) est proche de celui de la section transversale constante de la cuve allongée (6). 7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend, de plus, un organe commandable de régulation (22) du flux engendré par les moyens de mise en mouvement du bain dans le circuit, ledit organe commandable de régulation (22) étant situé sur ledit tuyau d'amenée (5) à proximité de l'extrémité transversale amont (12) de la cuve allongée (6). 8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 7, caractérisée en ce que dans la paroi latérale (11) de la cuve allongée (6) est ménagée une découpe (20), et en ce que l'outillage porte-pièce (10) comporte une plaque de support (19) apte à s'intégrer dans ladite découpe (20) pour y être maintenue en place. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 8, caractérisée en ce que, autour de ladite pièce, est disposé un masque (26) qui isole une partie de celle-ci à ne pas traiter, et qui est relié audit outillage (10). 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que ledit outillage (10) porte, de plus, au moins une anode (25) distante et isolée de la pièce à traiter (P) formant cathode, et les moyens de mise en mouvement (8) du bain sont définis par une pompe de recirculation (9) agencée sur le circuit fermé.30