Brevet FR2951961A1 — publié le 20110506

DISPOSITIF ET PROCEDE DE RECUPERATION DE PARTICULES MAGNETIQUES PIEGEES SUR UN BOUCHON MAGNETIQUE L'invention concerne un dispositif et un procédé de récupération de particules magnétiques piégées sur un bouchon magnétique destiné à retenir, au moyen d'un aimant, les particules magnétiques entraînées par un liquide et résultant de l'usure de pièces, telles que par exemple les pièces rotatives disposées dans un carter d'équipement ou de moteur d'aéronef. De façon connue, un bouchon magnétique est placé dans un circuit de liquide (typiquement de l'huile, du liquide de refroidissement ou du carburant) à l'intérieur d'un carter contenant des pièces en mouvement, telles que des engrenages ou des roulements, qui baignent dans ledit liquide. De façon générale, la fonction du circuit de liquide est de permettre la lubrification et/ou le refroidissement des pièces en mouvement (typiquement les pièces rotatives). Il se trouve que les pièces en mouvement sont amenées à s'user au cours de leur vie, par exemple en raison du frottement résultant du contact entre deux roues dentées ou de roulements, ou bien en raison de chocs ou frottements intenses entre pièces rotatives dus à des vibrations intenses et anormales se propageant dans le carter. Quelle que soit sa cause, l'usure des pièces entraine la formation de particules qui se détachent des pièces et sont entrainées par le liquide dans le circuit de liquide. Dans la mesure où les pièces rotatives sont généralement métalliques, les particules résultant de l'usure des pièces sont conductrices et se présentent généralement sous la forme de limaille. Qui plus est, les pièces sont le plus souvent réalisées en un métal du type ferromagnétique comme le fer, c'est-à-dire apte à être attiré par un élément magnétique tel qu'un aimant. De manière connue et tel qu'illustré schématiquement en figure 1, un bouchon magnétique 1 comporte à une extrémité une tête ou support 2 et un aimant permanent formé par un barreau magnétique 3 plongé dans le circuit de liquide, ledit barreau 3 attirant les particules métalliques 4 lors de la circulation du liquide. Les opérateurs sur site doivent alors vérifier périodiquement l'état de ces bouchons magnétiques, prélever les particules piégées sur le barreau magnétique et faire analyser ces particules, par exemple par des analyses du type microscopie électronique à balayage MEB et spectroscopie EDS (« Energy Dispersive Spectroscopy » en anglais). A partir de ces analyses, il est possible d'identifier la nature et la géométrie des particules prélevées ; en fonction du lieu de prélèvement du bouchon, on peut alors circonscrire le ou les éléments affectés par l'usure et prendre les mesures qui garantiront l'intégrité de la machine et la sécurité du vol. On notera que les bouchons magnétiques sont le plus souvent couplés avec des filtres, ces derniers servant à piéger les particules non ferromagnétiques. On connait différentes techniques permettant aux opérateurs de prélever les particules piégées sur le bouchon magnétique. Une première technique consiste à utiliser un ruban adhésif que l'opérateur met en contact avec le barreau magnétique du bouchon. Une telle solution n'est pas entièrement satisfaisante dans la mesure où les particules restent collées sur l'adhésif et difficile à extraire (par dissolution) pour l'analyse. Il demeure donc un reliquat de particules inexploitables pour l'analyse qui entraîne une perte d'informations. En outre, l'adhésif peut générer une pollution de surface des particules susceptible de fausser les résultats de l'analyse de matière. Une seconde technique consiste à utiliser un chiffon pour prélever les particules sur le barreau magnétique. Une telle solution pose également certaines difficultés. En effet, il est nécessaire de nettoyer le chiffon en l'immergeant dans un solvant puis de filtrer le produit obtenu pour récupérer les particules. Par ailleurs, l'utilisation d'un chiffon rend difficile la récupération de l'intégralité des particules ; dès lors, la totalité des particules n'est plus disponible pour réaliser l'analyse et un reliquat de particules reste présent sur le barreau magnétique, ce reliquat étant susceptible de fausser l'indication de pollution lors d'un contrôle ultérieur. Enfin, l'utilisation d'un chiffon potentiellement pollué peut entraîner une suspicion de pollution parasite. Une troisième technique peut consister à prélever directement les particules sur le barreau à l'aide d'un aimant plus puissant que l'aimant du barreau magnétique. Une telle solution est toutefois difficilement exploitable car elle entraînerait un risque d'altération du bouchon magnétique par modification du champ rémanent de ce dernier. L'invention a donc plus particulièrement pour but de remédier aux inconvénients précités. Dans ce contexte, la présente invention vise à fournir un dispositif permettant une récupération rapide, fiable et complète des particules magnétiques piégées sur un bouchon magnétique. A cette fin, l'invention porte sur un dispositif de récupération de particules magnétiques piégées sur un bouchon magnétique, ledit bouchon magnétique comportant une extrémité support et un élément aimanté destiné à retenir les particules magnétiques entraînées par un liquide et résultant de l'usure de pièces avec lesquelles ledit liquide a été en contact, ledit dispositif de récupération comportant : - des moyens d'aimantation ; - une enceinte intégrant : o une ouverture, ladite enceinte étant apte à recevoir ledit bouchon magnétique via ladite ouverture de sorte que ledit élément aimanté soit logé à l'intérieur de ladite enceinte et ladite extrémité support se situe à l'extérieur de ladite enceinte, ladite ouverture étant dimensionnée de sorte que ladite extrémité support obture ladite ouverture ; o au moins une buse d'injection apte à injecter un fluide gazeux à l'intérieur de ladite enceinte, ladite buse étant orientée de sorte que le flux de fluide gazeux chasse les particules magnétiques retenues sur ledit élément aimanté vers le fond de ladite 30 enceinte, lesdits moyens d'aimantation étant agencés pour piéger par aimantation lesdites particules chassées vers le fond de ladite enceinte. Grâce à l'invention, on utilise une injection sous pression de gaz (préférentiellement de l'air comprimé filtré et déshuilé, injecté par exemple à 6 bars) via au moins une buse. Le flux de gaz va permettre de détacher les particules magnétiques se trouvant sur le bouchon magnétique et d'envoyer ces particules au fond de l'enceinte du dispositif. La présence de moyens d'aimantation agencés préférentiellement à proximité du fond de l'enceinte et à l'extérieur de celle-ci va permettre le piégeage de ces particules (i.e. les particules ne peuvent pas remonter puisqu'elles sont piégées par les moyens d'aimantation). Le dispositif selon l'invention est donc un outillage à destination des opérateurs permettant de récupérer de façon fiabilisée l'intégralité des particules magnétiques, ces dernières étant désolidarisées du bouchon magnétique sous l'effet d'un jet d'air lorsque le bouchon est placé dans l'enceinte de l'outillage. Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le dispositif selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le dispositif selon l'invention comporte une pluralité de buses d'injection montées sur ladite enceinte ; - ledit élément aimanté dudit bouchon magnétique est un barreau magnétique ; ladite enceinte est dimensionnée pour recevoir ledit barreau magnétique à l'intérieur de ladite enceinte et lesdites buses sont disposées latéralement sur ladite enceinte de sorte qu'elles se situent de part et d'autre dudit barreau lorsque ce dernier est en position à l'intérieur de ladite enceinte ; - chacune desdites buses est inclinée de 45° par rapport à l'axe du barreau lorsque ce dernier est en position à l'intérieur de ladite enceinte ; - lesdits moyens d'aimantation sont disposés à l'extérieur de ladite enceinte à proximité du fond de ladite enceinte ; - lesdits moyens d'aimantation sont montés de façon amovible sur la face externe du fond de ladite enceinte ; - lesdits moyens d'aimantation sont agencés de façon à être situés à une distance comprise entre 2 et 5 cm dudit élément aimanté lorsque ce dernier est à l'intérieur de ladite enceinte ; - le dispositif selon l'invention comporte des moyens d'étanchéité tels qu'un joint torique aptes à assurer l'étanchéité entre ladite extrémité support et ladite ouverture lorsque ladite extrémité support obture ladite ouverture. L'invention a également pour objet un procédé de récupération de particules magnétiques piégées sur un bouchon magnétique à l'aide d'un dispositif selon l'invention, ledit procédé comportant les étapes suivantes : - mise en place du bouchon magnétique dans le dispositif de récupération via l'ouverture de l'enceinte de sorte que l'élément aimanté du bouchon retenant les particules magnétiques soit logé à l'intérieur de l'enceinte et l'extrémité support du bouchon soit située à l'extérieur de l'enceinte de façon à obturer l'ouverture de l'enceinte ; - injection d'air comprimé préférentiellement filtré via la ou les buses d'injection de sorte que les particules retenues sur l'élément magnétique soient évacuées vers le fond de l'enceinte ; - piégeage des particules évacuées vers le fond de l'enceinte par lesdits moyens d'aimantation ; - récupération des particules piégées par lesdits moyens d'aimantation. Avantageusement, l'étape de récupération des particules comporte les étapes suivantes : - retrait du bouchon magnétique et des moyens d'aimantation montés de manière amovible sous le fond de l'enceinte ; - récupération des particules à l'aide d'un barreau aimanté monté coulissant dans un tube. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées ci-jointes parmi lesquelles la figure 1 représente, de façon schématique, un bouchon magnétique ; la figure 2 représente, de façon schématique, un dispositif de récupération de particules selon l'invention ; les figures 3 à 7 illustrent les différentes étapes d'un procédé de récupération de particules selon l'invention ; la figure 8 représente l'enchainement des étapes illustrées aux figures 3 à 7. Pour des raisons de clarté, seuls les éléments utiles pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. En outre, les éléments similaires situés sur différentes figures comportent des références identiques. La figure 1 a déjà été décrite en référence à l'état de la technique. La figure 2 représente schématiquement un dispositif 100 de récupération de particules magnétiques selon l'invention. Le dispositif 100 selon l'invention comporte : - une enceinte 101 en T munie d'une ouverture 102 sur sa partie supérieure et d'un réceptacle sensiblement cylindrique 108 d'axe vertical 00' ; - des moyens d'étanchéité 103 sous la forme d'un joint torique disposé autour de l'ouverture 102 ; - une pluralité de buses d'injection 104 traversant les parties latérales de l'enceinte 101 ; - un support 105 agencé au contact de la surface externe du fond de l'enceinte 101 ; - un aimant cylindrique 106 monté de façon amovible dans le support 105 ; - un tuyau d'évent 107. Chacune des buses 104 est inclinée d'un angle de 45° par rapport à l'axe vertical 00'. L'enceinte 101 peut être réalisée dans un matériau plastique transparent. Nous allons décrire en référence aux figures 3 à 7 un exemple de procédé de récupération de particules ferromagnétiques piégées sur un bouchon magnétique 1 tel que celui représenté en figure 1 à l'aide du dispositif de récupération 100 selon l'invention tel que représenté en figure 2. La figure 8 représente l'enchainement des étapes 201 à 205 du procédé 200. On notera que ces étapes 201 à 205 seront préférentiellement mises en oeuvre sur site par un opérateur. Selon la première étape 201 illustrée en figure 3, le bouchon magnétique 1, après avoir été récupéré par l'opérateur pour analyse des particules 4 piégées, est mis en place dans le dispositif 100. Plus précisément, le barreau magnétique 3 (sur lequel les particules magnétiques 4 sont retenues) est inséré dans l'enceinte 101 et l'extrémité support 2 (ou tête) du bouchon 1 vient obturer l'ouverture 102. L'ouverture 102 du dispositif 1 doit donc être dimensionnée pour que son diamètre soit inférieur au diamètre de la tête 2 du bouchon 1. Le joint torique 103 assure l'étanchéité entre l'extrémité support 2 et l'ouverture 102. Selon la deuxième étape 202 illustrée en figure 4, on injecte, pendant quelques secondes, via les buses 104, de l'air comprimé filtré et déshuilé (pour éviter toute pollution des particules 4) à l'intérieur de l'enceinte 101. L'inclinaison à 45° par rapport à l'axe vertical des buses 104 permet de diriger le jet d'air comprimé vers l'extrémité du barreau magnétique 3 sur lequel sont retenues les particules 4. L'ensemble des particules 4 se trouvant sur le barreau 3 sont dés lors chassées vers le fond de l'enceinte 101 et sont piégées par l'aimant 106 qui est suffisamment puissant pour les retenir au fond de l'enceinte 101 et éviter qu'elles ne remontent vers le haut de l'enceinte. Dans la mesure où une injection d'air comprimé est effectuée au sein de l'enceinte 101, une mise à l'air libre est assurée par le tuyau d'évent 107 afin d'éviter une surpression. On choisira de préférence un aimant 106 présentant une aimantation (comprise typiquement entre 50 et 100 A/m) plus puissante que celle de l'aimant permanent du bouchon (comprise généralement entre 25 et 30 A/m). En outre, la hauteur de l'enceinte 101 est ajustée de sorte que la distance d séparant l'aimant 106 de l'extrémité du barreau magnétique 3 soit comprise entre 2 et 5 cm : cette distance d est suffisante pour que l'aimantation de l'aimant 106 ne perturbe pas l'aimantation du barreau 3 qui doit demeurer sensiblement constante pour une utilisation ultérieure. Selon l'étape 203 illustrée en figure 5, on extrait le bouchon magnétique 1 du dispositif 100 selon l'invention puis on retire l'aimant 106 du support 105 (pour mémoire, l'aimant 106 est monté amovible sur le support 105), les particules 4 se trouvant toujours au fond de l'enceinte 101. L'étape 204 illustrée en figure 6 va consister à récupérer les particules 4 au fond du réceptacle 101. Pour ce faire, on utilise par exemple un cylindre 112 en cuivre coulissant dans un tube 111 en verre et muni à son extrémité inférieure d'un aimant 110. En plongeant au fond de l'enceinte 101 le cylindre 112 inséré dans le tube 111, les particules 4 sont aimantées par l'aimant 110. Selon l'étape 205 illustrée en figure 7, on récupère alors les particules 4 dans un sachet plastique113 en faisant coulisser vers le haut (dans le sens de la flèche) le cylindre 112 dans le tube 111 ; le fait de faire remonter le cylindre 112 supprime le champ magnétique exercé par l'aimant 110 sur les particules 4. Le sachet 113 peut ensuite être transmis par l'opérateur à un laboratoire pour analyse des particules 4. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. Notamment, l'étape de récupération des particules au fond de l'enceinte du dispositif selon l'invention a été décrite dans le cadre de l'utilisation d'un cylindre coulissant dans un tube. Il est également parfaitement possible de récupérer les particules en retournant le dispositif selon l'invention afin de transférer directement les particules (qui ne sont plus piégées par l'aimant 106 préalablement retiré) dans un sachet. De même, le dispositif a été décrit plus spécifiquement avec un aimant 106 amovible. On peut également utiliser un électroaimant non amovible dont l'aimantation sera contrôlée selon que l'on souhaite ou non maintenir les particules piégées. Par ailleurs, même si le dispositif comporte préférentiellement une pluralité de buses réparties autour de l'enceinte, on peut également envisager de n'utiliser qu'une seule buse d'injection en faisant tourner le bouchon à l'intérieur du dispositif selon l'invention de façon à ce que le jet d'air comprimé atteigne toute la surface du barreau sur laquelle les particules sont piégées. Le dispositif selon l'invention qui vient d'être décrit trouve une application particulièrement intéressante dans un emploi avec des bouchons magnétiques utilisés sur toutes les machines pour lesquelles il est important de pouvoir détecter une usure, notamment sur les turbomachines aéronautiques. Sur ces dernières, l'utilisation de plusieurs bouchons magnétiques, sur les différents circuits d'huile, peut permettre de localiser rapidement une pièce présentant un début d'usure. REVENDICATIONS1. Dispositif (100) de récupération de particules magnétiques (4) piégées sur un bouchon magnétique (1), ledit bouchon magnétique (1) comportant une extrémité support (2) et un élément aimanté (3) destiné à retenir les particules magnétiques (4) entraînées par un liquide et résultant de l'usure de pièces avec lesquelles ledit liquide a été en contact, ledit dispositif (100) de récupération comportant : - des moyens d'aimantation (106) ; - une enceinte (101) intégrant : o une ouverture (102), ladite enceinte (101) étant apte à recevoir ledit bouchon magnétique (1) via ladite ouverture (102) de sorte que ledit élément aimanté (3) soit logé à l'intérieur de ladite enceinte (101) et ladite extrémité support (2) se situe à l'extérieur de ladite enceinte (101), ladite ouverture (102) étant dimensionnée de sorte que ladite extrémité support (2) obture ladite ouverture (102) ; o au moins une buse d'injection (104) apte à injecter un fluide gazeux à l'intérieur de ladite enceinte (101), ladite buse (104) étant orientée de sorte que le flux de fluide gazeux chasse les particules magnétiques (4) retenues sur ledit élément aimanté (3) vers le fond de ladite enceinte (101), lesdits moyens d'aimantation (106) étant agencés pour piéger par aimantation lesdites particules (4) chassées vers le fond de ladite enceinte (101). 2. Dispositif (100) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de buses d'injection (104) montées sur 30 ladite enceinte (101). 20 25 3. Dispositif (100) selon la revendication précédente, ledit élément aimanté (3) dudit bouchon magnétique (1) étant un barreau magnétique (3), ledit dispositif (100) étant caractérisé en ce que ladite enceinte (100) est dimensionnée pour recevoir ledit barreau magnétique (3) à l'intérieur de ladite enceinte (101) et lesdites buses (104) sont disposées latéralement sur ladite enceinte (101) de sorte qu'elles se situent de part et d'autre dudit barreau (3) lorsque ce dernier est en position à l'intérieur de ladite enceinte (101). 4. Dispositif (100) selon la revendication précédente caractérisé en ce que chacune desdites buses (104) est inclinée de 45° par rapport à l'axe (00') du barreau (3) lorsque ce dernier est en position à l'intérieur de ladite enceinte (101). 5. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens d'aimantation (106) sont disposés à l'extérieur de ladite enceinte (101) à proximité du fond de ladite enceinte (101). 6. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens d'aimantation (106) sont montés de façon amovible sur la face externe du fond de ladite enceinte (101). 7. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens d'aimantation (106) sont agencés de façon à être situés à une distance comprise entre 2 et 5 cm dudit élément aimanté (3) lorsque ce dernier est à l'intérieur de ladite enceinte (101). 8. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'étanchéité (103) telsqu'un joint torique aptes à assurer l'étanchéité entre ladite extrémité support (2) et ladite ouverture (101) lorsque ladite extrémité support (2) obture ladite ouverture (101). 9. Procédé (200) de récupération de particules magnétiques piégées sur un bouchon magnétique à l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes, ledit procédé comportant les étapes suivantes : - mise en place (201) du bouchon magnétique dans le dispositif de récupération via l'ouverture de l'enceinte de sorte que l'élément aimanté du bouchon retenant les particules magnétiques soit logé à l'intérieur de l'enceinte et l'extrémité support du bouchon soit située à l'extérieur de l'enceinte de façon à obturer l'ouverture de l'enceinte ; - injection (202) d'air comprimé préférentiellement filtré via la ou les buses d'injection de sorte que les particules retenues sur l'élément magnétique soient évacuées vers le fond de l'enceinte ; - piégeage (202) des particules évacuées vers le fond de l'enceinte par lesdits moyens d'aimantation ; - récupération (203, 204, 205) des particules piégées par lesdits moyens d'aimantation. 10. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que 25 l'étape de récupération (203, 204, 205) des particules comporte les étapes suivantes : - retrait (203) du bouchon magnétique et des moyens d'aimantation montés de manière amovible sous le fond de l'enceinte ; 30 - récupération (204) des particules à l'aide d'un barreau aimanté monté coulissant dans un tube. 15 20