Brevet FR2964891A1 — publié le 20120323

La présente invention concerne une machine à aspiration particulaire, également désignée "table aspirante", et destinée à collecter, de façon optimale, les particules engendrées sur une zone de travail spécifique de la machine à la suite d'une opération généralement mécanique sur une pièce à traiter. Le terme particule doit être considéré dans son sens le plus large, car il inclut, selon la présente invention, aussi bien des poussières, matières pulvérulentes et autres, c'est-à-dire des fines particules légères, que des copeaux, sciures et autres déchets semblables, c'est-à-dire des particules plus denses. Quant à l'expression "opération mécanique" engendrant les particules, elle est également à interpréter au sens large, puisqu'elle inclut toute opération d'usinage, de traitement ou autre sur une pièce et dans des domaines très différents, tels qu'industriel (mécanique, soudage,...), médical (dentisterie,...). A titre d'exemples non exclusifs, on peut citer des opérations de meulage, coupe, etc ... sur des pièces métalliques, en matière plastique, en bois, en plâtre, en verre, en des matières composites quelconques, etc.... Mais il va de soi que la machine n'est nullement limitée à ces opérations et à ces matières (par exemple, pesage des poudres, réalisation de mélanges de produits pulvérulents, manipulation de produits dangereux engendrant des poussières, etc..) et trouve une utilisation universelle, dès l'instant où des particules sont engendrées au niveau de la zone de travail et qu'il convient de les éloigner des opérateurs le plus rapidement possible, et cela d'autant plus que les normes et réglementations officielles en matière de conditions de travail (hygiène et sécurité) sont de plus en plus strictes. Généralement, une machine à aspiration particulaire comporte au moins : - une zone de travail où sont produites des particules ; - un ventilateur engendrant, dans un espace interne de la machine, un flux d'aspiration des particules ; - une trémie située sous ladite zone de travail et en communication fluidique, par l'espace interne, avec le flux d'aspiration du ventilateur ; - des moyens amovibles de réception situés en partie basse de ladite trémie pour recevoir par gravité et contenir des particules du flux; et - un élément filtrant situé dont l'entrée débouche en partie haute de ladite trémie, en arrière de la zone de travail, pour recevoir les autres particules du flux. Ainsi, lors de l'usinage d'une pièce avec un outillage manuel, électrique et/ou fluidique avantageusement raccordé à la machine, dans la zone de travail concernée de la machine, les particules (déchets) engendrées entrent dans la trémie par le flux d'aspiration créé par le ventilateur. Puis, selon leur caractéristique dimensionnelle, les plus denses tombent par gravité dans les moyens de réception prévus en partie basse de la trémie et les moins denses, entraînées par le flux d'aspiration, se dirigent vers l'élément filtrant où elles sont piégées. Bien que donnant de bons résultats, une telle machine présente néanmoins certains inconvénients, notamment liés à l'utilisation des éléments filtrants qui piègent les fines particules légères. En effet, pour capter efficacement les fines particules (poussières, matières pulvérulente, etc...) et obtenir une aspiration optimale de celles-ci, en répondant aux normes officielles imposées pour la protection des opérateurs, ces éléments filtrants constitués par des cartouches plissées à haut pouvoir de filtration sont coûteux et s'encrassent rapidement par les particules aspirées qui viennent le frapper avec une vitesse importante, de sorte qu'il convient de les changer régulièrement. Et cela d'autant plus qu'ils débouchent dans la trémie proche de sa partie haute dans laquelle entrent à vitesse rapide les particules aspirées de toute dimension issues du traitement des pièces. Certes, pour permettre de les utiliser plus longtemps, un système de surveillance en continu de l'encrassement des cartouches est prévu et, si une différence de pression entre l'amont et l'aval de la cartouche atteint un seuil prédéterminé, un décolmatage de la cartouche est déclenché. Celui-ci consiste en une détonation engendrée par un dispositif pneumatique approprié qui entraîne le décollement des particules agglomérées sur l'élément filtrant plissé, lesquelles tombent alors en direction des moyens amovibles de réception, en partie basse de la trémie. Cependant, il apparaît à l'usage que les particules ont tendance à s'agglomérer de plus en plus et encrassent finalement l'élément filtrant, de sorte que les détonations ne produisent plus l'effet escompté. Les éléments filtrants colmatés doivent être alors changés rendant, par ailleurs, inopérante la machine durant ces changements au cours desquels il convient, par ailleurs, de nettoyer l'espace interne de la machine mal aspiré. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne une machine d'aspiration dont le ou les éléments filtrants des fines particules ont une longévité accrue, réduisant au mieux leur changement. A cet effet, la machine d'aspiration, telle qu'elle est définie préalablement, est remarquable par le fait qu'elle comprend, de plus, au moins une plaque déflectrice qui est disposée dans ladite trémie devant l'entrée dudit élément filtrant et qui se prolonge au-delà de ladite entrée jusqu'en partie basse de ladite trémie, de manière à laisser un passage de circulation pour lesdites autres particules en direction dudit élément filtrant. Ainsi, grâce à l'invention, la plaque déflectrice protège l'élément filtrant en formant, dans la trémie, une cloison de séparation partielle qui rallonge le trajet du flux d'aspiration obligeant celui-ci à se diriger vers la partie basse de la trémie pour ensuite remonter. vers l'élément filtrant par le passage. De la sorte, comme le trajet est rallongé, la vitesse du flux d'air diminue également en direction de la partie basse de la trémie, ce qui favorise naturellement la chute par gravité des particules, non seulement plus denses, mais également celle des particules plus légères qui ont tendance à tomber dans les moyens amovibles de réception du fait de leur vitesse plus faible, insuffisante pour les diriger vers l'élément filtrant. Au final, seules les particules les plus légères sont entraînées par le flux d'air de moindre vitesse pour traverser le passage et se diriger vers l'élément filtrant où elles sont piégées. En conséquence, l'élément filtrant s'encrasse moins rapidement et a une longévité accrue, réduisant les opérations de "détonation" et de maintenance, tout en assurant une filtration optimale des particules les plus légères. Par ailleurs, il convient de remarquer que la plaque déflectrice procure deux avantages supplémentaires. Elle évite à l'air et aux particules éjectées de l'élément filtrant, lors des opérations de décolmatage, de revenir vers l'opérateur au travers de la grille de la zone de travail, et de favoriser la chute des particules décolmatées en direction des moyens amovibles de réception en partie basse de la trémie. Et la plaque déflectrice fait office d'écran acoustique en ce sens que, par la séparation ainsi créée, elle atténue le bruit engendré par les opérations de décolmatage (détonation) entre la source du bruit et l'opérateur. Dans un exemple préféré de réalisation, la plaque déflectrice se présente sous la forme d'une tôle rapportée à l'intérieur de la trémie et disposée près de l'entrée dudit élément filtrant. On remarque la simplicité de réalisation de la plaque déflectrice et son coût minime pour un résultat particulièrement efficace puisqu'elle permet de conserver le volume de déplacement d'air aspiré sous la zone de travail et de réduire progressivement la vitesse de l'air aspiré par l'allongement du trajet imposé aux particules par la plaque déflectrice jusqu'en partie basse de la trémie avant de remonter, pour les plus légères d'entre elles, vers l'élément filtrant. Par exemple, ledit élément filtrant est sitùé dans ledit espace interne avec son entrée débouchant en partie haute de ladite trémie. Avantageusement, ladite plaque déflectrice comprend alors une partie droite, verticale, prolongeant parallèlement l'élément filtrant, et une partie oblique terminant la partie verticale et se dirigeant vers la partie basse de la trémie en ménageant ledit passage de circulation. Généralement, la machine à aspiration particulaire comporte une pluralité d'éléments filtrants disposés en parallèle dans l'espace interne de la machine avec leurs entrées en partie haute de la trémie. La plaque déflectrice a alors un profil crénelé ou sinusoïdal qui suit au mieux lesdits éléments filtrants parallèles. En particulier, la partie verticale de ladite plaque déflectrice présente un tel profil crénelé ou sinusoïdal. Et la partie oblique de la plaque déflectrice est plane avec son bord inférieur libre situé à l'aplomb de la périphérie des moyens amovibles de réception. Les figures ci-après énoncées du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente, en perspective simplifiée, une machine à aspiration particulaire, conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe schématique dans un plan vertical de la machine illustrée en figure 1, montrant la trémie avec une plaque déflectrice conformément à l'invention. La figure 3 représente, en perspective, un exemple de réalisation de la plaque déflectrice pour la protection des éléments filtrants de la machine. Dans l'exemple de réalisation montré sur les figures 1 et 2, la machine d'aspiration particulaire 1 comprend extérieurement une zone de travail ZT où sont produites les particules par suite d'une opération mécanique sur une pièce symbolisée en P. Et, à l'intérieur du carter 2 de la machine, se trouvent principalement, un ventilateur 3, une trémie 4 et, pour récupérer les particules selon leur dimension, des moyens amovibles de réception formant contenant 5 et un élément filtrant 6. En particulier, le ventilateur 3, entraîné par un moteur 7, est logé en partie supérieure 8 de la machine et il a pour but de créer, dans un espace interne 9 relativement étanche de la machine, un flux d'air d'aspiration des particules (flèches F) depuis la zone ZT jusqu'à au moins une sortie 10 située au sommet de la machine 1 (cette sortie pourrait être raccordée à un tuyau d'évacuation non illustré) en traversant, dans l'espace interne 9, la trémie 4 et l'élément filtrant 6. La zone de travail ZT est confinée par la forme même de la machine et elle est délimitée par une table 11 à grille horizontale 12 au- dessus de laquelle s'effectuent les différentes opérations, avec passage vertical des particules, et par une paroi inclinée 14 remontant du fond de la table, en façade de machine, et présentant des ouvertures 15 pour le passage horizontal des particules aspirées. Deux panneaux latéraux mobiles 16 finissent de délimiter la zone de travail ZT. Sous la grille 12 de la table horizontale 11 se trouve l'entrée ou la partie haute élargie 17 de la trémie 4 globalement tronconique, laquelle entrée s'étend horizontalement en profondeur au-delà de la grille 12 pour être en communication avec les ouvertures 15 de la paroi inclinée 14. Et la sortie ou la partie basse réduite 18 de la trémie est reliée aux moyens amovibles de réception 5 des particules plus denses (lourdes) , prévus en partie inférieure 19 de la machine. L'accès à ces moyens 5 est rendu possible par une porte ou trappe frontale 20 déplaçable par rapport au carter, en partie inférieure de la façade de machine 1. L'élément filtrant 6 des particules moins denses (légères) est à cartouche de filtration plissée de section cylindrique, répondant aux exigences imposées par les normes en vigueur en matière d'aspiration particulaire, fumée, etc ...et ne sera pas décrit davantage ici car il est d'un type usuel bien connu des spécialistes dans ce domaine. En réalité, plusieurs éléments filtrants 6, identiques, sont disposés en parallèle à l'intérieur de la machine, sur toute la largeur de celle-ci, seul l'un d'eux est visible sur la figure 2 et trois sont représentés partiellement par leur contour extérieur sur la figure 3. Comme le montre la figure 2, les éléments filtrants parallèles 6 sont disposés en fond de machine, dans l'espace interne d'aspiration 9 défini à ce niveau entre le carter arrière 2A de la machine et une paroi verticale interne de séparation 21 avec la paroi inclinée 14 par les ouvertures de laquelle entrent les particules en direction de la trémie. Dans cet exemple, les éléments filtrants 6 s'étendent verticalement dans l'espace 9 depuis l'entrée 17 de la trémie 4, dans laquelle débouche la face transversale d'entrée 22 de chacun d'eux, jusqu'en direction du ventilateur 3 vers lequel est alors tournée la face transversale de sortie 23 de chaque élément 6. En variante, les éléments filtrants, avec le ventilateur, pourraient se trouver à l'extérieur du carter de la machine et être en communication avec l'espace interne, dans la trémie, par un tuyau ou analogue dont l'extrémité située dans la trémie constitue l'entrée des éléments filtrants. Conformément à l'invention, pour éviter l'encrassement prématuré des cartouches plissées des éléments filtrants 6 en raison des inconvénients évoqués précédemment, une plaque 25 jouant le rôle de déflecteur est prévue dans la trémie 4, de manière à diriger le moins possible les particules aspirées vers les faces transversales d'entrée 22 des éléments 6. Pour cela, comme le montre la figure 2, la plaque déflectrice 25 est disposée dans la trémie 4 devant les faces transversales d'entrée 22 débouchant en partie haute 17 de celle-ci, et elle se prolonge au-delà des faces d'entrée, vers là partie basse 18 de la trémie en ménageant un passage de circulation 26 pour le flux d'aspiration issu du ventilateur 3 via l'espace interne 9. En particulier, cette plaque déflectrice 25 est réalisée à partir d'une tôle ou analogue qui est rapportée aux parois de la trémie 4 et/ou à la paroi interne verticale 21 par tout moyen approprié, tel que par des éléments de fixation, par soudure, etc.., le principal étant que la plaque 25 isole les éléments filtrants 6 du volume V de la trémie, notamment de son entrée 17, en amenant le bord inférieur horizontal 27 de la plaque jusqu'à proximité de la partie basse 18 de la trémie. On voit, sur la figure 2, que ce bord inférieur 27 est situé à l'aplomb de la périphérie arrière de la partie basse 18 en ménageant le passage de circulation 26 du flux d'aspiration. De cette façon, on optimise l'allongement du trajet imposé aux particules, sans gêner la chute des plus denses dans les moyens de réception. Bien évidemment, la périphérie de cette partie basse 18 délimite la sortie de la trémie 4 à laquelle est raccordée l'entrée des moyens de réception formant le contenant 5 des particules denses, tel qu'un sac, un seau, etc... Par la disposition de cette plaque déflectrice 25, le volume V de la trémie 4 pour le déplacement de l'air à travers la grille d'aspiration 12 de la table 11 et les ouvertures 15 de la paroi inclinée de façade 14, est conservé sous la zone de travail ZT, mais la vitesse de l'air est alors réduite par l'allongement du trajet vers la partie basse de la trémie 4, ce qui favorise la chute des particules dans le contenant avec un flux ralenti à ce niveau. Dans une forme préférée de réalisation illustrée sur la figure 3, la plaque déflectrice 25 présente une partie droite 28, verticale dans le cas présent, et une partie oblique 29 terminant la partie droite 28 et se dirigeant, par son bord inférieur libre 27, jusqu'en partie basse 18 de la trémie. Comme le montre davantage la figure 3, du fait que les éléments filtrants 6 parallèlement alignés ont une section circulaire, la partie droite 28 de la plaque 25 suit au mieux le profil des éléments cylindriques alignés 6, de sorte qu'elle présente un profil crénelé s'approchant du profil des éléments filtrants 6. Bien évidemment, comme l'aspiration se fait à travers les cartouches des éléments filtrants 6, il est conserver dans l'espace 9 suffisamment de jeu autour des éléments pour ne pas créer une perte de charge supplémentaire et nuire ainsi au bon fonctionnement des éléments filtrants (colmatage mal réparti sur la surface des cartouches) et, donc, de la machine. Au lieu d'être crénelé, le profil de la partie droite pourrait être sinusoïdal. Un poste de commande 30 de la machine 1 est en outre prévu sur un bras articulé 31 en partie supérieure 8 de celle-ci. Fonctionnellement, la mise en marche du ventilateur 3 depuis le poste de commande 30 de la machine 1 produit, par l'intermédiaire de l'espace interne 9, un flux d'aspiration (avec une vitesse au moins de 0,5 m/s) dans le volume V de la trémie 4 qui, selon les flèches F sur la figure 2, entraîne l'aspiration des particules engendrées dans la zone ZT par l'usinage de la pièce P avec un outillage pouvant être raccordé à la machine, à travers la grille 12 et les ouvertures 15, puis dans la trémie 4. De par la présence de la plaque déflectrice 25, les particules aspirées dans le volume V de la trémie se dirigent vers la partie basse 18 de celle-ci, et non seulement les plus lourdes tombent par gravité dans les moyens de réception 5, mais aussi les moins denses par suite de la vitesse réduite du flux au fond de la trémie 4, ce qui est rendu possible par la plaque déflectrice 25 qui allonge le trajet particulaire. Ainsi, seules les particules les moins denses (les plus légères), ainsi que les émanations et fumées, sont encore entraînées par le flux d'aspiration et s'engagent dans le passage de circulation 26 pour remonter vers et traverser les éléments filtrants 6 (cartouches) et y être piégées. Un flux d'air quasiment propre ressort de la machine 1 par la sortie 10. II résulte de l'invention, que les éléments filtrants s'encrassent beaucoup moins rapidement, réduisant les interventions de décolmatage et augmentant la longévité des cartouches. Par exemple, la plaque déflectrice de préférence métallique peut être obtenue par pliage (forme crénelé) ou par roulage (forme sinusoïdale). On pourrait aussi la concevoir en une autre matière, telle qu'en matière plastique. De plus, la plaque déflectrice a pour effet secondaire d'éviter à l'air et aux particules éjectées lors d'une opération de décolmatage, d'être renvoyés vers l'opérateur à travers la grille et de favoriser ainsi leur chute dans le contenant en sortie de trémie. Et elle atténue également le bruit engendré lors du décolmatage en servant d'écran acoustique. 10 15 20 25 30 REVENDICATIONS1. Machine à aspiration particulaire comportant au moins : - une zone de travail (ZT) où sont produites des particules ; - un ventilateur (3) engendrant, dans un espace interne (9) de la machine, un flux d'aspiration des particules ; - une trémie (4) située sous ladite zone de travail et en communication fluidique, par l'espace interne, avec le flux d'aspiration du ventilateur ; - des moyens amovibles de réception (5) situés en partie basse (18) de ladite trémie pour recevoir par gravité et contenir des particules du flux; et - un élément filtrant (6) dont l'entrée débouche en partie haute (17) de ladite trémie, en arrière de la zone de travail, pour recevoir des autres particules du flux, caractérisée par le fait qu'elle comprend, de plus, au moins une plaque déflectrice (25) qui est disposée dans ladite trémie (4) devant l'entrée dudit élément filtrant (6) et qui se prolonge au-delà de ladite entrée jusqu'en partie basse (18) de ladite trémie, de manière à laisser un passage de circulation (26) pour lesdites autres particules en direction dudit élément filtrant. 2. Machine selon la revendication 1, dans laquelle la plaque déflectrice (25) se présente sous la forme d'une tôle rapportée à l'intérieur de la trémie et disposée près de l'entrée dudit élément filtrant. 3. Machine selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle ledit élément filtrant (6) est situé dans ledit espace interne avec son entrée débouchant en partie haute de ladite trémie. 4. Machine selon la revendication 3, dans laquelle ladite plaque déflectrice (25) comprend une partie droite, verticale (28), prolongeant parallèlement l'élément filtrant (6), et une partie oblique (29) terminant la partie verticale et se dirigeant vers la partie basse (18) de la trémie en ménageant ledit passage de circulation (26). 5. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle plusieurs éléments filtrants (6) sont disposés en parallèle dans l'espaceinterne de la machine avec leurs entrées (22) en partie haute de la trémie, ladite plaque déflectrice (25) ayant un profil crénelé ou sinusoïdal qui suit au mieux lesdits éléments filtrants parallèles. 6. Machine selon la revendication 5, dans laquelle la partie verticale (28) de ladite plaque déflectrice (25) présente ledit profil crénelé ou sinusoïdal. 7. Machine selon l'une des revendications 4 ou 5, dans laquelle la partie oblique (29) de la plaque déflectrice (25) est plane avec son bord inférieur libre (27) situé à l'aplomb de la périphérie des moyens amovibles de réception (5).