Brevet FR3051001A1 — publié le 20171110

PROCEDE ET INSTALLATION DE DECAPAGE DE PLAQUES METALLIQUES DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine de l'entretien des plaques métalliques d'échangeur de chaleur, notamment dans le domaine agroalimentaire et plus particulièrement le décapage de ces tôles, de manière industrielle. Art antérieur et problème posé De manière générale, il est prévu de décaper des tôles métalliques, notamment d'échangeur de chaleur par un moyen à déposer sur les tôles, de façon plus ou moins statique, sans recirculation du produit agissant. L'éventuel chauffage du produit est réalisé par des tubes remplis d'eau chaude et immergés dans des bains contenant le produit utilisé. Ces bains ne sont généralement pas filtrés, ce qui provoque l'accumulation de souillures au fond des cuves et réduit d'autant l'efficacité de ces bains. Dans ce cas, ces procédés nécessitent le recyclage fréquent de grandes quantités de produit, notamment d'acide, par des établissements spécialisés, entraînant des surcoûts très importants de production. De plus, ces volumes importants d'acide mis en oeuvre nécessitent une autorisation d'exploitation de la part des instances réglementant ce type d'opération. Toutes les opérations sont manuelles, les opérateurs étant confrontés en direct avec les produits, à savoir les acides. Concernant la manipulation des plaques, ces dernières sont placées dans des paniers, qui sont eux-mêmes déplacés manuellement d'un bain à l'autre. Les plaques sont ensuite rincées manuellement une par une, sur les deux faces. 3051001 2 En conséquence, le nombre de manipulation par plaques est très élevé et fatigue rapidement les opérateurs, sans compter les risques de brûlures d'acide, ou de coupure, les plaques étant souvent tranchantes. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. 5 Objets de l'invention Un premier objet de l'invention est une installation de décapage de tôles métalliques placée, de préférence en grande partie, dans un local fermé, l'installation 10 comprenant principalement : - un premier convoyeur de chargement de paniers de tôles ; - au moins une cuve dans laquelle un panier de tôles est introduit pour le décapage et le rinçage des tôles ; - un robot manipulateur des paniers pour introduire et sortir les paniers 15 dans et hors la au moins une cuve ; et - un deuxième convoyeur de déchargement des paniers. De préférence, le robot manipulateur est placé au-dessus des autres éléments de l'installation et est du type pont-roulant. Dans la réalisation principale de l'invention, la cuve est fermée et 20 comprend : - une partie inférieure pour contenir un produit de décapage ; - une partie supérieure pour recevoir un panier de tôles ; - un couvercle supérieur sur le haut de la cuve et monté pivotant ; - un circuit de circulation du produit de décapage à partir de la partie 25 inférieure vers la partie supérieure pour asperger les tôles du panier se trouvant dans la cuve avec le produit de décapage ; et - un circuit de rinçage intégré. De préférence, ces moyens de décapage comprennent au moins un bras aspergeant et monté tournant sur la surface interne du couvercle autour d'un axe perpendiculaire. 3051001 3 De préférence, cette installation de décapage possède une unité de commande du robot manipulateur et une unité de commande des cycles de décapage/séchage. Un deuxième objet principal de l'invention est un procédé de décapage 5 de tôles métalliques, au moyen d'une installation telle que décrite ci-dessus. Le procédé comprend les étapes successives suivantes : - acheminement par le convoyeur d'entrée d'au moins un panier contenant des tôles dans le local fermé ; - ouverture de la au moins une cuve ; 10 - introduction du au moins un panier dans la au moins une cuve au moyen du robot ; - fermeture du couvercle de la cuve ; - mise en oeuvre d'au moins un cycle de décapage dans la au moins une cuve ; 15 - mise en oeuvre d'au moins un cycle de rinçage des tôles placées dans le panier dans la même cuve ; - ouverture de la au moins une cuve. - sortie du panier par le robot manipulateur en dehors de la cuve et placement de ce panier sur le convoyeur de sortie ; et 20 - sortie du panier en dehors du local au moyen du deuxième convoyeur. Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux 25 comprises à la lecture de la description suivante, d'une réalisation de l'invention, et qui est accompagnée de plusieurs figures représentant respectivement : - figure 1, en coupe et en vue de dessus, l'installation selon l'invention ; - figure 2, en coupe, une vue latérale de l'installation selon l'invention ; - figure 3, en coupe, et en vue de côté, l'installation selon l'invention ; 3051001 4 -figure 4, en vue cavalière, le robot manipulateur utilisé dans l'installation selon l'invention ; - figure 5, en vue cavalière, une partie du robot manipulateur selon l'invention ayant saisi un panier ; et 5 - figure 6, un détail de réalisation du bras aspergeant, utilisé dans l'installation selon l'invention. Description détaillée d'une réalisation d'invention 10 En référence à la figure 1, l'installation est en très grande partie logée dans un local fermé, notamment lors de son fonctionnement. Cette figure 1 étant une vue de dessus, le local a été schématisé par un des murs 1. Deux convoyeurs, à savoir un convoyeur d'entrée 2A et un convoyeur d'entrée 2B pénètrent à partir de l'extérieur dans le local pour y amener des paniers, de préférence 15 métalliques, et dans lequel on peut entreposer une pluralité de tôles métalliques qui doivent être décapées. Ces deux convoyeurs d'entrées 2A et de sortie 2B arrivent sous un cadre, référencé 10, qui figurent sur cette figure 1 le cadre d'un robot manipulateur qui est utilisé pour manutentionner les paniers métalliques contenant des tôles à décaper. Le convoyeur de sortie 2B peut également servir de convoyeur d'entrée. 20 Une pluralité de magasins 3 sont placés les uns à côtés des autres dans le local et sont destinés à recevoir chacun panier métallique, que le robot manipulateur vient chercher sur le convoyeur d'entrée 2A pour les mettre dans un magasin attitré. A côté des magasins 3 se trouve une pluralité de cuves 4 de décapage et de rinçage. On peut prévoir une dizaine de cuves 4 selon la production de tôles à décaper 25 souhaitée. On précise que, grâce au robot manipulateur, aucun opérateur ne se trouve dans le local fermé lorsque celui-ci est en fonction. Un opérateur se trouve dans un local de commande 5 dans lequel se trouvent deux unités de commande, l'unité de commande du robot manipulateur 6A et l'unité de commande de décapage 6B. Une fois un panier placé dans un magasin 3, le robot manipulateur est 30 commandé pour venir chercher ce panier et le plonger dans une cuve 4 dont le couvercle 3051001 5 a été préalablement ouvert. On précise que, de préférence, le robot manipulateur gère l'ouverture et la fermeture des cuves 4. Une fois le cycle de décapage terminé, l'opérateur peut alors mettre en oeuvre le ou les cycles de rinçage adaptés aux tôles contenues dans le panier. Une fois le rinçage terminé, le manipulateur ouvre la cuve 4, saisit le panier et le 5 place sur le convoyeur de sortie 2B, qui sort du local le panier avec les tôles décapées et rinçage. Le panier est alors déchargé de ces tôles et peut être réutilisé sur le convoyeur d'entrée 2A pour y être rechargé de tôles à décaper. Chaque cuve peut comprendre l'équipement suivant : - un conductivimètre qui mesure la concentration en acide du produit 10 utilisé pour le décapage ; - une pompe volumétrique pour assurer la concentration du produit avec ajustement de la quantité de produit envoyé ; - deux filtres gérés automatiquement avec une alarme relative à l'encrassement de ces filtres ; 15 - un capteur de niveau qui gère le niveau de produit dans la cuve ; - une pompe de recirculation du produit contenant l'acide ; - une pompe de recirculation d'eau de rinçage ; - un système d'évent ; - un système d'extraction des vapeurs d'acide ou d'eau ; et 20 - différentes vannes pour la bonne circulation des fluides. Concernant le personnel, l'automatisation du processus évite toute interprétation erronée de la part d'opérateurs durant les opérations. L'absence de personnel permet de faire fonctionner ces installations en temps masqué et d'affecter le personnel à d'autres travaux moins pénibles et plus 25 intéressants que la manipulation et le décapage des plaques une par une. La figure 2 montre en coupe longitudinale la structure du robot manipulateur placé dans le local fermé constitué de murs 1 et d'un toit 6. La structure 10 du robot manipulateur s'étend sur toute la longueur du local. Il est donc constitué principalement d'un chariot transversal 11 évoluant sur un pont-roulant 9 évoluant lui- 30 même longitudinalement sur des rails longitudinaux 12. Le chariot transversal 11 est équipé 3051001 6 de crochets 13 pour saisir les paniers les uns après les autres et les manipuler des convoyeurs vers les cuves, non représentées sur cette figure 2. La figure 3 montre, en coupe transversale, l'intérieur du local. On y distingue la structure du robot manipulateur 10, le chariot transversal 11 qui est en fait 5 monté sur des rails transversaux 14 du pont-roulant 9 de la figure 2. Une rambarde 15 est placée transversalement sur le pont roulant. Les convoyeurs d'entrée 2A et de sortie 2B ont également été représentés. Sur cette figure, le robot manipulateur transporte un panier 30, au moyen de crochets 16 du chariot transversal 11 et auquel le panier 30 est suspendu. 10 Par déplacement transversal du chariot transversal 11 sur les rails transversaux 14, le robot manipulateur peut ainsi amener un panier 30 dans une des cuves 4, après avoir ouvert le couvercle de celle-ci. Il y descend donc le panier et décroche ce dernier et ferme le couvercle de la cuve 4 dans lequel le panier est enfermé. Le cycle de décapage est alors lancé par l'opérateur. 15 La figure 4 visualise l'ensemble du robot manipulateur. On y distingue les rails longitudinaux 12 sur lesquels le pont-roulant 9 est translaté longitudinalement, et les rails transversaux 14 sur lesquels est monté le chariot transversal 11, manipulant un panier 30 suspendu à celui-ci. Le chariot transversal 11 est équipé d'un dispositif translateur 19 et d'un système de levage 20. Le chariot coulissant 11 possède à sa base un support rotatif 18 20 auquel le panier 30 est suspendu. La figure 5 montre la partie inférieure du chariot transversal 11 du robot manipulateur. On distingue une plaque inférieure 17 sur laquelle est monté tournant autour d'un axe vertical un support rotatif 18. Sur ce dernier sont montés les crochets 16 dans chacun desquels est maintenue une barre de fixation 33 du panier 30. Celui-ci est 25 complété d'un bac 31 et d'un couvercle de maintien des tôles 32 placées au-dessus du bac 31 et en dessous des barres 33. Une fois un panier 30 placé dans une cuve 4, un cycle de décapage est déclenché. Les cuves 4 contiennent de l'acide en faible quantité et sous un seuil déterminé nécessitant une autorisation d'exploitation. Chaque cuve 4 comprend deux 30 compartiments, un compartiment inférieur contenant l'acide et un compartiment 3051001 7 supérieur d'aspersion contenant un ou deux paniers 30. Ce compartiment supérieur ne stocke aucun liquide. Les acides circulent en permanence au moyen de pompes qui aspirent l'acide dans la partie inférieure de la cuve et envoie l'acide dans un filtre, puis dans un 5 échangeur tubulaire pour le chauffer. L'acide revient ensuite dans la partie supérieure où il est pulvérisé dans le compartiment supérieur par un bras aspergeant 50 (voir figure 6). Ce bras aspergeant 50 est monté pivotant sur le couvercle, de manière à tourner autour d'un axe vertical lorsque le couvercle de la cuve est fermé. A ces deux extrémités de longueurs différentes se trouve une boule de lavage 51, qui pulvérise le liquide contenant 10 l'acide sur les tôles placées dans le panier. L'acide revient dans la partie inférieure par gravité. En fin de cycle de décapage un ou plusieurs cycles de rinçage sont lancés successivement, afin que les cuves 4, les paniers 30 et les plaques soient parfaitement rincés avant une manipulation suivante. 15 Avantages de l'invention L'utilisation d'un tel robot manipulateur automatique permet de ne jamais exposer un opérateur aux vapeurs d'acide. L'ensemble des paniers est manipulé sans aucun risque d'accident. 20 Les cuves ne sont ouvertes qu'après plusieurs rinçage à l'eau et donc en absence totale d'acide. Dans le cycle de décapage, on utilise qu'un seul produit et toujours le même dans une cuve considéré. Ceci permet d'enchaîner plusieurs opérations de décapage successives avec des produits incompatibles entre eux. Le robot manipulateur permet d'enchaîner plusieurs opérations de 25 décapage sans aucune intervention humaine. Cet enchaînement permet d'améliorer la qualité du travail qui est toujours réalisé selon des procédures parfaitement respectées. Ces enchaînements réduisent considérablement le nombre de manipulations manuelles des plaques. 3051001 8 Concernant la gestion des plaques et des paniers, le nombre de paniers pouvant être mis en oeuvre simultanément peut varier de 1 à 15 sur l'installation réalisée, mais il n'y a pas de limite si des installations plus conséquentes sont conçues pour. Les paniers peuvent être identifiés par un numéro. Ainsi, il est possible de 5 savoir en permanence où sont les paniers au cours de l'ensemble des opérations et de savoir ce qu'ils contiennent, notamment à quelle commande client le panier se rapporte. Le nombre de paniers vides permet de traiter immédiatement de nouvelles commandes de décapage de plaques. Dans l'unité de commande du robot manipulateur, un écran indique en 10 permanence l'emplacement des paniers. Il peut également indiquer l'avancement des travaux, en fonction des programmes de décapage sélectionnés. Bien entendu, les programmes de décapage peuvent être différents d'un panier à l'autre. La gestion du temps peut être également affichée à l'écran, ceci permettant de gérer la présence du personnel chargé des étapes ultérieures au décapage et au rinçage. 15 L'installation peut également être utilisée pour le dégraissage, la passivation des plaques et permet leur séchage. REVENDICATIONS1. Installation de décapage de tôles métalliques dans une local fermé, comprenant : - un convoyeur d'entrée (2A) de panier (30) portant des tôles métalliques ; - au moins une cuve (4) dans laquelle un panier (30) chargé de tôles est introduit pour le décapage et le rinçage des tôles ; - un robot manipulateur des paniers (30) pour les introduire dans et hors des cuves (4) de décapage et de rinçage ; et - un convoyeur de sortie (2B) des paniers (30). 2. Installation de décapage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les opérations de décapage et de rinçage effectuées dans un local clos. 3. Installation de décapage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le robot manipulateur est au-dessus des autres éléments de l'installation et est du type pont-roulant. 4. Installation de décapage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les cuves (4) sont fermées et comprennent chacune : - une partie inférieure pour contenir un produit de décapage ; - une partie supérieure pour recevoir un panier (30) chargé de tôles ; - un couvercle supérieur monté pivotant sur le haut de la cuve ; - un circuit de circulation du produit de décapage à partir de la partie inférieure de la cuve (4) pour asperger les tôles du panier (30) contenu dans la partie supérieure (1) de la cuve (4) avec un produit de décapage ; et - un circuit de rinçage intégré. 5. Installation de décapage en ce que la au moins une cuve 4 possède des moyens de décapage constitués d'au moins un bras aspergeant (50) monté tournant par rapport au couvercle autour d'un axe perpendiculaire à la surface intérieure du couvercle. 6. Installation de décapage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une unité de commande du robot manipulateur (6A). 3051001 10 7. Installation de décapage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de commande des cycles de décapage et de rinçage (6B). 8. Procédé de décapage de tôles métalliques au moyen d'une installation selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : 5 - acheminement de paniers (30) contenant les tôles dans un local fermé par le convoyeur d'entrée (2A) ; - préhension d'un panier (30) par le robot manipulateur ; - ouverture d'au moins une cuve (4) par le robot manipulateur ; - introduction du panier (30) dans la cuve (4) ; 10 - fermeture du couvercle de la au moins une cuve (4) par le robot manipulateur ; - mise en oeuvre d'au moins un cycle de décapage dans la cuve (4) ; - mise en oeuvre d'au moins un cycle de rinçage ; - ouverture de la au moins une cuve (4) ; 15 - sortie du panier (30) de la cuve (4) par le manipulateur et mise du panier (30) par le robot manipulateur sur le convoyeur de sortie (2B) ; et - sortie du panier (30) du local fermé au moyen du convoyeur de sortie (2B).