Brevet FR3063239A1 — publié le 20180831

Description L'invention est relative à un dispositif de recyclage pneumatique par aspiration mélangeant du flux de soudure neuf et du flux récupéré selon les normes en vigueur en matière de soudure des équipements nucléaires, disposant d'un système de transport sur un dénivelé minimum de 6mètres, par aspiration du flux de soudure vers le haut, l'ensemble étant destiné à être implanté dans un appareil de retraitement de flux de soudure, aux fins d'alimenter un poste de soudage tout en assurant un débit de pulvérulents à la tête soudure de 60 litres par heure sur 72 heures continues. Etat des sachant : Il n'existe en l'état de l'art, aucun dispositif approprié pour transporter et recycler du flux de soudure en grande quantité, de façon à disposer d'un débit de flux de soudure de 60 litres par heure sans discontinuer durant 72 heures sur une tête de soudure (soit 4320 litres minimum en 72 heures). En matière de technologies relatives au transport de flux de soudure : Il existe de nombreux dispositifs pneumatiques ayant pour objet de transporter des produits pulvérulents. Ces technologies se distinguent entre elles selon qu'elles fassent appel à des procédés par poussée (air comprimé) ou par aspiration. Les procédés pneumatiques faisant appel à la technologie par poussée ont de nombreuses contraintes en ce qu'il s'agit de traiter l'air comprimé de façon à obtenir un air sec et déshuilé. En effet, ces systèmes disposent d'un compresseur qui génère des particules d'huiles qui se retrouvent dans le réseau d'air comprimé, ce qui pollue le pulvérulent transporté. De plus, le procédé d'air comprimé chauffe l'air qui va circuler dans le réseau de tuyauterie, et ce dernier va engendrer un phénomène de condensation dans le réseau du fait des différences de température intervenant à l'intérieur et à l'extérieur du réseau. Compte tenu de la nature physique du flux de soudure qui est avide d'humidité, il est aisé de comprendre que ce procédé est dangereux pour la nature même du matériau transporté. En matière de procédé par aspiration, ceux-ci présentent aussi de nombreuses contraintes en ce que : o L'efficacité du principe d'aspiration dépend pour beaucoup de l'emplacement de la buse au regard du produit à transporter. En effet si la buse est enfoncée trop profondément dans le pulvérulent, cela conduit à des bouchons en ce que l'air ne pouvant plus passer, le transport du pulvérulent est rendu impossible. A l'effet contraire, si la buse est trop éloignée du pulvérulent à transporter, l'aspiration est insuffisante pour transporter le flux. Or le flux n'est jamais au même niveau en ce qu'il s'agit de le déplacer d'un endroit vers un autre. o En phase d'arrêt d'aspiration, notamment dans le but de libérer le produit transporté et contenu dans un réceptacle adapté en hauteur, le flux encours de transport (celui contenu dans les tuyaux et n'étant pas dans le réceptacle) se dépose alors dans la tuyauterie, ce qui occasionne des bouchons dans le cas d'une tuyauterie verticale. 3063239 2 Ces phénomènes sur les procédés par aspirations ne présentent pas les mêmes contraintes selon la nature des pulvérulents transportés. En effet s'il s'agit de transporter des billes ou granulés polymère, la création de bouchons est très largement amoindrie en ce que ces matériaux laissent passer l'air. De plus leur faible densité leur permet un déplacement aisé de telle façon que même 5 s'il est occasionné un bouchon, le dispositif d'aspiration parviendra par lui-même à décloisonner le bouchon. En matière de flux de soudure, ce matériau présente des caractéristiques physiques qui l'indisposent à être transporté par aspiration en ce qu'il est compact du fait que sa granulométrie très variable avec des particules grosses et d'autres très fines qui s'amalgament. Cette 10 caractéristique est recherchée par les fabricants de flux de soudure en ce qu'elle améliore d'autant le bain de fusion durant le soudage, mais contraint sérieusement son transport. En conséquence, si l'on peut aspirer du flux de soudure, il n'est pas possible de rendre pérenne l'action d'aspiration sans très vite avoir des problèmes de bouchage. Ces phénomènes de bouchage seront exponentiels dès lors que l'on a à traiter des volumes très importants. En effet 15 dès lors que les volumes sont importants, ils nécessitent des réceptacles et des conduits de dimensions appropriées à ces volumes, ce qui indique que l'on multiplie d'autant. Il n'existe en l'état de l'art aucun dispositif d'aspiration automatisé de flux de soudure qui ne présente des contraintes de bouchage répétés, de telle façon que ces dispositifs sont réduits à traiter de faibles quantités, ce qui les rend inappropriés à l'objet de la présente invention qui se 20 veut de traiter en continue le flux de soudure de telle manière à fournir en tête de soudage un débit de 60 litres par heure durant 72 heures minimum constitué d'un mélange flux neuf avec. En matière de systèmes de recyclage, il n'existe que des systèmes semi-automatisés permettant de mélanger les flux neufs et ceux récupérés qui appelant à une intervention humaine durant le procédé le recyclage. De plus ces dispositifs ne permettant pas d'agir simultanément sur les procédés de transport 25 par aspiration, de tamisage et de recyclage en continue des mélanges, tels que les flux récupérés représentent un maximum de 50% des flux totaux et les flux neufs un minimum de 50%. Présentation de l'invention L'invention est relative à un dispositif de recyclage pneumatique par aspiration mélangeant du flux de 30 soudure neuf et du flux récupéré selon les normes en vigueur en matière de soudure des équipements nucléaires, disposant d'un système de transport sur un dénivelé minimum de 6mètres, par aspiration du flux de soudure vers le haut, l'ensemble étant destiné à être implanté dans un appareil de retraitement de flux de soudure, aux fins d'alimenter un poste de soudage tout en assurant un débit de pulvérulents à la tête soudure de 60 litres par heure sur 72 heures continues, caractérisé par : 35 Un bac de stockage (a) de flux neuf en partie basse contenant une buse d'aspiration (b) plein tas, Un bac de stockage supérieur (d) du flux neuf, Une liaison de tuyauterie (g) du bac de stockage bas (a) vers le bac supérieur (d), Un système de récupération des flux de soudure retraité selon le brevet enregistré sous le N° 1600710 (c), Un asservissement (e) destiné à gérer les phases de remplissage et de vidange. 3063239 3 Le bac de stockage de flux neuf (a) (figure 2) se caractérise en ce que : - Sa base est conique (f) avec un angle d'à minimum 45° aux fins de concentrer le flux (h) au centre et faciliter ainsi son aspiration totale par la buse (b); la caractéristique physique du flux étant de taluter à 45°, 5 - La buse d'aspiration (b) est placée au centre du bac (a) et jusqu'en partie basse aux fins de siphonner par le bas la totalité du pulvérulent contenu (h), - Du fait des caractéristiques coniques du bac (a) et de positionnement de la buse (b), le comportement du flux (h) aspiré intervient de telle façon à créer un cratère au centre de la cuve, de telle façon que la totalité du flux soit écoulé (phénomène du sablier). 10 Plus particulièrement la buse d'aspiration (b) se caractérise en ce que : - Elle à double tube : et est composée d'un tube intérieur (i) et d'un autre extérieur (j) qui reçoit le tube intérieur (i), le tube intérieur étant centré par rapport au tube extérieur, - Le tube extérieur (j) descend plus bas que le tube intérieur (i), et se termine par un cône (k) de façon à ramener la section du tube extérieur (j) au même diamètre que la section du tube intérieur 15 (0, - Le tube intérieur (i) dépasse en hauteur du tube extérieur (j), de telle façon à pouvoir se connecter avec la liaison de tuyauterie (g) allant du bac de stockage (a) vers le bac supérieur (d), - le tube extérieur (j) remonte au-delà du seuil de chargement (I) de pulvérulent (h) de la base de stockage de flux neuf, de telle façon à offrir des ouvertures sur la buse (b) qui sont nécessaires à 20 l'entrée de l'air, de telle manière à permettre au système pneumatique de recevoir l'air nécessaire pour aspirer le pulvérulent (h) en fond de cuve, - la buse (b) ne touche pas le fond du bac de stockage (a), et a une hauteur d'espacement avec ce dernier au moins égale au talutage du pulvérulent (h) aspiré par la buse (b) ; le pulvérulent ayant un talutage de 45°, la hauteur d'espacement avec le bac de stockage est au moins égale à la moitié 25 du diamètre du tube intérieur. Le bac de stockage supérieur (d) de flux neuf se caractérise en ce que : - Sa capacité est au moins égale à la capacité du bac de stockage en partie basse, - Sa base tronconique (m) dispose d'un angle d'à minimum 45° aux fins de concentrer le flux au centre et faciliter ainsi sa vidange totale, 30 - Son dessus dispose d'un couvercle hermétique (n) et d'une vanne de mise à pression atmosphérique (q) de façon à pouvoir assurer les phases de dépression et remise à pression atmosphérique, les flux (h) étant en dépression lorsqu'ils sont aspirés pour être transportés du bac inférieur(a) vers le bac supérieur (d), tandis qu'ils sont en pression atmosphérique lorsqu'ils sont libérés du bac supérieur (d) pour être mélangés au flux récupéré contenu dans le système de 35 récupération des flux de soudure retraités (c), - Le couvercle hermétique (n) reçoit un dispositif d'arrivée tangentielle (o) du pulvérulent (h) (caractérisé comme étant un matériau fragile) de façon à limiter la dégradation de sa granulométrie par l'entrechoquement lié à son déplacement, 3063239 4 - Une trappe étanche de vidange (p) est placée en partie basse de la base tronconique (m) de façon à gérer les différentes phases de dépression (le flux étant aspiré pour remplir le bac supérieur) et de pression atmosphérique lorsqu'il s'agit de libérer le flux (h) contenu dans le dit bac supérieur, La liaison de tuyauterie (g) du bac de stockage bas (a) vers le bac supérieur (d) se caractérise en ce 5 qu'elle reçoit en partie basse une vanne de prise d'air (r) destinée à shunter l'aspiration à la base de la buse (b) contenue dans le bac (a), de telle façon que dans la phase de mise en pression atmosphérique du bac supérieur, le système pneumatique continue de fonctionner pour vidanger le reliquat de flux (h) contenu dans la liaison. Cette vanne (r) se positionne indifféremment soit en haut de la buse (b), soit encore au plus bas du conduit du système de liaison (g). 10 Le système d'asservissement (e) a pour objet d'obtenir du flux recyclé à partir d'au plus 50% de flux récupéré et tamisé et 50% minimum de flux neuf, selon un dispositif qui n'arrête jamais l'aspiration derrière la tête de soudage, mais qui permet toutefois d'arrêter l'aspiration du flux neuf lorsque le bac supérieur (d) est sollicité à libérer du flux. Le procédé d'asservissement agit selon les principes suivants : 15 Les sondes de niveau minimum (t) et maximum (s) informent l'asservissement du niveau de flux contenu dans le bac de stockage supérieur (d), et déclenche l'approvisionnement automatique du flux neuf contenu dans le bac de stockage (a), Lorsqu'il s'agit de constituer du flux recyclé, le système de récupération du flux de soudure (c) et le bac de stockage supérieur (d) sont mis en phase de pression atmosphérique. Dans ces 20 conditions l'asservissement (e) déclenche l'ouverture de la vanne de prise d'air (r), ce qui a pour effet d'arrêter le siphonage au niveau de la buse d'aspiration (b) et vidanger la liaison de tuyauterie (g) de telle façon à ne pas constituer un bouchon dans la liaison (g) qu'il serait impossible de résorber lors de la reprise d'aspiration ; une fois la liaison de tuyauterie (g) vidangée, le système d'asservissement (e) coupe l'aspiration et met à pression atmosphérique le 25 bac de stockage supérieur (d) par l'ouverture de la vanne de mise à pression atmosphérique (q), Le flux est libéré durant un temps d'ouverture déterminé et géré par l'asservissement (e), ce cycle de délivrance agit tant que le niveau minimum (t) de bac de stockage supérieur (d) n'est pas atteint, Lorsque le seuil minimum (t) du bac de stockage supérieur (d) est atteint, l'asservissement (e) 30 commande instantanément la fermeture des trappes (p) du bac de stockage supérieur (d) et du système de récupération du flux de soudure (c), ceci aux fins d'apporter une sécurité absolue au principe de mélange d'au plus 50% de flux récupéré et tamisé et 50% minimum de flux neuf (normes en vigueur en matière de soudure des équipements nucléaires), L'atteinte du seuil minimum du bac de stockage supérieur (d) déclenche automatiquement 35 l'approvisionnement en flux neuf du dit bac, soit au seuil maximum (s), soit sur des seuils intermédiaires dans le cadre d'un travail continue qui appelle un besoin immédiat de fournir du flux recyclé. 3063239 5 Figures : 1 vue d'ensemble de l'invention 2 vue en coupe du bac de stockage bas (a) 5 Glossaire : a) bac de stockage b) buse d'aspiration c) système de récupération des flux de soudure 10 d) bac de stockage supérieur e) asservissement f) base conique g) liaison de tuyauterie h) flux de soudure ou pulvérulent 15 i) tube intérieur de la buse j) tube extérieur de la buse k) cône du tube extérieur I) seuil de chargement m) base est tronconique du bac supérieur 20 n) couvercle hermétique couvercle hermétique du bac supérieur o) dispositif d'arrivée tangentielle p) trappes étanches de vidange q) vanne de mise à pression atmosphérique r) vanne de prise d'air 25 s) sonde de niveau maximum t) sonde de niveau minimum REVENDICATIONS1. Dispositif de recyclage pneumatique par aspiration mélangeant du flux de soudure neuf et du flux récupéré selon les normes en vigueur en matière de soudure des équipements nucléaires, disposant d'un système de transport sur un dénivelé minimum de 6mètres, par aspiration du flux de soudure vers le haut, l'ensemble étant destiné à être implanté dans un appareil de retraitement de flux de soudure, aux fins d'alimenter un poste de soudage tout en assurant un débit de pulvérulents à la tête soudure de 60 litres par heure sur 72 heures continues, caractérisé par : o Un bac de stockage (a) de flux neuf en partie basse contenant une buse d'aspiration (b) plein tas, o Un bac de stockage supérieur (d) du flux neuf, o Une liaison de tuyauterie (g) du bac de stockage bas (a) vers le bac supérieur (d), o Un système de récupération des flux de soudure retraité selon le brevet enregistré sous le N° 1600710 (c), o Un asservissement (e) destiné à gérer les phases de remplissage et de vidange. 2. Dispositif de recyclage pneumatique par aspiration mélangeant du flux de soudure neuf et du flux récupéré selon la revendication 1 caractérisée en ce que le bac de stockage de flux neuf (a) (figure 2) se caractérise en ce que : o Sa base est conique (f) avec un angle d'à minimum 45° aux fins de concentrer le flux (h) au centre et faciliter ainsi son aspiration totale par la buse (b), o La buse d'aspiration (b) est placée au centre du bac (a) et jusqu'en partie basse aux fins de siphonner par le bas la totalité du pulvérulent contenu (h), o Du fait des caractéristiques coniques du bac (a) et de positionnement de la buse (b), le comportement du flux (h) aspiré intervient de telle façon à créer un cratère au centre de la cuve, de telle façon que la totalité du flux soit écoulé (phénomène du sablier). 3. Dispositif de recyclage pneumatique par aspiration mélangeant du flux de soudure neuf et du flux récupéré selon la revendication 1 caractérisée en ce que la buse d'aspiration (b) : o A un double tube : et est composée d'un tube intérieur (i) et d'un autre extérieur (j) qui reçoit le tube intérieur (i), le tube intérieur étant centré par rapport au tube extérieur, o A le tube extérieur (j) qui descend plus bas que le tube intérieur (i), et se termine par un cône (k) de façon à ramener la section du tube extérieur (j) au même diamètre que la section du tube intérieur (i), o A le tube intérieur (i) qui dépasse en hauteur du tube extérieur (j), de telle façon à pouvoir se connecter avec la liaison de tuyauterie (g) allant du bac de stockage (a) vers le bac supérieur (d), o A le tube extérieur (j) qui remonte au-delà du seuil de chargement (I) de pulvérulent (h) de la base de stockage de flux neuf, de telle façon à offrir des ouvertures sur la buse (b) qui sont nécessaires à l'entrée de l'air, de telle manière à permettre au système pneumatique de recevoir l'air nécessaire pour aspirer le pulvérulent (h) en fond de cuve, 3063239 7 o Ne touche pas le fond du bac de stockage (a), et a une hauteur d'espacement avec ce dernier au moins égale au talutage du pulvérulent (h) aspiré par la buse (b) ; le pulvérulent ayant un talutage de 45°, la hauteur d'espacement avec le bac de stockage est au moins égale à la moitié du diamètre du tube intérieur. 5 4. Dispositif de recyclage pneumatique par aspiration mélangeant du flux de soudure neuf et du flux récupéré selon la revendication 1 caractérisée en ce que le bac de stockage supérieur (d) de flux neuf se caractérise en ce que : o Sa capacité est au moins égale à la capacité du bac de stockage en partie basse, 10 o Sa base tronconique (m) dispose d'un angle d'à minimum 45° aux fins de concentrer le flux au centre et faciliter ainsi sa vidange totale, o Son dessus dispose d'un couvercle hermétique (n) et d'une vanne de mise à pression atmosphérique (q) de façon à pouvoir assurer les phases de dépression et remise à pression atmosphérique, les flux (h) étant en dépression lorsqu'ils sont aspirés pour être transportés 15 du bac inférieur(a) vers le bac supérieur (d), tandis qu'ils sont en pression atmosphérique lorsqu'ils sont libérés du bac supérieur (d) pour être mélangés au flux récupéré contenu dans le système de récupération des flux de soudure retraités (c), o Le couvercle hermétique (n) reçoit un dispositif d'arrivée tangentielle (o) du pulvérulent (h) de façon à limiter la dégradation de sa granulométrie par l'entrechoquement lié à son 20 déplacement, o Une trappe étanche de vidange (p) est placée en partie basse de la base tronconique (m) de façon à gérer les différentes phases de dépression et de pression atmosphérique lorsqu'il s'agit de libérer le flux (h) contenu dans le dit bac supérieur. 25 5. Dispositif de recyclage pneumatique par aspiration mélangeant du flux de soudure neuf et du flux récupéré selon la revendication 1 caractérisée en ce que la liaison de tuyauterie (g) reçoit en partie basse une vanne de prise d'air (r) destinée à shunter l'aspiration à la base de la buse (b) contenue dans le bac (a), de telle façon que dans la phase de mise en pression atmosphérique du bac supérieur, le système pneumatique continue de fonctionner pour vidanger le reliquat de flux (h) 30 contenu dans la liaison ; cette vanne (r) se positionne indifféremment soit en haut de la buse (b) soit encore au plus bas du conduit du système de liaison (g). 6. Dispositif de recyclage pneumatique par aspiration mélangeant du flux de soudure neuf et du flux récupéré selon la revendication 1 caractérisée en ce que système d'asservissement (e) a pour 35 objet d'obtenir du flux recyclé à partir d'au plus 50% de flux récupéré et tamisé et 50% minimum de flux neuf, selon un dispositif qui n'arrête jamais l'aspiration derrière la tête de soudage, mais qui permet toutefois d'arrêter l'aspiration du flux neuf lorsque le bac supérieur (d) est sollicité à libérer du flux ; il (e) agit selon les principes suivants : o Les sondes de niveau minimum (t) et maximum (s) informent l'asservissement du niveau de 40 flux contenu dans le bac de stockage supérieur (d), et déclenche l'approvisionnement automatique du flux neuf contenu dans le bac de stockage (a), 3063239 8 o Lorsqu'il s'agit de constituer du flux recyclé, le système de récupération du flux de soudure (c) et le bac de stockage supérieur (d) sont mis en phase de pression atmosphérique. Dans ces conditions l'asservissement (e) déclenche l'ouverture de la vanne de prise d'air (r), ce qui a pour effet d'arrêter le siphonage au niveau de la buse d'aspiration (b) et vidanger la liaison de 5 tuyauterie (g) de telle façon à ne pas constituer un bouchon dans la liaison (g) qu'il serait impossible de résorber lors de la reprise d'aspiration ; une fois la liaison de tuyauterie (g) vidangée, le système d'asservissement (e) coupe l'aspiration et met à pression atmosphérique le bac de stockage supérieur (d) par l'ouverture de la vanne de mise à pression atmosphérique (a), 10 o Le flux est libéré durant un temps d'ouverture déterminé et géré par l'asservissement (e), ce cycle de délivrance agit tant que le niveau minimum (t) de bac de stockage supérieur (d) n'est pas atteint, o Lorsque le seuil minimum (t) du bac de stockage supérieur (d) est atteint, l'asservissement (e) commande instantanément la fermeture des trappes (p) du bac de stockage supérieur (d) et 15 du système de récupération du flux de soudure (c), ceci aux fins d'apporter une sécurité absolue au principe de mélange d'au plus 50% de flux récupéré et tamisé et 50% minimum de flux neuf, o L'atteinte du seuil minimum du bac de stockage supérieur (d) déclenche automatiquement l'approvisionnement en flux neuf du dit bac, soit au seuil maximum (s), soit sur des seuils 20 intermédiaires dans le cadre d'un travail continue qui appelle un besoin immédiat de fournir du flux recyclé.