Brevet FR3125732A1 — publié le 20230203

Dispositif de transfert du flux (1)de soudure, caractérisé par : -Un répartiteur (a) en forme de « V » inversé, placé à l‘intérieur d’un caisson (f) isolé thermiquement (e), qui reçoit lui-même des résistances électriques (h), et au moins un capteur (l) et une régulation thermique (j), le répartiteur (a) distribuant le flux de soudure en direction des dispositifs d’étuvage et de conservation (3) par l’intermédiaire des collecteurs dédiés (c, d), - Ce répartiteur (a) est lui-même actionné par l’intermédiaire d’un vérin (g) et d’une tige (i) de mise en mouvement du répartiteur (a), ceci aux fins de diriger le flux vers le dispositif d’étuvage et de conservation (3) à remplir, - Au moins une résistance électrique(b) et une sonde de température (m), placées immédiatement sous le répartiteur (a) et reliés à une régulation (k), de façon à maintenir la température du flux en circulation sur le répartiteur, - Un asservissement (n) commun au(x) module(s) d’étuvage accéléré (2), au(x) module(s) d’étuvage et de conservation (3), et au module de transfert du flux (1). Figure pour l’abrégé [Fig. 1] Dispositif de transfert de flux de soudure d’un module d’étuvage accéléré vers un module d’étuvage et de conservation La présente invention a pour objet un dispositif de transfert de flux de soudure d’un module d’étuvage accéléré vers un module d’étuvage et de conservation, apte à pouvoir être introduit dans un dispositif de traitement des flux de soudure tel qu’identifié dans le brevet d’invention délivré par l’INPI publié sous le n° 3083468, garantissant une tolérance de température à plus ou moins 25°C sur tous les endroits du dispositif de transfert, cette tolérance devant être garantie pour les équipements installés dans des environnements nucléaires. Selon le dispositif d’étuvage accéléré (brevet publié sous le n° 2989157) conçu par le présent demandeur, associé à plusieurs dispositifs d’étuvage continus (tels que les brevets publiés sous le n°3020452, ou encore n°3101003) établis pour équiper des centrales de retraitement de flux de soudure du brevet n° 3083468, il est constaté une perte thermique liée au transfert des flux de soudure dès lors qu’ils quittent le module d’étuvage accéléré pour être transférés dans plusieurs modules d’étuvage et de conservation continus. Cette situation engendre des désagréments incompatibles avec les procédures internationales en matière de traitement des flux de soudure en environnement nucléaire, qui établissent une tolérance de température à plus ou moins 25°C sur tous les endroits et à tout moment du traitement. La problématique se pose dès lors que les étuves sont intégrées dans un dispositif de retraitement de flux de soudure tel que le brevet n° 3083468. Etat des connaissances : Avant que d’aborder le principe d’un module d’étuvage, il parait utile de rappeler l’environnement scientifique et technologique en matière de traitement de flux de soudure : Relatif au comportement physique du flux de soudure : Ceux-ci ont un comportement physique (température supportée, variable de température à l’intérieur d’une même masse en raison de leur composition et notamment de leur granulométrie, abrasion, capacité de transport plus ou moins fragile…) très différent selon leurs compositions, ce qui contraint la conception des équipements qui les traitent. Toutefois, et aux fins d’assurer la qualité de soudure, ils doivent être composés d’un ensemble de petits éléments granulométriques additionnés à des fines. Il y a toutefois une constante de comportement observée, sur trois points : - Les flux de soudure sont tous avides d’humidité, et plus particulièrement les flux agglomérés qui sont ceux les plus utilisés. Il importe donc que les appareils qui les supportent durant le traitement- la conservation- ou le transport ne permettent aucune reprise de charge d’humidité, - Ils ont également une propriété d’isolation thermique qui contraint considérablement l’homogénéité du traitement de température, en ce que cette propriété empêche la diffusion de la température dans la masse de flux à traiter, - Ils talutent à 45 degrés, ce qui contraint également la conception des équipements, tant dans leur conception thermique (emplacements et charge de températures, dimensions des équipements mécaniques), que pour un écoulement parfait sans flux résiduel restant dans les équipements. Dans un domaine d’application en environnement nucléaire, il est possible de mélanger du flux de soudure neuf avec du flux retraité dès lors que : - Le flux neuf représente au moins 50% de la totalité du flux mélangé, - Le flux retraité est exempt de laitier de taille supérieure à 2mm et a fait l’objet d’un traitement thermique systématique selon une norme en vigueur qui oblige de maintenir le flux de soudure à une température d’étuvage constante sur une durée minimum convenue, ce qui contraint les équipements de retraitement de flux à respecter le cycle indiqué, - Le flux étuvé est maintenu à une température de conservation évitant la reprise d’humidité. Ces exigences contraignent les équipements de retraitement de flux de soudure en ce que des délais importants dus aux conditions de traitement impliquent de traiter conjointement des volumes importants de flux de soudure, volumes incompatibles avec : - un principe de libération continue à la tête de soudage, - un second principe de dispositif compact et mobile. En matière d’appareils, il existe plusieurs dispositifs de retraitement de flux de soudure : Une première technologie appelée couramment « recycleur de flux » consiste à placer au-dessus de la tête de soudage un bac qui alimente la tête de soudure. Sur ce bac un dispositif de dépression permet d’aspirer le flux excédentaire et le remettre dans le bac. Ce premier dispositif ne permet donc pas à la fois de trier en continue le flux récupéré, de mélanger du flux neuf et du flux récupéré et de traiter thermiquement ces derniers. Reposant sur les principes de cette première technologie, une autre technologie consiste à complémenter en flux neuf le bac d’alimentation de la tête de soudage par un dispositif en pression (cf. brevet US 4 221 957). Dans ce cas comme dans le précédent, qui n’indiquent aucun système de traitement du laitier qu’il serait intellectuellement possible d’ajouter par un tamis à l’entrée du bac, il s’agirait également d’évacuer de façon périodique ce laitier, ce qui obligerait à arrêter l’aspiration, si bien que le dispositif ne peut agir en continue. Toujours selon une variante technologique du premier dispositif, le brevet JP H06 83170 U fait état de deux bacs distincts, l’un recevant le flux récupéré selon la première technologie répertoriée, tandis que l’autre est destiné à recevoir le flux neuf. En dessous de ces deux bacs qui disposent de systèmes d’évacuation, est placé un réceptacle qui reçoit de façon aléatoire les flux libérés par phénomène de dépression, si bien que le ratio flux neuf et flux récupéré ne peut être géré. De telle façon que ces technologies ne sont pas compatibles : - avec les normes en vigueur dans le domaine du soudage destiné à des applications nucléaires, - et ne peuvent prétendre à un traitement en continu des flux de soudure. Pour permettre un traitement continue du flux de soudure selon les exigences du secteur nucléaire, le brevet d’invention publié sous le n° 3083468, pour être déplacé dans un atelier de chaudronnerie est apte à fournir un débit de pulvérulents à la tête soudure de 60 litres par heure sur 72 heures continues selon les prérogatives de soudage en environnement nucléaire : - intégrant les fonctions cumulées de : = récupération des flux de soudure excédentaire, = tamisage de ces derniers, = mélange de ces flux avec du flux neuf, = d’étuvage et de conservation, = et de libération du flux retraité vers la tête de soudage, - recevant d’autres dispositifs brevetés par le même déposant: = N°1200997 du 4 avril 2012 portant sur un module d’étuvage de flux en continue à capacité illimitée destinée au séchage de produits pulvérulents, = N° 1400960 portant sur un module d’étuvage et de conservation de flux de soudure destiné aux installations répondant aux normes de traitement du flux de soudure en milieu nucléaire, = N° 1402232 d’octobre 2014 portant sur un module d’accouplement des étuves de traitement accéléré et des étuves de conservation de flux de soudure, = N° 1501661 d’octobre 2015 relatif à un module de transport de flux de soudure neuf/et ou recyclé à la trémie de tête de la torche de soudage, reposant sur un principe d’alimentation par plusieurs modules d’étuvage et de conservation, = N° 1600710 du 26 avril 2016 portant sur un module de récupération de flux de soudure, = N° 1700193 du 27 février 2017 portant sur un dispositif de recyclage pneumatique par aspiration mélangeant du flux de soudure neuf et du flux récupéré. Relativement au module d’étuvage et de conservation de flux de soudure ayant fait l’objet du brevet N°1400960, celui-ci se caractérisait en ce qu’il est préalablement chauffé de façon homogène dans tout son volume à la température d’étuvage souhaitée , qu’il reçoit le déversement rapide du flux à traiter à sa température de traitement, qu’une régulation thermique et de temps associée à une sonde de niveau intervient pour déclencher le cycle – le maintenir en température – protéger les éléments chauffants et basculer la température d’étuvage en température de conservation (120° à 150°C) en fin de cycle ; le dit module étant composé de : - D’un couvercle isolé thermiquement avec une ouverture centrale, - D’un corps extérieur servant de structure contenant une isolation thermique et une trémie en partie intérieure, - D’éléments chauffants installés dans la trémie, et disposés sur l’ensemble du volume de cette dernière, - D’une série de capteurs de température de sécurité, - De capteurs de mesure de température du flux, - D’une régulation de température, - D’une trappe de verrouillage et de libération bloquée par électrovanne, - D’une sonde de niveau. La limite du module de traitement et de conservation (brevet N°1400960) est que celui-ci reçoit du flux de soudure, qui selon qu’il soit placé ou non en proximité des éléments chauffants, va être à température de plus ou moins distante de 30% par rapport à la consigne. Cette problématique est notamment due à la conception mécanique qui est contrainte en raison du talutement du flux à 45° (propriété physique du flux de soudure) qui oblige à concevoir une sole conique à base sphérique pour libérer totalement le flux après traitement et sans résidu, et qui de fait empêche de placer les éléments chauffants de façon parfaitement répartie. En conséquence, l’emplacement et la distance entre les éléments chauffants ne permet pas d’obtenir une parfaite homogénéité de température malgré l’introduction d’une régulation thermique continue et précise. C’est pourquoi le dispositif admettait des températures importantes au-delà de 450°C, dans la limite de la température maximum admissible pour chaque flux de soudure, dans le but de diffuser les calories. Il parait utile de rappeler les contraintes de température à observer dans le domaine de la soudure en environnement nucléaire, en ce que la consigne de température en phases de traitement et de conservation est fournie par le fabricant de flux, et doit supporter une différence maximum de plus ou moins 25°C en chaque point du volume de pulvérulent traité pour les flux les plus sensibles. Dans ces conditions, et de façon à respecter cette exigence, un nouveau brevet d’invention publié par le présent demandeur sous le n°3101003, qui portait sur un dispositif d’étuvage et de conservation de flux de soudure cylindrique et conique, apte à satisfaire une différence maximum de plus ou moins 25°C en chaque point du volume de pulvérulent traité pour les flux les plus sensibles. Ce dispositif était doté : d’un couvercle isolé thermiquement avec une ouverture centrale, d’un corps extérieur servant de structure contenant une isolation thermique et une trémie en partie intérieure, d’éléments chauffants installés dans la trémie, et disposés sur l’ensemble du volume de cette dernière, d’une série de capteurs de température de sécurité, de capteurs de mesure de température du flux, d’une régulation de température, d’une trappe de verrouillage et de libération bloquée par électrovanne, d’une sonde de niveau, apte à produire une température de 420°C de façon homogène sur l’ensemble de la contenance de l’étuve, à plus au moins 25°C en tout point du volume de l’étuve recevant le flux de soudure, se caractérisant en ce que : - Les résistances électriques chauffantes sont composées de plusieurs groupes positionnés sur -au moins deux séries sur la hauteur, au moins une première série dans la partie basse de l’étuve, au moins une partie placée dans la partie haute de l’étuve, et éventuellement des séries placées entre ces hauteurs, selon un principe d’espacement maximum de 150 mm entre les résistances en tout point de leur position, à raison de : = D’au moins deux groupes centraux placés l’un sur l’autre, = D’au moins deux groupes périphériques placés également l’un au-dessus de l’autre, reposant sur une technologie de résistances sur plaque, = Autant de groupes intermédiaires placés entre les groupes centraux et périphériques, - Chaque groupe de résistances étant doté d’un système d’asservissement de régulation thermique distincte. Un nouveau dispositif d’étuvage et de conservation par brassage d’air, a fait l’objet d’une demande de brevet France par le présent demandeur, enregistrée sous le N°FR2001361. Ce dispositif se caractérisant par : a) une technologie de brassage d’air chaud aux fins d’extraire l’humidité contenue dans le pulvérulent par l’intermédiaire de deux circuits séparés : un premier qui transporte l’air chaud au travers du volume de l’étuve, l’autre recevant le pulvérulent stocké pour subir le traitement, ces deux circuits étant mitoyens pour assurer un échange répartissant parfaitement la charge thermique en direction du pulvérulent sans que l’air contenue dans le circuit d’air rentre en contact avec le circuit des pulvérulents, ces circuits étant également entremêlés l’un à l’autre par cloisonnements alternatifs répétés dans le volume de l’étuve ; b) les composants suivants : - une enveloppe isolée thermiquement constituant le volume de la chambre d’étuvage, - un silo fixé à l’intérieur de la chambre d’étuvage selon un principe que l’air contenu dans la dite chambre puisse circuler dans le volume du silo, ce silo étant composé : = dans son périmètre bas par une base en forme d’entonnoir qui reçoit des montants, l’ensemble constituant les parois du silo et délimitant son volume, = ce silo recevant une vanne de vidange au bas de la base (en forme d’entonnoir tandis qu’il est ouvert en partie haute pour recevoir le pulvérulent, = ce même silo est traversé par des tubes espacés entre eux, qui sont placés de façon parallèle sur tout le volume du silo suivant l’axe de la turbine de brassage d’air, ces tubes traversant les parois du silo forment avec le volume de la chambre d’étuvage le circuit d’air chaud, tandis que le volume du silo restant forme le circuit de pulvérulent stocké pour subir le traitement, - un module de brassage d’air chaud constitué d’un moteur doté d’une turbine de brassage d’air entourée de résistances chauffantes , d’autres résistance chauffantes pouvant être placées à tout autre endroit dans la chambre d’étuvage, - un asservissement dédié au maintien en température de l’intérieur de la chambre et qui gère les différents cycles d’étuvage, de conservation et de libération des pulvérulents. En revanche et relativement à la liaison entre les modules d’étuvage accéléré (brevet publié sous le n° 2989157) et les étuves de conservation (tels que les brevets publiés sous le n°3020452, ou encore les n°3101003 et la demande n° FR2001361), aucun dispositif particulier n’a été envisagé aux fins de maintenir en température le flux libéré de (des) module (s) étuvage accéléré(s) vers les étuves de conservation. Au plus près de la connaissance, il convient de rappeler le brevet le brevet d’invention délivré sous le n°1402332, relatif à un module d’accouplement et de libération de plusieurs étuves de flux de soudure disposant d’une séquentialisation et un débit à la tête de soudure de 60 litres heures pendant 72 heures. Si ce dispositif parvenait à produire une liaison entre les modules d’étuvage accéléré et les dispositifs d’étuvage en continu selon un débit compatible aux besoins industriels en vigueur dans le domaine nucléaire, il ne réglait en rien la problématique de préservation thermique lors du transfert des modules d’étuvage accéléré vers les dispositifs d’étuvage et de conservation. Si bien que si chacun de ces équipements permettaient de garantir une température adéquate aux exigences réglementaires dans le domaine nucléaire pour le traitement des flux de soudure, le transfert du flux traité du (des) module(s) étuvage accéléré vers les étuves de conservation présentait un désagrément de maintien en température dans le fonctionnement général du Cerf selon la demande de brevet N° FR1800706 délivrée par l’INPI® sous le numéro FR3083468. Présentation de l’invention : l’invention est relative à un dispositif de transfert du flux (1)de soudure, apte à répondre aux exigences de maintien en température à plus ou moins 25°C durant la phase de transfert, caractérisé par : -Un répartiteur (a) en forme de « V » inversé, placé à l‘intérieur d’un caisson (f) isolé thermiquement (e), qui reçoit lui-même des résistances électriques (h), et au moins un capteur (l) et une régulation thermique (j), de telles façon à garantir une protection thermique du flux dans le caisson, le répartiteur (a) distribuant le flux de soudure en direction des dispositifs d’étuvage et de conservation (3) par l’intermédiaire des collecteurs dédiés (c ou d), - Ce répartiteur (a) est lui-même actionné par l’intermédiaire d’un vérin (g) et d’une tige (i) de mise en mouvement du répartiteur (a), ceci aux fins de diriger le flux vers le dispositif d’étuvage et de conservation (3) à remplir, - Au moins une résistance électrique(b) et une sonde de température (m), placées immédiatement sous le répartiteur (a) et reliés à une régulation (k), de façon à maintenir la température du flux en circulation sur le répartiteur, - Un asservissement (n) commun au(x) module(s) d’étuvage accéléré (2), au(x) module(s) d’étuvage et de conservation (3), et au module de transfert du flux (1), Plus particulièrement à l’asservissement (n), ce dernier détient un programme qui pilote les deux types de modules d’étuvage accéléré (2) et de dispositif(s) d’étuvage continu (3), ainsi que le module de transfert (1) par l’intermédiaire de régulations (k et j )placés sur ces équipements, selon un principe où la préconisation de température du flux déterminée par le fabrication de soudure, pilote le module d’étuvage accéléré (2) et libère le transfert vers le dispositif d’étuvage en continu (3) souhaité. Le nombre de modules d’étuvages accélérés (2) et de dispositifs d’étuvage et de conservation (3) dépendent de la taille du dispositif de traitement des flux de soudure tel qu’identifié dans le brevet d’invention délivré par l’INPI publié sous le n° 3083468. Dans ces conditions, le répartiteur (a) disposera d’une amplitude de déplacement circonstanciée au nombre et la taille des dites étuves. Vue du module de transfert avec le répartiteur desservant le dispositif d’étuvage et de conservation placé à droite, Vue du module de transfert avec le répartiteur desservant le dispositif d’étuvage et de conservation placé à gauche, Vue du module de transfert (1) placé entre le module d’étuvage accéléré (2) et le dispositif d’étuvage en continu (3) Glossaire : 1) module de transfert 2) module d’étuvage accéléré 3) dispositifs d’étuvage en continu a) répartiteur b) résistance électrique du répartiteur c) premier collecteur de distribution vers un dispositif d’étuvage et de conservation d) second collecteur de distribution vers un dispositif d’étuvage et de conservation e) isolation thermique du caisson f) caisson g) vérin du répartiteur h) résistances électriques du caisson i)tige du répartiteur j) régulation thermique du caisson k) régulation du répartiteur l) capteur du caisson m) capteur du répartiteur n) asservissement général Dispositif de transfert du flux (1)de soudure, apte à répondre aux exigences de maintien en température à plus ou moins 25°C durant la phase de transfert, caractérisé par : -Un répartiteur (a) en forme de « V » inversé, placé à l‘intérieur d’un caisson (f) isolé thermiquement (e), qui reçoit lui-même des résistances électriques (h), et au moins un capteur (l) et une régulation thermique (j), de telles façon à garantir une protection thermique du flux dans le caisson, le répartiteur (a) distribuant le flux de soudure en direction des dispositifs d’étuvage et de conservation (3) par l’intermédiaire des collecteurs dédiés (c ou d), - Ce répartiteur (a) est lui-même actionné par l’intermédiaire d’un vérin (g) et d’une tige (i) de mise en mouvement du répartiteur (a), ceci aux fins de diriger le flux vers le dispositif d’étuvage et de conservation (3) à remplir, - Au moins une résistance électrique(b) et une sonde de température (m), placées immédiatement sous le répartiteur (a) et reliés à une régulation (k), de façon à maintenir la température du flux en circulation sur le répartiteur, - Un asservissement (n) commun au(x) module(s) d’étuvage accéléré (2), au(x) module(s) d’étuvage et de conservation (3), et au module de transfert du flux (1). Dispositif de transfert de flux de soudure selon la revendication 1, caractérisé en ce que particulièrement à l’asservissement (n), ce dernier détient un programme qui pilote les deux types de modules d’étuvage accéléré (2) et de dispositif(s) d’étuvage continu (3), ainsi que le module de transfert (1) par l’intermédiaire de régulations (k et j )placés sur ces équipements, selon un principe où la préconisation de température du flux déterminée par le fabrication de soudure, pilote le module d’étuvage accéléré (2) et libère le transfert vers le dispositif d’étuvage en continu (3) souhaité.