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PROCEDE DE NETTOYAGE PAR PROJECTION DE PARTICULES
ET APPAREIL POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention s'inscrit dans le domaine du nettoyage de surfaces par projection de granules de matière et elle concerne un procédé de nettoyage par projections perfectionné ainsi qu'un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Un procédé connu pour nettoyer des surfaces consiste à projeter des particules solides de C02 (neige carbonique cristallisée) soit sous forme pellets, soit sous forme de cristaux provenant du grattage ou de l'écrasement de blocs de C02 solide. Les particules sont projetées soit mécaniquement par force centrifuge, soit pneumatiquement dans un flux d'air comprimé.
Cette technique est illustrée par exemple par les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 4.038. 786, 4.389. 820 (Fong), 4.744. 181 (Moore), 5.071. 289, 5.288. 028 (Spivak), 5.203. 794 (Stratford), 4.707. 951 (Gilbot), 4.965. 968 (Kelsall), 5.520. 572 (Opel et al).
La technique de projection de particules de C02 est un procédé de nettoyage à sec, inoffensif pour les machines et respectueux de l'environnement naturel, puisqu'il n'utilise ni solvants, ni agent de nettoyage et que le C02 sublime après impact. Cette technique est capable d'enlever toutes sortes de résidus tels que chimiques, de production, adhésifs,
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peintures, etc... sur de nombreux matériaux : matière plastique, béton, métaux, verre, bois et autres composites et elle trouve son application dans de nombreux secteurs industriels : chimique, alimentaire, matières plastiques, pneumatique, automobile, électronique, aéronautique, imprimerie, nucléaire, pharmaceutique, rénovation de machines et bâtiments, entretien général, etc.
La projection de particules de C02 sur les surfaces à nettoyer fragilise la couche de salissure en alliant choc thermique important, grande variation de volume et faible choc mécanique. Il y a donc peu de risques de détérioration des surfaces traitées. De plus, comme ce procédé ne laisse aucun résidus provenant des particules de C02, il est tout indiqué pour le nettoyage et la décontamination d'équipements de production"in situ", chauds et en fonctionnement.
Ce procédé possède néanmoins des limites d'application. Chaque nettoyage demande d'atteindre un certain seuil d'énergie pour être efficace. Si ce seuil est supérieur ou très faiblement inférieur à celui disponible par le procédé (par exemple pour enlever certaines peintures), ce procédé devient soit inopérant, soit trop lent et donc trop coûteux.
Pour les matières huileuses une approche systématique est nécessaire. On cherchera à pousser l'huile et la graisse vers un coin où ils peuvent être récupérés avec un chiffon, car l'huile et la graisse résistent bien aux chocs thermique et mécanique. Pour les oxydations, le choc thermique est inopérant car les facteurs de dilatation du métal et de son oxyde sont
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fort semblables. Dans ce cas, l'action mécanique est prépondérante.
Un autre procédé connu consiste à projeter un agent de décapage à base de bicarbonate de soude, comme par exemple l'ARMEX < s. Cette matière cristalline ininflammable, blanche et sans odeur, ne présente aucun danger pour la santé. Utilisée en conjonction avec l'ap-
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TM pareil de projection ACUSTRIP TM (système mouillé), elle élimine toute une variété de revêtements de substrats souples ou rigides. Concernant ce procédé, référence peut être faite aux brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 5081799, 5083402,5230185.
L'agent de décapage à base de bicarbonate de soude permet d'effectuer un nettoyage et un décapage sur le site. Il élimine les saletés, l'huile, la graisse, la peinture et les oxydes des surfaces en une seule opération. Toutefois, ce procédé présente divers inconvénients : - la consommation de produit décapant peut être im- portante (de 50 à 100 kg/h), - utilisée à sec, la projection de particules produit une énorme quantité de très fines poussières pro- venant de l'éclatement des particules de bicarbona- te de soude, ce qui limite son utilisation à des zones peu sensibles, de préférence à l'extérieur, - pour réduire cette formation de poussières, on injecte de l'eau (environ 2 à 3 l/min) dans la tubulure de la lance (système mouillé) et dans ce cas, le système n'est plus un système de nettoyage à sec,
ce qui limite son utilisation à des zones ou l'humidité est acceptée,
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- sur certaines surfaces, l'utilisation d'un produit décapant peut être abrasive, et donc abîmer les surfaces délicates.
L'invention vise à éliminer les inconvénients des techniques connues par un procédé perfectionné.
Ce procédé suivant l'invention consiste à ajouter au flux de particules solides de C02, une quantité prédéterminée relativement faible d'un agent décapant, par exemple un produit à base de bicarbonate de soude. La quantité d'agent décapant ajoutée est par exemple de 12,5 à 50 g/minute pour un débit de particules de C02 de 10 à 100 kg/heure environ. Même à très faible dosage, l'ajout de l'agent décapant permet une nette augmentation de l'action mécanique de nettoyage par les particules de C02, et permet par exemple le décapage de peintures, l'enlèvement d'oxydes ou l'élimination de recouvrements très résistants. L'ajout de l'agent décapant, même à très faible dose, permet également un dégraissage des surfaces traitées, ce qui n'est pas possible avec les seules particules de C02.
Comme le dosage de l'agent décapant est très faible, ce procédé peut être utilisé à sec sans ajout d'eau, et sans qu'il n'y ait production importante de poussières. En fait, la quantité de produit décapant ajoutée reste généralement inférieure ou égale à la quantité de salissures retirées.
L'invention a également pour objet un appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.
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L'invention est exposée plus en détail dans ce qui suit à l'aide de dessins dans lesquels : la figure 1 illustre schématiquement la mise en oeuvre de l'invention dans un premier mode de réalisation ; la figure 2 illustre schématiquement la mise en oeuvre de l'invention dans un deuxième mode de réalisation ; la figure 3 représente, à plus grande échelle, un détail du dispositif montré dans la figure 2.
La mise en oeuvre du procédé suivant l'invention se fait en fonction du système d'incorporation des granules de C02 solide dans le flux d'air comprimé.
Dans un premier cas, illustré en figure 1, les particules solides de C02 (provenant du grattage d'un bloc ou sous forme de pellets) sont aspirées dans le flux d'air comprimé par le passage de celui-ci dans un venturi se trouvant juste en amont de la lance de projection. Se reportant à la figure 1, le signe de référence 10 désigne un appareil de production de particules, connu en soi, ayant une tuyère de sortie 11 pour les particules de C02 solide, le signe de référence 12 désigne la conduite d'aspiration des particules vers une lance 15, le signe de référence 14 désigne une conduite d'arrivée d'air comprimé dans la lance 18. Les conduites 12 et 14 s'ouvrent dans le venturi associé à la lance.
Conformément à l'invention, une quantité d'agent décapant est ajoutée à dose faible au flux des particules de C02. A cet effet, à l'appareil de production
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de particules 10 est adjoint un dispositif 20 comprenant essentiellement un réservoir cylindrique 21 à base conique, contenant par exemple 5 kg environ d'agent décapant, se trouve fixé entre la tuyère 11 et la conduite d'aspiration 12. Sous le cône du réservoir 21 se trouve une vanne de fermeture 23, manuelle ou à commande pneumatique. Dans le cas d'une commande pneumatique, celle-ci est reliée directement en parallèle au circuit de commande pneumatique provenant de la gâchette de la lance.
La vanne 23 communique avec un dispositif de dosage 25 de l'agent décapant, lequel dispositif communique par une conduite transparente 26 avec un raccord en T 27, placé entre la tuyère il et la conduite d'aspiration 12. Lors de l'ouverture de la vanne 23, l'agent décapant dont le débit est régulé par le dispositif de dosage 25, tombe par gravité dans la conduite 12, où il est aspiré avec les particules de C02 vers le venturi de la lance 15, avant d'être projeté, mélangé au C02, sur la surface à traiter. La conduite transparente 26 entre le dispositif de dosage 25 et le raccord 27 permet de visualiser pour l'opérateur le flux d'agent décapant et, le cas échéant, un blocage par un corps étranger dans le dispositif de dosage.
Si l'agent décapant n'est pas d'excellente granulométrie, il est possible de placer contre la paroi du réservoir 21 un petit vibreur pneumatique 22, commandé en même temps que la vanne 23 et qui, par ses vibrations, évite la formation d'un pont de matière dans le réservoir 21.
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L'ensemble du dispositif 20 est conçu de manière à pouvoir être connecté rapidement à l'appareil de production de particules 10 sans nécessiter d'outil particulier. Ceci permet de convertir en quelques minutes un appareil existant en appareil pour la mise en oeuvre de l'invention.
Dans un autre mode d'application, illustré en figure 2, les particules de C02 solide (provenant du grattage d'un bloc ou sous forme de pellets) sont introduites dans le flux d'air comprimé par un système d'écluse se situant sur l'appareil de production de particules, généralement sous le récipient contenant ou produisant les particules de C02.
Dans ce cas, l'appareil de production de particules 10, connu en soi, a une tuyère sortie 11 qui délivre le flux d'air comprimé chargé de particules de C02.
Le dispositif 30 suivant l'invention est fixé à l'appareil de production de particules, juste audessus de la connexion de la conduite d'aspiration 12 vers la lance.
Le réservoir 31 contenant l'agent décapant est conçu pour résister à la pression maximum admise dans le système d'air comprimé de l'appareil de projection.
L'orifice de sortie 33 du réservoir communique avec un dispositif de dosage 25 fixé par une conduite 26 à un raccord en T 27 placé entre la tuyère 11 et la conduite d'aspiration 12 vers la lance. Sur cette même conduite 12, et à la suite du raccord 27, se trouve un deuxième raccord en T 28 auquel est connectée une conduite souple 29 allant vers une entrée d'air comprimé 35 du réservoir 31.
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Cette entrée d'air comprimé 35 est connectée à un coulisseau creux 36 (voir figure 3) sur lequel est monté un cône 37 fermant l'orifice de remplissage 38 du réservoir 31.
Lorsque la conduite d'aspiration 12 est mise sous pression, la pression communiquée par la conduite 29 soulève le cône 37 et le pousse fermement contre l'orifice de remplissage 38 du réservoir. Comme le cône 37 se dégage alors légèrement de son coulisseau 36, l'air comprimé provenant de la conduite 12 met le réservoir 31 sous pression. En fait, un équilibre de pression s'effectue entre la conduite 12 et le réservoir 31 contenant l'agent décapant. Celui-ci peut alors s'échapper par le dispositif de dosage 25 pour être incorporé dans le flux d'air comprimé contenant les particules de C02, passant dans la conduite d'aspiration 12.
Si l'agent décapant n'est pas d'excellente granulométrie, il est possible de placer contre la paroi du réservoir 31 un petit vibreur pneumatique 32 qui, par ses vibrations, évite la formation d'un pont de matière dans le réservoir.
L'ensemble du dispositif 30 est conçu de manière qu'il puisse être connecté à l'appareil de projection, sans nécessiter d'outil particulier, et avec des connexions rapides. Ceci permet de convertir en quelques minutes un appareil de projection existant en appareil pour la mise en oeuvre de l'invention.
Les modes de réalisation illustrés sur les dessins et décrits ci-avant sont des exemples nullement limita-
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tifs servant à illustrer le principe de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. Des variantes d'exécution sont possibles et relèvent de la compétence normale de l'homme du métier.
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PARTICLE SPRAY CLEANING PROCESS
AND APPARATUS FOR IMPLEMENTING THIS PROCESS The present invention is in the field of cleaning surfaces by spraying granules of material and it relates to an improved spray cleaning process as well as an apparatus for carrying out this process.
A known method for cleaning surfaces consists in projecting solid particles of CO 2 (crystallized carbon dioxide snow) either in the form of pellets or in the form of crystals originating from the scraping or crushing of blocks of solid CO 2. The particles are projected either mechanically by centrifugal force, or pneumatically in a stream of compressed air.
This technique is illustrated, for example, by United States patents No. 4,038. 786, 4.389. 820 (Fong), 4.744. 181 (Moore), 5.071. 289, 5.288. 028 (Spivak), 5.203. 794 (Stratford), 4.707. 951 (Gilbot), 4.965. 968 (Kelsall), 5.520. 572 (Opel et al).
The C02 particle projection technique is a dry cleaning process, harmless to machines and respectful of the natural environment, since it uses neither solvents nor cleaning agents and the C02 sublimes after impact. This technique is capable of removing all kinds of residues such as chemical, production, adhesives,
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paints, etc ... on many materials: plastic, concrete, metals, glass, wood and other composites and it finds its application in many industrial sectors: chemical, food, plastics, pneumatics, automotive, electronics, aeronautics, printing, nuclear, pharmaceutical, renovation of machines and buildings, general maintenance, etc.
The projection of C02 particles on the surfaces to be cleaned weakens the dirt layer by combining significant thermal shock, large volume variation and low mechanical shock. There is therefore little risk of deterioration of the treated surfaces. In addition, as this process leaves no residue from the CO 2 particles, it is suitable for cleaning and decontaminating production equipment "in situ", hot and in operation.
This process nevertheless has application limits. Each cleaning requires reaching a certain energy threshold to be effective. If this threshold is higher or very slightly lower than that available by the process (for example to remove certain paints), this process becomes either ineffective, or too slow and therefore too expensive.
For oily materials a systematic approach is necessary. We will try to push the oil and grease to a corner where they can be recovered with a cloth, because the oil and grease resist thermal and mechanical shocks well. For oxidations, the thermal shock is ineffective because the expansion factors of the metal and its oxide are
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very similar. In this case, the mechanical action is predominant.
Another known method consists in spraying a stripping agent based on baking soda, such as for example ARMEX <s. This non-flammable, white, odorless, crystalline material poses no health hazard. Used in conjunction with the ap-
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TM same projection ACUSTRIP TM (wet system), it eliminates a variety of coatings of flexible or rigid substrates. Regarding this process, reference can be made to United States patents No. 5081799, 5083402,5230185.
The baking soda stripping agent allows cleaning and pickling on site. It removes dirt, oil, grease, paint and oxides from surfaces in one operation. However, this process has various drawbacks: - the consumption of pickling product can be significant (from 50 to 100 kg / h), - used dry, the projection of particles produces an enormous amount of very fine dust coming from the shattering of the baking soda particles, which limits its use to insensitive areas, preferably outside, - to reduce this formation of dust, water is injected (approximately 2 to 3 l / min) in the nozzle of the lance (wet system) and in this case, the system is no longer a dry cleaning system,
which limits its use to areas where humidity is accepted,
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- on certain surfaces, the use of a stripping product can be abrasive, and therefore damage delicate surfaces.
The invention aims to eliminate the drawbacks of known techniques by an improved process.
This method according to the invention consists in adding to the stream of solid particles of CO 2, a predetermined relatively small amount of an etching agent, for example a product based on baking soda. The amount of pickling agent added is, for example, from 12.5 to 50 g / minute for a flow rate of CO 2 particles of approximately 10 to 100 kg / hour. Even at very low dosage, the addition of the stripping agent allows a clear increase in the mechanical cleaning action by the particles of C02, and allows for example the stripping of paints, the removal of oxides or the elimination very resistant covers. The addition of the stripping agent, even at very low doses, also allows degreasing of the treated surfaces, which is not possible with CO 2 particles alone.
As the dosage of the pickling agent is very low, this process can be used dry without adding water, and without any significant production of dust. In fact, the amount of stripper added generally remains less than or equal to the amount of soil removed.
The invention also relates to an apparatus for implementing the method according to the invention.
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The invention is explained in more detail below with the aid of drawings in which: FIG. 1 schematically illustrates the implementation of the invention in a first embodiment; FIG. 2 schematically illustrates the implementation of the invention in a second embodiment; FIG. 3 represents, on a larger scale, a detail of the device shown in FIG. 2.
The implementation of the process according to the invention is done according to the system of incorporation of the granules of solid CO 2 in the flow of compressed air.
In a first case, illustrated in FIG. 1, the solid particles of C02 (coming from the scraping of a block or in the form of pellets) are sucked into the flow of compressed air by the passage of the latter in a venturi located just upstream of the projection lance. Referring to FIG. 1, the reference sign 10 designates a particle production apparatus, known per se, having an outlet nozzle 11 for solid CO 2 particles, the reference sign 12 designates the suction pipe for the particles towards a lance 15, the reference sign 14 designates a compressed air inlet pipe in the lance 18. The pipes 12 and 14 open in the venturi associated with the lance.
In accordance with the invention, an amount of pickling agent is added in a low dose to the flow of the CO 2 particles. For this purpose, to the production apparatus
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of particles 10 is added a device 20 essentially comprising a cylindrical reservoir 21 with a conical base, containing for example approximately 5 kg of pickling agent, is fixed between the nozzle 11 and the suction pipe 12. Under the cone of the reservoir 21 there is a closing valve 23, manual or pneumatically controlled. In the case of a pneumatic control, this is connected directly in parallel to the pneumatic control circuit coming from the trigger of the lance.
The valve 23 communicates with a metering device 25 for the pickling agent, which device communicates by a transparent pipe 26 with a T-connector 27, placed between the nozzle 11 and the suction pipe 12. When the opening of the valve 23, the pickling agent, the flow rate of which is regulated by the metering device 25, falls by gravity into the pipe 12, where it is sucked with the CO 2 particles towards the venturi of the lance 15, before being sprayed , mixed with C02, on the surface to be treated. The transparent pipe 26 between the metering device 25 and the connector 27 makes it possible to visualize for the operator the flux of pickling agent and, if necessary, a blockage by a foreign body in the metering device.
If the pickling agent is not of excellent particle size, it is possible to place against the wall of the tank 21 a small pneumatic vibrator 22, controlled at the same time as the valve 23 and which, by its vibrations, prevents the formation of 'a material bridge in the tank 21.
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The entire device 20 is designed so that it can be quickly connected to the particle production apparatus 10 without requiring any particular tool. This makes it possible to convert an existing device into a device for implementing the invention in a few minutes.
In another application mode, illustrated in FIG. 2, the particles of solid CO 2 (coming from scraping a block or in the form of pellets) are introduced into the compressed air flow by a lock system located on the particle production apparatus, generally under the container containing or producing the CO 2 particles.
In this case, the particle production apparatus 10, known per se, has an outlet nozzle 11 which delivers the flow of compressed air charged with CO 2 particles.
The device 30 according to the invention is fixed to the particle production apparatus, just above the connection of the suction line 12 to the lance.
The reservoir 31 containing the pickling agent is designed to withstand the maximum pressure admitted into the compressed air system of the projection apparatus.
The outlet orifice 33 of the reservoir communicates with a metering device 25 fixed by a pipe 26 to a T-connector 27 placed between the nozzle 11 and the suction pipe 12 towards the lance. On this same pipe 12, and following the connector 27, there is a second T-connector 28 to which is connected a flexible pipe 29 going towards a compressed air inlet 35 of the tank 31.
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This compressed air inlet 35 is connected to a hollow slide 36 (see FIG. 3) on which is mounted a cone 37 closing the filling orifice 38 of the reservoir 31.
When the suction line 12 is pressurized, the pressure communicated by the line 29 lifts the cone 37 and pushes it firmly against the filling orifice 38 of the reservoir. As the cone 37 then slightly emerges from its slide 36, the compressed air coming from the pipe 12 puts the reservoir 31 under pressure. In fact, a pressure balance takes place between the line 12 and the reservoir 31 containing the pickling agent. This can then escape through the metering device 25 to be incorporated in the compressed air flow containing the CO 2 particles, passing through the suction line 12.
If the pickling agent is not of excellent particle size, it is possible to place against the wall of the tank 31 a small pneumatic vibrator 32 which, by its vibrations, prevents the formation of a material bridge in the tank.
The entire device 30 is designed so that it can be connected to the projection apparatus, without requiring any particular tool, and with quick connections. This makes it possible to convert an existing projection device into a device for implementing the invention in a few minutes.
The embodiments illustrated in the drawings and described above are examples in no way limita-
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tifs used to illustrate the principle of implementation of the method according to the invention. Variants of execution are possible and fall within the normal competence of a person skilled in the art.