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" Perfectionnements à la clarification des fluides de refroi- dissement"
La présente invention est relative à un procède pour la modification de la matière par des moyens mécaniques, dans tous les cas où l'emploi d'un liquide de graissage et de re- froidissement pour faciliter les opérations de modification est possible, ainsiqu'à un appareil'pour mettre en oeuvre ce procédé L'invention se rapporte plus particulièrement à un procède et à un appareil pour l'élimination des matières etrangères contenues dans les liquides refroidisseurs et graisseurs utilisés dans les diverses opérations de modifica- tion de la matière-
L'industrie moderne utilise un grand nombre d'opérations au cours desquelles des objets divers sont soumis à un traite- ment mécanique,
en général pour modifier leurs dimensions et leur forme- On peut citer comme exemples les opérations bien connues que sont le brossage, le polissage, le découpage, le perçage, l'étirage, le filage le moulage, le fraisage, le' laminage, le sciage, le filetage, le taraudage, etc.. Certaines
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de ces opérations peuvent ne modifier que la surface externe, comme dans le meulage au le fraisage d'une pièce à la cote d sirée, au dans le filetage de la boulonnerie. Dans d'autres cas, une partie de la matière peut être enlevée sans altération sensible des surfaces externes conne dans les opérations de perçage, d'alésage et de taraudage.
Dans d'autres cas encore, la forme de l'objet peut' être entièrement altérée, comme dans le cas d'une ébauche façonnée par étirage, filage, laminage au par les opérations analogues*
Quels que soient la nature et le but de ces opérations, et quelle que soit la nature de la matière travaillée, métaux, alliages, matières plastiques, verre, caoutchouc, mica, porce- laine, produits fibreux, au toute autre matière susceptible d'être transformée par les traitements envisagés ici, il @ a une caractéristique commune:
c'est réchauffement à la fois de la matière traitée et de l'outil, sous l'influence du frottement produit-
Ce dégagement de chaleur est néfaste car il amène cer- taines difficultés dans la mise en oeuvre des opérations de modification de la matière- Parmi ces difficultés citons par exemple: l'émcussage et l'usure plus rapides des outils: la difficulté d'obtenir les cotes exactes par suite de la dila- tation thermique: là détérioration et la cassure des pièces en usinage dûes à l'inégalité des iilatations thermiques: une consolation exagérée d'énergie:
une corrosion exagérée et la nécessita de travailler à des vitesse et à des pressions assez basses peur éviter un échauffement excessif*
En autre,il se produit dans presque tous les cas Une accumulation de ce qu'on pourra désigner, dans le cours de la présente description, sous le non de déchets. Ces déchets peuvent comprendre des particules, copeaux, esquilles ou tour- nures de la matière elle-même, comme dans les opérations de
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découpage et de meulage, ou des particules de l'outil comme dans le cas du moulage.
Ils peuvent encore comprendre des produits de corrosion au d'oxydation tels que la rouille dans l'usinage du fer et de l'acier de la calamine, comme dans le laminage ou l'étirage des métaux, ou des pellicules d'oxydes comme il s'en produit au cours de l'étirage ou de l'embcutissa- ge du cuivre, des laitons, du fer, de l'aluminium, etc. Les déchets solides tels que les copeaux, esquilles, tournures, poussières, sable, etc.., doivent être évacués du voisinage de la pièce et de l'outil pour faciliter le travail- De même, il faut soit empêcher la formation des produits d'oxydation et de corrosion, soit les éliminer par la suite pour obtenir l'objet fini.
C'est en grande partie en raison de ces caractéristiques l'chauffment et d'accumulation de déchets, qu'il est devenu de pratique courante dans la technique de l'usinage de la matière, d'utiliser des fluides de graissage et/ou de refroi- dissement pour faciliter les opérations d'usinage. L'emploi de ces fluides de graissage et de refroidissement est destiné à remplir une ou plusieurs fonctions différentes, telles que : fournir une lubrification entre l'outil et la pièce en usinage; réduire la consommation d'énergie au cours de l'opération,. augmenter la vie utile de l'outil; assurer une bonne finitian et un dimensionnement précis; prévenir la corrosion ou l'oxy- dation et évacuer les copeaux, les esquilles, le sable, les poussières, etc.
Dans certains cas c'est la fonction de refrci- dissement qui est la plus importante, tandis que dans d'autres, ce sera le graissage qui entrera avant tout en considération.
Dans la grande majorité des cas, cependant, le fluide utilisé remplit à la fois les rôles de refroidisseur et de graisseur, et c'est pourquoi nous utiliserons dans la présente description et le résumé les expressions "fluide graisseur et refroidisseur'
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et simplement "refrodisseur" pour désigner ces fluides en général*
La nature et la compostion de ces fluides graisseurs et refroidisseurs sent presqu'aussi variables que les opéra- tions pour lesquelles on les emploie* Ils peuvent comprendre un fluide simple, lreau étant communément employée, par exem- ple, dans les opérations telles que le meulage/ au le découpage du caoutchouc et des salières plastiques; le pétrole lampant, le fuel oil, la térébenthine et les produits analogues, pour le travail du verre et de la céramique.
L'eau est aussi d'un usage courant dans les opérations d'étirage, de filage, et de laminage des métaux en particulier. Dans d'autres cas an emploie souvent une solution alcaline telle que les solutions aqueuses de carbonate de soude et/ou de savon. Dans d'autres cas encore, l'emploi d'huiles telles que les huiles minérales et les huiles grasses du type du lard et de la graisse de cétacés, du suif ou d'un mélange d'huiles minérales et d'huiles crasses s'est révélé avantageux.
Un autre type encore de refroidisseur couramment rencon- tré est la soi-disant émulsion dt"huile soluble". Ce type d'émulsions étant celui que l'on emploie le plus courammeent dans le decoupage, le soulage et l'emboutissais des métaux et alliages, opérations pour lesquelles elles furent primitive- ment préparées, on les désigne couramment sous le nom d'"huiles de coupe" Ces émulsions contiennent généralement des solutions de diverses graisses brutes saponifiées, divers savons tels que le savon d'acajeu, les savons d'acides gras, les savons à l'acide naphthénique, divers lubrifiants, les sulfonates et les sulfates de benzène, les huiles sulfanatées, etcc.,des agents de mouillage, des anti-oxydants, des diluants, etc.,
coupés d'eau et émulsionnés-
Dans tous les eas, cependant, le refroidisseur amasse
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rapidement et se contamine d'une quantité considérable de déchets. Or ceux-ci possèdent souvent une certaine valeur intrinsèque, comme c'est le cas par exemple des copeaux de cuivre, de bronze, d'aluminium, de magnésium, etc...et il est souvent avantageux de les récupérer du fluide.
Un motif plus important encore pour enlever ces matières de déchet réside dans le fait que leur présence empêche toujours le refroidis- seur de remplir efficacement le rôle qui lui est assigné, soit parce que la présence de corps étrangers dans le fluide reduit les pouvoirs refroidisseur et graisseur de celui-ci, soit que ces corps étrangers éraflent et détériorent la surface de la pièce usinee @ Une autrè cause d'ennui entravant l'action du refroidis- seur intervient dans l'emploi des huiles et emulsions. Bile est causée par la dissociation et la précipitation en boues, du fait de l'échauffement du au frottement, .des huiles elles- mêmes ou des huiles, savons ou autres constituants des refroi- disseurs du type à émulsion.
Ses boues ont une influence di- recte sur le bon fonctionnement du refroidisseur, car non seulement elles en modifient le pouvoir refroidissent, mais encore elles entraînent une chute brutale de son pouvoir lubrifiant-
Quand le refroidisseur est constitue par un fluide tel que l'eau, c'est la récupération des matières étrangères pour leur valeur intrinsèque qui forme en général la raison essen- tielle du traitement qu'on lui fait subir.
Ceci est particu- lièrement vrai, par exemple, dans les cas tels que l'étirage des fils où le bain refroidisseur se charge d'une quantité considérable d'oxydes et de sels métalliques, et de particules de métal.Des exemples analogues de'cas où la r4eupération des matières peut se révéler avantageuse se présentent dans les opérations de laminage, le décapage, le decalaminage. D'un
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autre coté, dans beaucoup d'installations il est très avan- tageux du même indispensable de purifier les eaux deja employées pour le refroidissement, en vue,*de leur réutilisation, Ceci est surtout vrai avec l'emploi de grands volumes d'eau.
Dans le cas d'un fluide graisseur et refroidisseur com- posé, le fluide lui-même présente une valeur réelle et appré- aiable, et sa réutilisation. est un facteur important dans la conduite économique de l'opération'' Ceci est particulièrement important, par exemple, dans les cas où l'on utilise des huiles comme bains d'evacuation, d'immersion, de refroidissement au de lavage ou encore lorsque l'on emploie des émulsions du type huile soluble pour la coupe, le perçage, le meulage, le fraisage, été-, des métaux.
La présence des matières étrangè- res, cependant, restreint sensiblement les possibilités de réutilisation des fluides refrcidisseurs Il existe, par censé- quent, un besoin réel d'un procédé et appareil pour la puri- fication des fluides refroidisseurs, soit en vue de permettre leur réutilisation, soit pour récupérer les matières de valeur qui les contaminent, ainsi que le prouve le fait qu'un grand nombre de fabricants, malgré beaucoup d'efforts et de reeher- ahes sur le]3 procédés de purification, continuent encore à rejeter entièrement leurs bains de refroidissement après une brève période d'emploi Le vidage périodique des intervalles de huit heures ou moins n'est nullement exceptionnel,
surtout dans l'usinage de précision-
On n'a trouvé jusqu'ici aucun procédé ni aucun appareil satisfaisant, efficace et économique pour effectuer ces opéra- tions d'usinage en conjonction avec le traitement de ces flui- des graisseurs refroidisseurs, en vue d'en évacuer les dechets et impuretés* On a utilisé des cuves de décantation. Dans beaucoup de dispositifs standard pour le meulage et l'usinage, de telles cuves constituent une partie integrante de la machine.
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Dans d'autres cas on a essayé des installations centrales d.e décantation. Cependant, ni les dispositifs individuels, ni les centrales de décantation ne se sont revelés satisfaisants, surtout parce que les quantités élevées de déchets à. éliminer exigent soit des capacités de cuves impraticables. soit des arrêts fréquents dans les opérations d'usinage pour le nettoya- ge des cuves de décantation individuelles' Dans les deux procédés, on gaspille des quantités importantes de fluide au cours de son, épuration-
La séparation par centrifugation a également été tentée nais n'a pas entièrement réussi pour plusieurs raisons- Farmi les plus gênantes on peut citer:
l'appareillage comparativement important nécessaire pour manutentionner de grands volumes de liquide, la difficulté d'application de ce procédé d'épuration aux machines-outils individuelles, et le démontage périodique de l'appareillage nécessite par le nettoyage de la centrifu- geuse- La filtration aussi s'est révélée impraticable, aussi bien à cause de l'équipement nécessaire, de la fréquence né- cessité de nettoyages periodiques, que du fait que parmi les matières utilisées comme fluides refroidisseurs ou se trouvant dans ceux-ci à l'état d;
impuretés, à l'état surtout de parti- cules extrêmement fines, beaucoup ne sont pas susceptibles d'être filtrées avec succès.Certains milieux filtrants tels que le crin, la fibre, etcs, peuvent être provisoirement nettoyés par contre-courant mais deviennent en fin de compte obstrués au point d'exiger leur remplacement.
La présente invention a ainsi pour but à la fois de fournir un appareil et un procédé pour effectuer les opérations d'usinage et pour en même temps éliminer les déchets contenus dans le fluide refroidisseur et graisseur d'une manière simple et efficace. D'une façon générale ceci est obtenu en disposant un circuit ferme comprenant un Appareil d'usinage de la matière,
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une alimentation en fluide refroidisseur et une, cellule de flottation.
Ces trois éléments, à savoir l'appareil d'usinage, le dispositif d'alimentation en fluide et la cellule de flottation constituent les parties essentielles du circuit suivant la présente invention- Leur disposition relative -exacte peut varier en fonction des donnes du problème. Ainsi, le fluide ¯ refroidisseur peut être stocké dans un réservoir et la pièce, après usinage peut être passée dans et/ou à travers lefluide,
Ceci a lieu, par exemple, dans les opérations telles que l'étirage, ou dans les cas où l'on utilise un bain de décapage et de lavage. Dans les cas semblables, le fluide refroidisseur passe directement du reservoir dans la cellule de flottation et le fluide épuré 7 retourne.
D'un autre côté, le refroidisseur en provenance du ré- servoir d'alimentation peut être vers ou projeta sous forme pulvérisée sur la pièce en cours d'usinage et éventuellement sur l'outil pendant l'opération, d'usinage. Cette disposition sera utile, par exemple, dans les operations où le fluide ne sert pas seulement à refroidir et à lubrifier, mais aussi à évacuer les déshets de la zone de travail. Elle sera utile aussi lorsque l'action refroidissante a une importance primor- diale et que le fluide est projeté ou versé sur des matrices, des cylindres, des paliers, etc.
Dans ces cas le refroidisseur est recueilli et envoyé à la cellule de flottation, épuré, et renvoyé au réservoir d'alimentation-
L'emploi, de la manière indiquée, d'une cellule de flottation pour l'élimination des déchets du fluide de rais- sage et de refroidissement s'est revélécomme satisfaisant aux exigences posées par le problème que la présente invention cherchait résoudre.
Dans la demande de brevet déposée simul- @ tazement par la demanderesse. et à laquelle on se réfère ci-
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dessus, on a indiqué qu'un appareil de flottation pouvait être utilisé avec succès paur l'élimination et la récupération des décrets provenant d'un fluide de graissage et de refroi- dissement du type à émulsion dans les opérations d'usinage des métaux- Suivant la présente invention, les indications données dans cette demande susmentionnée peuvent être étendues pour inclure non seulement les refroidisseurs du type à émulsion, mais aussi ceux consistant en un fluide simple, tel que l'eau ou des solutions aqueuses de matières alcalines, ou encore les huiles employées soiseules soit en mélange avec d'autres huiles.
Conformément à la présente invention, on peut employer la flottation par la motrsse non seulement pour séparer du fluide les particules métalliques, mais aussi' pour la sépara- tion et la récupération de matières non métalliques telles que le caoutchouc, le verre,' les matières plastiques, les céra- miques et similaires-
A la fois le circuit d'appareillage et le procédé qui font l'objet de la présente invention sont très souples, con- ferant ainsi à l'invention un avantage important en ae que les dispositifs pour modifienla matière a. incorporer dans le air- cuit opératoire peuvent 'être pratiquement de n'importe quel type.
Ce type pourra avoir par exemple comme fonction essen- tielle d'effectuer une opération de coupe, telle que tournage, fraisage, perçage, et , Ou bien cette fonction pourra être le meulage. Ou encore cette fonction peut consister à déformer complètement la pièce comme cela se produit sous l'action des matrices, des filières et des cylindres employés dans l'em- bcutissage, le filage et le laminage'
Une autre caractéristique importante de l'invention est qu'elle ne se limite pas à l'emploi d'une cellule de flottation fonctionnant suivant un principe bien déterminer Elle peut être d'un type strictement mécanique, l'air étant introduit par
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agitation,
os du type à cascade dans lequel l'air est introduit lors de la chute de la masse. De bons résultats peuvent être obtenus par l'emploi de cellules à aération par en-dessous, dans lesquelles l'air est introduit dans la nasse soit au mcyen d'une aspiration créée par les organes en mouvement de la machine, soit par une injection sous pression en-dessous de la surface liquide.
Dans d'autres des encore, on peut ajouter au fluide refroidisseur des salières produisant un dégagement gazeux, et se servir de ce gaz pour la flottation des déchets Ce procédé peut être complété si on le désire par une agitation mecanique ou l'application d'une dépression* Dans quelques cas, comme dans celui des opérations de meulage,
le fluide refroi- disseur est bien aéré et l'emploi d'une cellule à vide simple est amplement suffisant' Il est facile de se procurer de l'appareillage standard de nombreux types différents* La plus grande partie du travail de mise au point a été fait au moyen d'un appareil de flottation Fagergren et d'excellents résultats furent obtenus*
En plus du fait que le procédé et l'appareillage préco- nisés par la présente invention ne se limitent pas à un type donné de cellule de flottation, ils fournissent aussi une disposition extrêmement souple convenant . des emplois dans des domaines très différents- Des types variés d'appareils de flottation sont disponibles sur le marché, avec des capacités très variables.
Il est par suite à. la fois possible et commode d'utiliser pour chaque machine à usiner la matière un circuit à flcttaion par la mousse ayant une capacité en conséquence.
Ainsi par exemple, dans une installation industrielle compre- nant un certain nombre de -machines travaillant des matières de nature différente, dont les copeaux ou les déchets possèdent vue valeur intrinsèque, chacune de ces machines pourra être accompa@née de son appareil de flottation individuel. De cette
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façon, les déchets provenant des diverses matières peuvent être récupérés séparément si cela est avantageux.
D'un autre côté, on peut avoir un grand nombre de machines effectuant des opérations différentes sur une matière unique.
Alors tout le déchet pourra être récupère au moyen d'une installation centrale, même si le circuit fermé de l'appareil de flottation comprend un rand nombre de machines-outils de types identiques au variés- Il est non moins évident que si le melange de déchets provenant de matières différentes ne pré- sente pas d'inconvénient, ou encore s'il est inévitable, on pourra avoir une installation centrale comprenand des machines présentant non seulement des types différents, mais travaillant aussi des matières diversesd
Un autre avantage du procédé et de l'appareillage est que leur utilisation est d'un bon rendement, qu'ils soient employés en marche continue ou par campagnes.. En consequence,
un appareil de flottation unique pourra être disposé en cir- cuit fermé avec une ou plusieurs machines-outils pendant un temps suffisant pour Epurer le refroidisseur utilisé dans ces machines, ensuite débranche et remis en circuit pour fonction- ner avec d'autres machines.- De même, le procédé et le circuit d'appareillage ne se limitent pas à l'emploi d'un appareil de flottation unique, znais peut comporter l'emploi d'un certain nombre d'appareils de flottation fonctionnant soit en parallèle soit en série'
Dans les.
procédés de flottation par la mousse, tels qu'on les met en ceuvre dans les opérations' de préparation des mine- rais, l'on emploie couramment des agents de maussage, d'acti- vation et de transformation divers, pour augmenter la quantité de solides pouvant être flottés au pour accroître la sélecti- vité du procédé, de telle façon qu'on ne fasse flotter seule- ment que certaines parties utiles- ordinairement des problèmes
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de ce ;enre ne se poseront pas dans l'épuration des fluides de refroidissement, où le problème consiste à évacuer prati- quement la totalité des Natives solides.
Le probleme de la flottation peut présenter des aspects très varies, à la fois parce que la composition de fluide de refrodissement lui-même peut varier, et parce que la nature des inpuretés qu'il con- tient dépend de l'emploi qui en a été fait-
Les refrcidisseors du type à émulsion présentent généra- lement le problème le plus simple, parmi ceux-ci beaucoup sent constitues d'huile ecntenant divers savons.
On constate fré- quemment que des échantillons d'émulsion souillée .moussent facilement lorsqu'ils sont soumis à l'action de l'appareil de flottation, et qu'il est possible d'obtenir une concentration suffisante sans qu'on ait à recourir à des réactifs supplé- mentaires' lorsque le constituant huile d'un fluide refroi- disseur don@é présente un pareil pouvoir moussant et se révèle bon collecteur des impuretés,.il est souvent possible d'en tirer plein profit en ajoutant de petites quantités de cette huile au cours de l'opération de flottation- Cas additions servent ainsi un double but:
activer la flottation et contri- 'buer à l'épuration du fluide, et régénérer en même temps la teneur en huile du fluide: Une tlle régénération périodique est nécessaire par suite des pertes par renversement, par adhérence aux pièces usinées, etc- L'appareil de flottation constitue un moyen efficace pour disperser l'huile d'apport dans le fluide*
Avec d'autres types de refroidisseurs, néanmoins, la flcttation peut exiger l'emploi de réactifs pour séparer avec- efficacité certaines impuretés de valeur. Pour opérer avec succès, il faudra alors avoir recours à certains réactifs ou à certaines combinaisons de réactifs spéciaux à la flottation par la mousse.
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Ce cas se présente généralement lorsque le fluide re- froidiseur est constitué par de l'eau au une solution aqueuse., L'eau n'a elle-même aucun pouvoir de collectage appréciable et les constituants habituels des solutions aqueuses com- prennent rarement des substances susceptibles de former une mousse convenable'Le recours à des réactifs d'un genre ou d'un autre sera presque sûrement nécessaire*
Les refrcidisseurs du type eau-huile non miscible posent un problème supplémentaire. Généralement ces huiles moussent quand elles sont soumises à l'action de l'appareil de flotta- tion. Mais cette mousse n'a guère ou pas de pouvoir collecteur..
La simple addition d'un réactif de flottation du type ordinaire ne résout pas en général le problème, car l'effet de surface, grâce auquel la flottation par la mousse avec l'aide des ré- actifs courants permet d'aboutir à une concentration satisfai- sante, parait ne pas être présenté par l'huile, ou être inhibé du fait de celle-ci. Conformément à la présente invention, l'on a découvert que ces huiles, bien que d'ordinaire insolubles dans l'eau et non miscibles avec celle-ci, peuvent être mélangeas temporairement avec l'eau sous l'action de l'appareil de flotta- tion, ces émulsions ne déposant ensuite rapidement en couches séparées lorsqu'on les laisse reposer. Si l'on désire accélérer ce processus de dépôt, on pourra faire appel à des agents flcculants.
On constate souvent que les impuretés se concen- trent rapidement sous l'action du moussage qui a lieu au cours de cette émulsion passagère, sans que l'on ait à faire appel à des réactifs de flottation supplémentaires. Si néanmoins les impuretés sont d'un type qui ne se laisse pas collecter par cette action seule, on pourra alors ajouter les dits re- actifs, et l'on obtiendra par ce moyen une concentration satisfaisante .
Il apparait par conséquent que le choix du réactif dé- pendra à. la fois des résultats recherchés et de la nature du
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fluide refrcidisseur traité, In cutre, il faudra prendre garde à ce que les réactifs choisis ne modifient pas, soit du fait de leurs propriétés propres, soit du fait des quantités re- quises, les propriétés du refrcidisseur, et ne gênent pas celui-ci dans l'accomplissement correct de la tâche qui lui est assignée'
Pour l'élimination du type particulier d'impuretés dont il est question, l'addition de l'un des agents de roussage courants, tel que l'huile de pin, les acides crésyliques, un mélange des alcools aliphatiques superieurs, etc,, peut se révéler adéquat.
Parfois ipcurra être avantageux de renforcer leur action par celle de certaines huiles. ¯-elles-ci pourront être sait d'un type saponifiable, telles que les glycérides lourde par exemple, soit des huiles non saponifiables telles que le fuel cil, le petrcle lampant, et divers autres hydro- carbures. Ces produits pourront agir en tant qu'agents collec- teurs, agents de mcussage, modificateurs de mousse etc., et pourront être utilisés d'un? manière analogue à celle qui est pratiquée dans la technique de la préparation des minerais.
Dans le cas d'un grand nombre de refroidisseurs souillés rencontrés dans la pratique industrielle, une séparation effi- cace exige l'emploi d'un réactif de flottation du type anionique,ceux-ci peuvent comprendre, par exemple, des produits aussi,variée que les acides gras, les acides résineux, le talloël,et similaires: des savons tels que les savons alcalins, aminés et autres savons d'acides organiques lourds, les savons noirs liquides, les xanthates et les di-thiophsphats. L'emplci du réactif anionique seul au en combinaison avec d'autres réactifs dépendra encore une fais de la nature des impuretés et de celle du fluide.
D'un autre côté, certains refroidisseurs peuvent exiger l'emploi d'un réactif du type cathionique.Ceux-ci peuvent
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comprendre les amines et les po1yani.d.. soit , l'état de bases, soit à l'état de sels solubles comme les chlorures, les acétates et autres; des composes quaternaires de l'azote;
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des composés de la.pyridine:, divers composés cathionîques obtenus par la condensation des polyamines comme l'éthylène ethyl
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diamine, la diéthylène triamine, l'hydrcxythj11ène diamine, etc.* avec les acides gras, les glycérides d'acides gras. etc.
En plus des réactifs cites ci-dessus, on peut faire
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appel à une autre classe de réactifs dits t'modifî ateurx'c Par exemple, dans la séparation par flottation du fer métalli- que de certains fluides refroidisseurs, l'emploi de sels mé- talliques lourds telue le sulfate de cuivre combinés avec
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un agent d'activation peut se montrer avantaffeux peur obtenir une élimination plus rapide et plus complète des 1-rapurets.
Divers autres produits peuvent être utilisés dans le but de
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rendre les impuretés plus aptes à se séparer par flottatianJ Comme on l'a déjà signalé, l'outil de moulage ou de
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coupe engendre souvent une haute/température localisée L son point de contact avec la pièce,ce qui entraîne la décomposition et la précipitation en boue de certains constituants du re- frcidisseur, tels que les acides gras. Ceci présente un double inconvénient, car non seulement la boue formée détruit l'effi- cacité du fluide dans ses fonctions de graissage et de refroi- dissement, mais encore ces constituants ne seront plus pré-
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sents, après épuration, pccr remplir leur rôle dans le fluide.
J'est pourquoi, l'emploi comme réactif de flottation d'un
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acide gras Qu d'un dérivé d'acide -,rays., chaque fois qu'il est possible, présentera l'avantage supplémentaire de remplacer
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tout ou partie des constituants du fluide perdus l'ar dceQmpc- sition.
Un avantage supplémentaire de l'invention consiste dans le fait qu'une faible quantité de réactif étant normalement
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n@cessaire, celui-ci pcurra dais bien des cas être ajouté ou coubiné avec le fluide refroidisseur avant emploi de celui-ci, sans aucune influence sensible sur Inefficacité de ee dernier.
Lorsqu'on ajoute les réactifs supplémentaires au moment de la flottation, il est bon, bien que ce ne soit pas absolument indispensable, de laisser s'effectuer pendant quelques secondes un conditionnement entre le fluide et les réactifs, avant de commencer 1/flottation proprement dite-Si l'on veut, on peut aussi ajouter les réactifs au courss de l'opération de flctta- tion elle-même, soit en une fois, soit en plusieurs.
Dans les ateliers comprenant une installation centrale de circulation d'huile de coupe et de refroidissement, le même fluide pourra éventuellement servir pour une certaine quantité de .aatières différentes. Il s'ensuivra que le fluide pourra amasser dans l'installation une grande variété de matières diverses.
Il est souvent souhaitable de séparer ces consti- tuants non seulement d'avec l'huile de coupe mais aussi entre eux et d'avec les constituants inutiles* Dans cette intention on pourra se servir d'un certain nombre de réactifs différents ajoutés par étapes successives pour que chacun effectue une action particulière sur un constituant détermine- Dans un cas semblable,.les réactifs ne pourront évidemment pas être ajou- tés avec quelque efficacité dans le système de récupération ailleurs qu'en un point juste anterieur à la phase de flotta- tion où. la presence du réactif envisagé sera nécessaire.
A l'exception de ces cas particuliers, cependant, la présente invention n'est pas limitée en ce qui concerne le point où. les - réactifs de flottation doivent être ajoutés dans le circuit.
Il apparaît par suite qu'un avantage important de la présente invention réside dans la grande étendue de son cadre d'utilisation* L'appareillage ni le procédé auxquels elle a trait ne se limitent nécessairement ni à un type déterminé de
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fluide de graissage et de refroidissement, ni à une matière particulière des pièces pour l'usinage desquelles le dit fluide a été employé, ni à une classe donnèe d'opérations de modification de la matière-
L'invention sera décrite en plus grand détail au cours de l'exposé des exemples spécifiques ci-dessous, qui sont donnas uniquement à titre d'illustrations et ne restreignent en rien le cadre de l'invention.
Toutes lescompositions sont données en poids sauf indication contraire- Fluides refroidisseurs consistant en eau ou en une solution aqueuse.
Exemple 1 .
Dans la fabrication d'objets en caoutchouc durci au moyen de procédés comprenant des opérations de moulage et de ccupe, l'eau se trouve être un refroidisseur couramment employé,- La pratique courant nécessite un écran-filtre, de très grandes dimensions, à mailles fines, pour purifier le fluide refroi- disseur et récupérer le caoutchouc'Les particules étant gené- relement de petites dimensions, la filtration est longue, et, cutre l'inconvenient présenté par l'encombrement de l'appa- reillage, le filtre exige des nettoyages fréquents.
Un échantillon d'eau non filtrée fut trouvé contenir environ 1,03/1000 de matières solidesUn échantillon d'eau non filtrée fut soumis à une flottation de 30 secondes dans un appareil de flottation Fagergren utilisant environ 225 gr. par tonne de savon noir liquide comme agent d'activation de la flottation. La récupération atteignit une proportion de 0,99 partie de matière solide pour 1000 parties de fluide fourni. L'emploi de la cellule de flottation, par consequent, supprimera'la nécessité de l'appareil de filtration, et four- nira en même temps un procédé rapide et continu pour larécupe- ration des solides.. Des essais répétés, utilisant d'autres
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réactifs anioniques fournirent une récapération également satisfaisante.
Exemple 2.
L'eau employée comme refroidisseur dans le meulage des pièces @culées on une résine du type formaldehyde de l'urée fut soumise à une flottation de deux Minutes dans un appareil de flottation Fagergren, avec addition de 225 gr. environ par tonne de savon liquide noir* Ce traitement permit la récupé- ration de 95% des solides en suspension- Exemple 3.
Un échantillon de 2000 ce. d'eau ayant servi de refroi- disseur dans le meulage d'un soulage en bakélite fut fortement aéré pendant une minute, avec addition d'environ 450 gr. par tonae de pétrole lampant et 450 g. par tonne de savon noir liquide. On fit alors le vide , la surface de la suspension.
Une couche se sépara à la surface et fut enlevée- Environ 86% des matières solides furent ainsi récupérées- Exemple 4.
Un échantillon de 2000 cc. d'eau contenant 3,82 g. de verre en particules de dimension correspondant à la vaille de 100, provenait d'une opération de eulae, fut soumis pendant 45 sceondes à la flcttation. dans un appareil de flottation Fagergren de laboratoire, avec adjonction d'environ 450 g. par tonne de chlorhydrate de laurylamine comme réaetif. On récupéra sensiblement les 100%des particules de verre Exemple 5.
Des échantillons de 2000 ce-de fluides refroidisseurs dont la composition initiale avait été de 50 g. par litre de carbonate de scdium et souillée de particules de fer et d'acier furent scumis à la flottation pendant deux minutes dans un appareil de flottation Fagergren de laboratoire, avec comme réactif 19,2 g. par tome de dithiophasphate de dicrésyle. A
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l'entrée le fluide contenait en moyenne 3,16 pour aille de matières solides, dont 2,68 pour mille (comptés par rapport au fluide à l'entrée) furent éliminés par la flottation. exemple 6.
Dans la fabrication de fils, tubes et tôles en cuivre et dans les fabrications similaires, on projette fréquemment sur les matrices, filières, les cylindres, les palies et le métal en cours de travail des acides gras saponifiés, des graisses brutes, etc., dans un but de graissage et de refroidissement.
Ce fluide amasse des quantités considérables de particules de cuivre, d'oxydes de cuivre, d'hydrate de cuivre et de sels de cuivre. D'après la pratique habituelle, ces fluides refroi- disseurs sont décantes dans de grandes cuves et remis en circulation après dépota Ce procédé présente de grandes diffi- cultés non seulement à cause de la lenteur avec laquelle se fait oe dépôt, mais encore parce que les grandes quantités de fluide refroidisseur qui sont nécessaires exigent des réservoirs de stockage, de très grande capacité..En outre, la purification par décantation est rarementcomplète et il en résulte que des particules dures sont souvent -remises en cir- culation Ceci entraîne une usure exagérée aux paliers, ma- trices, filiùres et cylindres,
et de froquents arrêts pour réparation et réglage, ainsi que de fréquents remplacements* En autre, le cuivre et ses alliages possèdent une valeur in- trinsèque s'ils peuvent être récupérés sous une ferme appropriés
Un échantillon d'eau utilisée dans une opération de lami- nage de suivre contenait Q',615 pour mille de solides en sus- pension Des échantillons de cette eau furent traites dans un appareil de flottation pendant des temps variables, avec ad- jonction de 134 g. par tonne de savon noir liquide.
Il fut constaté que des traitements de flottation d'une demi-minute cu davantage réduisaient facilement la teneur en matières sc-
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lides du fluide sortant a. environ C,007 peur mille- Sxe-ple 7..
Des échantillons 'Un bai scuillé pzr L1 i¯.ersio. de fils de cuivre constitué initialement d'eau et d'une ..laisse saponifiée forent trcuvés contenir des particules de cuivre métallique et une bcue constituée d'hydrate de suivre et de divers savons au cuivre. Des échantillons ferent traites du-
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rant deux minutes dans un appareil de flottation Pagergrem ' Aucun réactif ne fut trouvé nécessaire- Les échantillons entrant dans l'appareil contenaient en moyenne 9,5 jour 1000 de matières solides et 1'épuration obtenue fut très efficace.
La filtration du liquide sortant montra que la flottation
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avait effectué l'élini:ation complète des solides* Exemple 8.
Un échantillon d'eau utilisée pour le lavage par prc- jection de fils de cuivre après une opération de décapage et
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contenant. ,084 pour 1000 de cuivre métallique fut traité dans un appareil de flottation Facercren pendant une minute en pré- sence de 226 g. de savon noir liquide par tonne de liquide.Le
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fluide sortant contenait G,0ù& pour :2ille de matières salides en suspension, exemple 9.
L'eau utilisée comme fluide refroidisseur dans des cpé- rations de eulae de fer et d'acier devenait à ee point chargée en particules métalliques et en sable abrasif que la
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pompe de circulation devait être reisplaeée à des intervalles rapprochés- La suspension contenant environ 25 g de boues par litre de liquide fut passée à travers un appareil de flottation
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Avec 225 Ô. par tonne de gavcn noir liquide comme réactif, Que élimination pratiquement complète des matières solides fut obtenue- Le pétrole lajspant ajouté au savon noir liquide donnie. au fluide sortant un degré élevé de clarification.
L'huile de
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suif saponifiée oc scus forme d'éIllL'lsioll. employoo C:O,LJ.lJ.6 ré- actif de flottation, produisit aussi une clarification élevée
Il apparaît donc que l'emploi- d'un appareil de flottation évite la nécessité des grandes cuves de décantation utilisées jusqu'alors, fournit un procéda de purification rapide et con-
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tinu, et permet la récupération des =ati&res c:
c¯teL1a...t du cti- vre cu d'autres métaux sous une forme convenant 1. leur le...J.ise e,valeur Il fut également ccstaté qu'il n'était pas nécessai- re de faire subir la flottation au vcluìe entier d'eau de refrcidissenent en circulation peur prolonVp efficacement la vie utile des cylindres et d.es matrices* Un processus de "lottstion continu soutirant de 15 s- 50 de l'eau de circula- tion et la purifiant avant réutilisation fut trouvé comme étant suffisaiament efficace pour réduire les périodes de sho- ::'1a.::;
e qui étaient a.itérieuror.ient exigées par la réparation et le remplacement des cylindres, filières, I.1atriees ou paliers- Dans les procédés qui font passer des pièces étirées ou filées directement dans un bain de lavage et de refreidissenent. la méthode peut être employée pour la récupération des déchets et pour la purification du bain-.
Fluide refroidisseur consistant en huile,
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exemple 1.
Des huiles de graissage qui avaient été utilisées comme refroidisseurs au cours d'opérations d'usinage sur des alliages au magnésium se montraient entièrement dénuées de tout pouvoir collecteur lorsqu'on les traita dans un appareil de flottation
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fayer;re:a, avec ou sans réactifs de flottation additionnels.
Des échantillons d'huiles souillées contenant C,039 peur 1Q0 de matières solides, lorsqu'ils furent étendus d'un volume égal d'eau et soumis à une kinute de flottation dans l'appareil Fagergren en sortirent effieaceroont clarifiés. Le liquide clarifié se séparait ensuite facilement lorsqu'on le laissait
A
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reposer, en souches superposées' La ccuohe d'huile fut séparée par décantation et fet trcuvée ne contenir qu'environ 0,004
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peur 100C de matières scliàes, La couche d'eau provenant du premier essai, qui 8oùteait une quaitité d'huile infime, fut réutilisée au cours des essais ultérieurs de façon à éliminer toute perte d'huile supplémentaire- Exemple 11.
Du tétrachlorure de carbone utilisé comme bain de dé- graissage pair des pièces qui avaient été fraisées avec de
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l'huile comme fluide de graissage et de refroidissemeat fut trcuvé scuillé d'huiles, de graisses et de particules métalli-
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ques* Des échantillons en fureilt étendus d'eau et soumis au traitenet décrit dans l'exemple lOE* Il n'y eut pas de cussage reis pratique=ieit toutes les impuretés se rsssemblérent à la' surface de séparation lorsque 1T é.c:lsio: se fut déposée* Le tdtraehlcrre décanté fut réutilisé. A cause de la grande vc- latilité du tétrachlorure de carbone, lcellule de flottation dut être enfermée-
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fluide refrcidisseur cc..ista.t en une émulsion dutype nhpile seleble".
Exemple 12.
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2àQC ce. d'une é...l:ïSiaY3. usée et souillée contenant de la boue, des pprticL-les 6talliues et dL sable fLrent scu=is à uiie flott:atic.. sans réactifs g;p:plyw.=l1taires penda.t deux minutes, avec une vitesse du roter ézale à 1500 tours minute Les .::ati#res solides vi..lre....t rapidement a. la surface et la .:...cvsse aug:2ej.ta progressivement de volume N. mesure que le solide était éli..aé rne analyse des liqueurs clarifiées indiqua que 99, 98 des impuretés avaient été éliiainées par le traitement de flottation< Plusieurs échantillons furent traités de cette manière.
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Dans chaque cas l'opération laissa une ëinulsio.1 clarifiée
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presque complètement' On laissa dans chaque cas reposer la pa'rtie concentrée ;
tousseuse et les matières solides s'en sépa- rèrent facilement par dapôt. Le liquide surnageant fut décanté et ajouté au fluide alimentant l'appareil de flottation au ccurs du traitement d'en nouvel échantillon d'emulsiom souilléei Dans chaque cas l'élimination pratiquement totale des solides en suspension fut obtenue et l'émulsion clarifiée put être réutilisée. exemple 13.
Le processus de l'exele 12 fut essayé sur un échan- tillon d'une autre émulsion usée et n'aboutit qu'à l'enlève- ment des 99,53% seulement des matières solides. L'essai fut alors répété avec l'addition d'une solutio n alcoolique d@huile de suif ammoniée dans une proportion équivalente à environ 45g.par tonne d'émulsion- L'essai fut conduit pendant 15 secondes avec le réactif et on soumit à la flottation pendant 9C secondes' L'emploi du réactif parut activer la flottation'' L'analyse de l'émulsion clarifiée indiqua que 99,96% des impuretés avaient été éliminées.
Comme on l'a d@jà signala, la plupart des refrcidisseurs souillés rencontrés dans la pratique contiennent une certaine quantité de matière pouvant se déposer avec une facilité rela- tive. On peut profiter de ce fait pour diminuer le fardeau impose au processus de flettation et par ce meyen éviter dans bien des cas le recours à d.es doses exagérées de réactifs.
Cette manière de précéder sera illustrée par l'exemple suivante Exemple 14.
Un échantillon de 2000 ce. d'une émulsion était souillée de diverses impuretés, dont Une partie flottait facilement, une autre tendait à rester en suspension et une autre enfin tendait à se déposer au fend. L'échantillon fut laissé en repos pendant cinq minutes, au bout desquelles on put constater le
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dépôt dTG¯ye friction importante des 'i5pUTeùàS.
Cette fraoticn contenait laplupert des particules Dvtalliqces les plus gros- sières et constituait environ les 156 des 4..4cretés totales:
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Le liquide qui surnageait fut ensuite dé0até et scuis à. une ficttation par la cusse came dans l'exemple 12, sans que l'emploi ds réactifs fut trouvé nécessaire'L'axâmes de l'éâul- sion clarifiée .:c..tra que eelle-ei utait prati::,:;e.:;;.e.:
.t exempte
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de toute impureté*
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Mie clarification s. en taux pratiquement àgal à 10Q$ fct
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obtenue au cyen de cette décantation et de cette flottatic.,
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combinées.Ceci est particulièrement avantagecx dans les cas où la flottation satisfaisante des matières les plus grossières ce,--tenues dans lléir-ulsion exige soit un réactif cher, scit des quantités exagérées de réactif s< Lorsque la nature de ltc¯clsia. le permet, an pcurra faire açpel Z des agents facilitant la décantation pour accrci- tre la proportion des ..:atires éliminées avant la phase de flcttoetian.
Uu certain zcrbre d'agents mouilleurs bien connus furent essayés dans ce but- 1.1 on constata, à'cnr?eL1i+re assez inattendue, que les cernes produits qui s'étaient revElés les plus efficaces comme catalyseurs de flottation du type cathicni- que avaient aussi le plus dle'L'Li-,a3ité peur accélérer le délôt
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des matières solides.
Voici les réactifs et les proportions qui parurent avoir le plus d'efficacité dans la clarification
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de l'w#zulsio- souillée de l'exemple 14: les produits de réac- tion des pclyéth71ène-pG17aines et des acides ;ras à. environ 12 atomes de carbone, dans 18 propcrtion de loco foi. par tC.r1e e¯wron.;
l'h-déeyl et l'l...-tétradéc71-ehlort::re de pyridine dans des proportions d'environ 1352 fi- par tonne et le chlorhydrate de "1.01'01" -ai:i.e dans une i ropos:tioû d'environ 225J g. par
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.tonne-Ce sont ces réactifs qui se sent révélés les plus effi-
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caces cr lrch3tillçn en question, nais l'invention ne doit
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pas être considérée comme limitée a, leur emploi' Certains réactifs, C.O!lliI19 par exe:ple les produits de réaction élensés des pol:Jthylène-pcl;rali1il1es et le chlor- hydrate de t'Lorol"-arnin so,:it solubles dans l'huile Icg'&re initiale.
Ces réactifs présentent donc l'avantage supple@en- taire de pcuvoir, dans beaucoup de cas, être ajoutés ou com- bi.is avec la solution primitive d'huile l@gère et de demeurer
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présents au cours des opérations ultérieures, êtant aiLLsi prêts à tcut moment d'accomplir le rôle auquel ils sont destinés,
Dans de nombreux cas où le rôle de graissage a une im- portance égale ou supérieure à celui de refroidissement, il peut devenir souhaitable d'introduire dans le fluide une huile
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de graissage non miscible à l'eau.Ses huiles de graissage, a.
cause de leur nature non miscible et ooat-raireiaecit aux huiles dites solubles, se séparent facilement en une ccuche surna- geante lorsqu'on laisse le fluide refroidisseur au repos-Une partie-prépondérante des impuretés restera souvent dans cette couche d'huile insoluble. Les couches peuvent être séparées,
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par déeantation par exemple, la souche d'huile purifiée comas dans l'exemple 10 et la couche résiduelle traitée comme dans 1'exe::,le 1 ou dans les exemples 12-14, suivait sa nature et suivant cène des impuretés..
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:ixe.#!ple 15.
Une émulsion du type "Huile soluble" contenant une partie d'huile pour environ 4 d'eau avait té utilisée peur graissage et refroidissement sur une perceuse à broches .multiples pour
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le travail du magnésium. Au cours de- 1'Àpéiation de perça;e, le fluide refroidisseur fut souillé par des particules métalli- ques, deslpcussiares et des graisses dêcolJ1posées. La machine était équipée au moyen d'un réservoir de décantation du type courant pour la clarification d@ refroidisseur.
On constata
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que ce réservoir n'était pas sèulemant inefficace pour efiec-
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tuer une Tiarifioation utile, mais encore que le peu de salières quiAr3, déposait l'akstruaient rapidement au point d'exiger des
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arrêts fréquents de la machine peur nettoyage du réservoir.
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Au lieu d'utiliser la cuve de àéaa=itation habituelle, on fit passer la circulation totale de fluide refroidisseur à travers deux appareils de flcttation Fa$erg;ren de 30,5 cm. en série . raison d'un débit d'environ2.3,6 litres/minute sans l'addition
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d'aucun réactif- On put constater l'élimination pratiquement
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des 100% des particules métalliques et abrasives en suspension, en rêAe terrpe que celle d'une grande quantité de la bcue de disscoiation des graisses.
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exemple 16.
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Une éùl2io-- du type "huile soluble" préparée en étendant une partie d'huile aveg 4=0-50 parties d'eau fut utilisée conse
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fluide refrcidisseur et graisseur au cours d'opérations de
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=ellage sur des ...taix divers' Les :..achines de eula;e étaient dans chaque ers équipées au jloyen des cuves de dépôt habituel- les e chicane destinées s. clarifier le refroidisseur.
L'éuul- sion usée fut passée dans ces cuves qui éliminèrent les parti-
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cules les plus ;rossas et les grumeaux de matières solides,
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et l'eulslon fut ensuite passee à travers deux appareils de flottaticn 9ager=ren de 30,5 em en surie, sans réactifs supple- menaires.hes résultats obtenus au cours d'un travail acutinu sur des périodes de plusieurs jours so-it indiqués dans le tableau eï-asscTs :
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>étal traite % de solides 6li:dL:iës .Al.inic, seule 99,9 Acier de roule2ets billes (rec- Elimination totale.Aucun tifieatioú de pr6cisioü) dépôt observé pendant u;i te,tps de dbpôt de 24 id.
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<tb>
Acier <SEP> 99,8
<tb>
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Fonte lirainabioâ totale lfélù-ige de o¯.te et de brcnze 99,9 Bronse 99,6 / ,r1 r'sro.WS
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Outre l'élimination très complète des particules métàl- liques et abrasives, comme on peut le constater ci-dessus,le traitement par flottation élimina, ainsi une portion considé- rable d'une substance huileuse sale et insoluble.
Des essais sur les fluides à l'entrée et à la sortie de l'appareil de flottation montrèrent que cette substance huileuse était pre-
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sente ea tant qu'impureté, et son élimination fournit un pro- doit clarifié dont le pcuydr lubrifiant était al à, celui du fluide initial- Du volume total de fluide passé dans les appareils de flottation, moins d'1% fut enlevé lors de l'écuma- ge des solides concentres par flottation- Exemple 17.
Le processus de l'exemple 16 fut répété avec un appareil
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pagergren de 3b,5 cm unique et un debit de 9 k 18 litres/minute La voluxie entier d'émulsion fut passé directement dans l'appa- reil de flottation sans passade préalable à travers les cuves
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deftcatation- Dans chaque cas l'élimination des solides se clouta à plus de 99%.
Ceci prouve clairement que l'emploi des cuves de d can-
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tation etaiti;yt31 et qu'elles pcuvaient avataeuseient être remplacées par des cellules de flottation qui exigent moins de place pour leur fonctionnement, sont d'un ònct1Qii,iezent plus sur et plus ho.:o,e:e et ne nécessitent pas des arrêts fréquents pour l'enlèvement des particules dcposées CO!JID16 c'est le cas des cuves.
Exemple 13.
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Un échantillon d'une émulsion d'"huile soluble" contenant environ une partie d'huile peur 40 .d'eau fut utilisée dans une
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opération de .:.e111age de l'acier, Le refroidisseur collecté de plusieurs machines fut passé dans une cuve de àééantation,puis à la sortie de celle-ci dans 'Une cerrtrifugeuse, et ensuite retournée aux machines de .aeu7,e Une cellule de flottation
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type lfajergren mobile fut in>tallée successivement aux peints suivants du circuit de re±rcijisseaeùt : 1- Avant la cuve de d6c.ù.tatiol.!.
2- 2ntre la *ive de décantation et la centrifugeuse.
3- Apros la centrifugeuse.
Au point 1 l'aliénation des solides fuit efectuee . envircn 99ô..u ici,,t 2 c constata que le fluide e.tra.t dans l'appareil de '-lcL','L-ation contenait uae quantité appréciable de particules finee.1 divisées qui fcre-1t'prati,¯ue==ent éliminées dans leur totalité. Au pcit 3, le fluide à l'entrée de la flcttctias gcxte#iait quelques matières sclides en suvpeúsioa etr:.:e:.:e.t fines dont L:...6 proportion appréciable fut enlevée par la flc t-t4tian 00=::e indique dans la de;:a..!.à.e de brevet ci-dessus ,;;;e..J.- tio--aée l'emploi d 4. appareil de flottation s'est révélé parti- sclière:eu.t avantaVe dans le cas des partidulea trls fieent divisées' Un e:;;:a::.e..!. niorcsccpiqce de chacL.e des é;iuls1G>s scuillées s. l'entrée de la cellnle de flottatiou zzc-tca qu'une grande partie des 1-ipu.retls se 1- râse..!.tai t sons la fc.:
.lle de particules très fines a:1x-ùes du -,-uvene-2t brcwjie et alF- re.:c#.at libres. e¯:..:e dIe..:.. échantillon dé.clsic: clarifiée ....lc..ti.'a que pratißue.:.eut t cutes les -ratières ayant une dimension de particules sup".cieures 1 siorcn avaient été éli¯:.i,éese p1'.'s> ies;e. d' uú échantillon caractéristique du Caxt81'd indiqua que des quantités considérables de matières ayant uue dimension de particules 1-±=riecre à 1 :aiaroa avait été enle- vées en :-é=ze te1:.ps que celles de die..!.sio...1s plcs µccs#aes.
La majorité de ces particules fines présentes dus le ecnee-tré l'était sccs la fci#-1e de jrQeaux* Apparemüeût. la flcttatîca a peur effet .....0..... seuleue-t d'enlever tcctes les particules supérieures s. uu certain diamètre, ais aussi de provoquer l'agglomération de celles d'un diamètre inf.rieur, ce qui n
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entraîne leur élimination ultérieure Exemple 19.
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Etant donné que la déca.itatio,, a été jusqu'alors consi- dérée comme un procédé pratique peur la clarification des fluides refroidisseurs souillés, à l'exception des très
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4;rSL.i.des installations dans lesquelles on pouvait employer des filtres et des centrifugeuses en conjonction avec cette
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deçà station, an a fréquentent préparé les refroidisseurs du type à d-mulsion de façon a. pr-,;;v-aïr un d-pot .veutGel plus facile des matières solides.
Les fluides refroidisseurs de ce type sent le plus scuvent utilisés dans la rectification de précision, cù des actes précises sont recherchées' Cependant,
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même ceux-ci amassent des impuretés secs forme de .."ati0res solides en suspension qui ne peuvent pas être éliminées dans un temps de dépôt raisonnable.
La présence de ces impuretés
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est partiG-cliâreElent néfaste à cause du caractère précis de l'usinage auquel ce type de fluide refrcidisseur est destiner
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Un échantillon d'un tel refrcidisseur pour rectification de précision, utilisé dans l'usinage du bronze et de l'acier fut trcuvé contenir 0,602 partiel peur 1000 de salières sclides très finesent divisées* Après une flottation de 40 secondes dans Uù appareil F'a-ergreú, sans réactifs, la teneur eu. sclides fut réduite a environ (J}, l pour 180, soit une éliimation. dreüvirol1 99,8%.
La flottation peut dans certains cas être combinée avan- ta±,eUS8I.1ent avec d'autres procédés de séparation connus tels que la 'table de concerltratioú, la filtration, la ûentrifuga- ticn.,etc;, Cette eoubinalson de procédés est particulière.:;'lent avantageuse dans les cas où l'é...;:mlsion scuiilw,e contient des particules sclides de dineosions très différentes.
Sn appli- quaut l'un de ces procédés s. l'ensemble de l'pulsion, des portions qui peuvent difficilement 'être éliminées par flotta-
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tion et qui @e sont cependant pas facilement séparables par
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depôt, pccrrcnt être séparées et cil pcurra ainsi réduire le travail restant à effectuer par la flottation' Dans certains cas on obtiendra également ainsi des économes très apprécia- bles dans la quantité de réactifs nécessaires. L'exemple ci- après illustre En procédé dans lequel la flottation et la
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acaceiitratic- par table peuvent être combinés' he.:nple 20.
Un certain volume d'une éànlsion usoe ec¯te.ût des ,raisses , des particules abrasives et métalliques de diren- sions différentes, fut traité sur une table Silfley de labora- tirez Zn éli2ina par ce traitement les solides aya-t des particules relativement grossières et se mc-itatit, aux 35% en- viron à total des :Latières solides- Le liquide résiduel fut alors soumis au processus de l'exemple 12. Une émulsion clari-
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fiée à peu près complètement fut ainsi obtenue.
Une combinaison de deux précédés tels que la flottation et la concentration par table de l'exe:ple 20 ajoute ;ra.ù.de.1J.eüt au rendement et à la souplesse globaux du procédé de la présent invention
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Une variante évidente consiste à traiter d'abord l'en- semble de l'émulsion par flottation pour eliminer les fines
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et à procéder ensuite k la concentration ppr table de l'émul- sien résiduelle afin d'éliminer les tartieules qui ne pouvaient flotter aisément. Tan4is qu'une bo.;ne olarific=atlon peut être obtenue par ce moyen, il présente l'inconvénient de laisser les gros morceaux présents au ccurs de la flottation, pendant laquelle ils ne sont d'aucune utilité et peuvent créer des eanuis.
Comme on l'a également signalé dans l'exposé précédent,
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la réculdration de l'une cu de plusieurs des impuretés Peut dans certains sans avoir !laS 1##ortan e égale à ';elle présentée
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par la régénération du fluide refroidisseur, Le processus à
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suivre dans ce cas sera illustré par l'exe14le suivant, !Xe 1-- ul
Un. échantillon de 2000 ce. d'une émulsion eG;tenant des bcues raisseuses qui avait été utilisée dans l'usinage de
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pièces e.. aluminium fut traité ::c.:¯e dans le:
e..ple 12 ci- dessus. 2C oc. de liquide environ furent enlèves avec le acn- ce.tré racusseux et 1980 ce environ restèrent dans la cellule de flottation' Les sclides furent enlevés de ac,ce.ytr mcis- seux et divisés eu trois portions sensiblement sjales, chacune suant traitée respectivement au moyen de be..zc';ne, de ttra- phclure de carbone et d'acétone peur éli,-Yiiner l'huile et la jraisse- Les particules métalliques se déposèrent du solvant dans un état pratiquement exempt d'huile et le solvant charge.
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en huile fut enlevé par décantation.
Dans chaque cas, les particules métalliques furent séparées dans un etat permettant leur récupération* Des résultats satisfaisants furent obtenus
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dans chaque sas'Néanmoins les particules métalliquis se déga- saient plus facilement des solutions d'acétone et ce solvant parait ainsi présenter un certain avantage par rapport aux autres.
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Pratiquement 1W de l'alimunium fut éliminé de l'pul- sion souillée par flottation* En fait, une récupération tctale de l'aluminium fut ainsi obtenue*Il apparait par conséquent que le précédé par flottation présente un rendement extracrdi-
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nairement élevé, que re soit du peint de vue de la récupération des partiaules sictalliques fines de ce type, ou de elui de la clarification du fluide refroidisseur, Bien qu'on n'ait mentionné que le benzène, le tétraehlc- rure de carbone et l'acétone dans cet exemple, le procédé n'est nullement limité à ces agents-. Le chcix du solvant dépendra
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des.uiles, graisses ou impuretés partisulières qui sc.;t à 1
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séparer du métal.
Daas certains cas un certai-i nombre de solvants successifs pourront être nécessaires peur effectuer
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une extraction satisfaisante. Une simple distillation sert à récupérer le solvant et en permet ainsi la réutilisation
Dans le cas de beaucoup de réfrcidisseurs souillés pro- venant d'ateliers d'usinage métallurgique, la plus grande
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partie des impuretés comprendra des particules de -1atiàre .:::!a;:;.êtique telle que le fer cr: l'acier. à peut tirer profit de cette propriété de diverses façons.
Par exe:.Tle, on pourra prcvoquer le dépôt de la matière zag.,étique au moyen d'un champ laagnëtiqce' Ua écmLtillcn contenant de la matière .magüéti.:;p.:e fut scuNis à 1.;,:;, champ Ceci fcurnit dans certaine cas ltéli.3.ation des 99,7 à 99,9 de la totalité des solides ex suspension, mais dais d'autres Q constata 1 iaposibilité d'obtenir par ce moyen une clarification efficace- On scunit alors des échantillons de ce dernier type à une flottation
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acne dans les exemples 12 et 13. Le champ magnétique se révéla alors utile pour retirer les ratières magnétiques hors du ec.,centré :r.ccsaux.
-Ci scu:::etta.. t d'abord le fluide scuillé à c=e flottation et eh passait ensuite le concentré mousseux a. travers un sïpfirateur za=1.tî4ce, la matière -xgn-tîque pcurra être récupérée seule' àe variante, le fluide dans son e..se.::ble et avant flottatio pourra être passé à travers un séparateur
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.ûa¯étic:e et subir ensuite la flottation.
Cette .lanière de prccéder bie que donnait une bo.c...e clarificatioll. ne fournit pas u.ie séparation tout à fait aussi bon.:s de la matière .:#;...1wtiql':e .:..ettc:rée que ne l'avait fait le traite;jet :aaLâti- que du .3r.,ice.itré .::rCl:ssel..'X après flottation* 1,r-mbi-jaiscu de la séparation magnétique et de la flottation, le fluide passant d'abord sur le séparateur ma- gnétique et subissait ensuite la flottation est surtout avan-
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tapeuse cependant dans le cas et), les impuretés ec;npren.en.t à la fois des matières magnétiques, telles qufer au acier, et des matières à. particrules .i10¯ tiques, telles qu'aluini- nium cu laiton, Ce précédé sera illustré par l'exemple suivant.
Exemple 22.
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'Oh échantillon de 3000 co- dtéaulsi, usée oontenajit environ z d'huile soluble, environ 0,99/1000 de limaille de fer finement divisée et environ 1,80/lQ'QL d'aluminium finement divisé,fut passé à travers un champ magnétique, IL la sertie de de celui-ci, l'échantillon fut passé dans une cellule de flottation et y subit le traitement de l'exe-Tle 12.
L'éffil1lsion résiduelle après flottation fut trouvée exempte 99,98% près, de solides en suspension- lefer et l'aluminium soutenus dans le concentré mousseux furent facilement séparés par séchage et traitement magnétique' L'examen des matières enlevées par
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le premier traitement magnctique montra que celle-ci cclipre- ,;aient environ 95% du fer et une fraction de l'aluminium.. Ce dernier fut aisément récupéré par séchage de la nasse et
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séparation de l'acier au iscyen d'un ncuveau traitenent r".a,n.é- tique-
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On constatera avec certains écharitillois de fluide souillé que lors de l'application du champ mantique les im- puretés métalliques ncn magnétiques seront entraînées au fend e¯ é:
.e teaps que les matières magnétiques' Ceci eut résulter d'un :::ra""d nombre de facteurs extérieurs, tels qL" T alc.uération l:1éca,:.iue. effet liant de certaines huiles, etc. Da.ls des cas Se2:àlxblPs, le précédé expose dans l'e==ezlple 22 pourra être eii effectuant une dispersion du J.üéla...;s .métallique précipite dans un fllide approprié et en appliquait alors à -4CUVe&U le chaiap magnétique' Ceci se trouve illustré par l'exemple suivant :
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:Dce::ple 23.
Un e>c-ha.;.tillc.4 du ..e-¯e re±rcidisseir souillé -1"; 1=¯,o l'exemple 19 c-Cntenabt des particules de sable, d'acier et de bronze fL:t seuils au procédé de l'exe.p,le 21. Le pré#1er trai- tement ja.i.'-tique élimina toutes les 1=-pcretôs .û1etalliqu8s, sauf celles de très faibles dimensions, sc us forme d'une masse spcnzieuse. Cette niasse fut enlevée du sàpaiitaur .ra:;tique, dispersée dans 1;'4 sclvant eau-acétc,,'.e et passée à iccweau w travers le séparateur Les 1-artie'ules d'acier furent prJcipitées sous cne --Leor-ae pratiuet exempte de bronze. Se dernier fut récupéré par filtration et sechaie et parut le eoi,,tenir que Iras peu de particules d'acier.
Xneriple 24, 2 litres d'unie éilélsioà du type "huile soluble" souillées
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de bronze, d'acier et de particules abrasives furent traités
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pendant 2 aiàctes dsns une cellule de flottation du type pneumatique sa.is aucun réactif de flottation. Le fluide entrant daüs l'spparail contenait Q,62li:G de solides et le fluide clarifié sortant en contenait ;,18100, sait une ëliEiL-iation d'environ 71% des atières en suspeusiaii.
Cet exemple ajcutê 1'exemple 8 montre que le précédé suivant 1'îavei:tie; ne se limite pas ob1igatQiremeat à ua
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appareil de flottation d'un type déterminé.
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Sxe.uple 2.5.
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Un bain d'immersion pour fils de cuivre préparé au moyen
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dlu savon de suif et d'une huile végétale, utilisé dans le ê3 but que celui décrit dans 1'ezesple 7, et souillé avec
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sensiblement les cernes types de matières fut facilement clari- fié 'par flottation sans aucun réactif supplémentaire Le fluide
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à l'entrée ocntenant 8,62/1303 de solides en suspension, fut
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purifié à plus de 99 de ses ratières solides par une flotta- tion de 1,5 minute*
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.f3R8L2 26. Sxesple 26.
Un refroidisseur souillé analogue à celui décrit dans l'exemple 16 à propos d'une opération de (le bronze, fut aussi utilisé peur un eulage d'acier. Il fut traité au
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moyen d'un désinfectant du oonmerce contenant de la fcr.Maldé- hyde, dans la proportion d'une partie de désinfectant pour 400 de fluide.
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Avant traitement on enlevé par flottatiaa 99,5ï,' des impuretés solides.
La flottation fut interrompue pour permettre un mélange intime du désinfectant avec le fluide.La flotta- tion fut alors poursuivie et 99,6% des solides en suspension
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furent éliminés, ce qui montre que l'addition du désinfectant n'avait eu aucune influence sensible sur la clarification*
Il est évident, par conséquent, que le circuit d'opéra- tions et ple procédé suivant l'invention englobent un certain nombre d'avantages importants par rapport à n'importe quel
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procédé utilise iusqu'alors.0eoi est vrai que l'on aoisiàére ).l'invention aussi bien du peint de vue d'une op鯯ratio,1 per- fectionnée de modification de la matière ou splement de celui de la clarification du fluide refroidisseur et de la r0cupuration des iiapuretés de celui-ci' Lorsque le fluide est clarifié de façon continue avant sa réutilisation,
comme dans la présente invention, on peut tirer plein profit d'un grand
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.lo:..bre d'effets importants. Par exemple, l'emploi de l'appa- reillae et du, procédé de l'invention en vue d'effectuer une clarification continue permet :
1- L'obtention d'un usinage plus précis, particulièrement dans la rectification%
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2- La prQlo,ation de la vie utile des pompes s. fluide re- frcidisseur, des outils, des paliers, réduisant ainsi les pertes de temps actuellement encourues couramment pour l'affû- tage.
le montage et le réglai des matrices, des filières et
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des cylindres, le nettoyage des meules, etc%, et de la dimi-
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nctio., 30rresI{Lda.te des frais d'entretien- 3- La réduction des e-raflures sur les pièces finies, dimi- nuant ainsi les déchets et augmentant la cadence de production-
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4- L'élimination des obstructions dans les circuits de fluide refroidisseur et ainsi la diminution des périodes im- prcductives provoquées par l'arrêt des machines pour cette cause, avec une augmentation correspondante dans la production,
5- Cain d'espace dans l'atelier par l'élimination des réservoir habituels de décantation et de stockage et l'elimi- nation simultanée des arrêts provoqués par le mauvais fanction- nement qui leur est insérant*
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6- Un gain très appréciable dans la co...soI:
1I!lation en fluide de refrcidissesent, puisqu'il n'est plus nécessaire de jeter de grands volumes de fluide contenant des impuretés nuisibles qui ne peuvent être éliminées par les procédés antérieurs, et aussi par suite de la suppression des pertes en fluide lors des nettoyages des appareils utilisés antérieurs
7- Une récupération satisfaisante des impuretés susceptibles d'être revalorisées'
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Aisi q'on l'a indiquéy un avantage important de la présente 1-ve,Aic>x consiste dans le fait qu'elle élimLe 03. cutre les temps improductifs dûs aux arrêts de la machine pour nettoyage du système de circulation de fluide.
Cornue on l'a indiqué également, les cuves de décantation deivent être
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nettcyees à intervalles rapproehs si l'on veut qu'elles acco.:,:plissent autre chose qL'une clarification théorique. De .......le, les filtres, les ceutrifu2euses et appareils similaires exigent de fréquents nettoyages* L'emploi d'un appareil de flottation dans le circuit cpératcire tire plein profit de la
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capacité propre iL cet appareil de se nettoyer lui-uê....e.
Outre les avantages ci-dessus, l'emploi de l'appareil
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de flottation contribue à l'élimiù.atlol1 de certains 1,iaonvé- 111ents pourle personnel.
Dans l'emploi de certains types .de fluide de graissage, particulièrement dés émulsions d'huile dans l'eau, la technique
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a renac,atré. des difficultés considérables du fait de l'action de certaines batteries. On signale que ces bactéries sont d'une nature telle qu'elles semblent prospérer dans les petites
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particules d'huile au de graisse ex7.ploces pour la lubrifieatim des machines au cours des différentes opérations, et éventuelle- ment des petites quantités en sont introduites dans les fluides de graissage et de refroidissement- Cette substance huileuse
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....'est pas e>li:ci.able par les méthodes de clarification halbi- tuelles, et après passage à travers Irappareil de clarification subsiste dans le fluide en tant qu'impureté.
Ces bactéries vivent et se développent dans les substances contenues dans
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les fluides du type à é.;1Ulsion cu a huile. Le résultat ell est usa- seulement le dégate'=1ent d'odeurs désagréables, .::a1s aussi bieu scuvent la perte d'efficacité du fluide pour le rôle qu'il dcit remplir.
Il est d'usage courant-d'ajouter un désin- fectant cu un bactéricide au fluide pour combattre cette action bactérienne* Un appareil de flottation fournit un moyen
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idéal peur lliitrcdàction de ces substances stérilis.y,,tes car :.ù ,!:'3!'t les ;
ajouter en faibles quantités sous forme liquide, sclide cu gazeuse, et l'action de l'appareil les dissêjjdnera de façon efficace*- A ne peint de vue, lecellules de-flottation fenoticnnant sur Uij. principe B.,eumatigce cn pneumatique et .J.vca...J.iqt.:5 cc.m.oiué présentent un avantage supplémentaire' L'aération intense qui
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est prcpre au fonctionnement des cellules de :flcttot:lOJ.1 de ce type esjÉ1autenent efficace pour combattre la détérioration des fluides refrcidisseurs sous l'action'des bactéries- Dans bien des pas, partiClJlièremellt lorsqu'une proportion importante du
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fluide est scu-2-se à la flcttaticu, l'influera de cette aération peut suffire s. combattre tcut développement ultérieur des oa;
Jt>ries sas (lé Tcu ait à.d'aire appel à des substances d es infectantes.
Les cuvriers e.ployés . des opérations nécessitant l'em- ploi de fluides refrcidisseurs se plai4ne.L.Lt frwqc:ee,.t d'é- ruptions cutanées, due dermatoses, etc,. L'opinicn médicale est psrtagëe sur le peint de savoir si ces effets sent dûs s. des batteries contenues dans le fluide es à l'obstruction des pcres par l'huile- Cependant, des coupures et des piqûres de la peau sont produites par les intimas particules de ...étal acéré qui se trouvent dans les fluides refrcidisseurs scuillés
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et sent frëquesent infectées, entraînant en cutre des pertes de temps.
Ainsi, le haut degré de la clarification obtenue par flottation diminue sans aucun dcute et dans une mesure sensible leprobabilité de blessures et d'infections ultérieure
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Fréquemment, 0. procède au chauffage des fluides peur les stériliser cu peur ¯:.airtex,ix le taux bacté rie.:i une valeur limite- 4r l'or, sait qu'une élévation de tegrature facilite la flcttation de diverses substances* Il apparaît ainsi 1=rnéàiatezent que chacun des deux effets, l'effet du chauffage et celui de la clarification par flottation, con- tribuent respectivement à faciliter' l'autre.
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Dans sertains cas, les fluides se saturent plus ou :.¯coins en composés gazeux, tels par exemple que ceux produits par l'action bactérienne dont on vient de parler.
La présence de ces gaz dissous est souvent très nuisible. La cellule de flcttation fournit un excellent moyen pour dégazéifier les fluides.S'il est avantageux cu nécessaire de le faire, on
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peut reecutir la cellule êt l'équiper au moyen de ventilateurs seuffiants cu aspirants peur évacuer tcut gaz nalcdoranty explosif cu tcxique qui peut se dégazer sous l'action de la
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cellule. Ainsi, la plus grande partie des gaz nuisibles peut être éliminée dans un espace relativement restreint qui peut
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être ventilé éccnodquement. Le fluide après un tel traitement présente zcias la tendance h dégager des 28Z nccifs au cours de sa circulation dans l'atelier et est aijks..::cius gênant pour le personnel.
Il est souvent possible d'installer l'appa- reil de flottation en dehors de l'atelier proprement dit et
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d'évacuer aiasi les odeurs =iaiséoicndes directement dals l'atmosphère extérieure au zczen de soufflantes ou de venti- lateurs.
Ainsi, le système de circulation du fluide refrcidisseur décrit ci-dessus contribue nettement à éliminer les risques
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d'insalubrité pour 1'pe rsaanel en iâme temps qu'il aUi'l11eû.te la production comme on l'a indiqué, IDIVi:NDIC"AT#tI:NS 1. Procédé pour clarifier des fluides refroidisseurs
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lubrifiants souillés par des particules solides, a a r a c - t é r i s é en ce que le fluide refrcidisseur char d'impû- retés est soumis à une aération et à une agitation intense pour eons-entrer les dites iwpretés dans une couche de f.cusse à la surface du fluide refrcidisseur et en ce que la couche
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de .eusse charge d'ijspuretés est séparée du fluide refrci- disseur.