Procédé de traitement d'une surface au moyen d'un liquide et appareil pour la mise en #uvre de ce procédé L'invention a pour objet un procédé pour le traitement d'une surface au moyen d'un liquide et un appareil pour la mise en #uvre de ce procédé. L'in vention s'applique, en particulier, au polissage ou au brillantage d'une surface, à la conformation parti culière à donner localement à une surface (par exem ple pour y creuser une cavité de forme donnée ou y percer un trou), à l'amincissement uniforme d'un fil, ou encore à la formation régulière d'un dépôt sur une surface.
Aucun procédé connu ne donne de résultats sa tisfaisants. Par exemple, on a imaginé d'exercer au moyen d'un pompe une pression statique d'un liquide électrolytique sur la surface à traiter. On a également proposé de réaliser par cavitation une projection de liquide contre la surface à traiter, sans que les autres parties de cette surface soient touchées par le liquidé de traitement. On a aussi imaginé des systèmes d'en traînement par poulies ou diabolos d'un matériau oblong dans un bain chimique et/ou électrolytique.
Mais outre que l'action du liquide de traitement sur la pièce à usiner peut ne pas être régulière ni cons tante, l'emploi de liquides corrosifs à des tempéra tures élevées rend très difficile la construction d'un appareillage capable de satisfaire à tous les desi derata.
L'invention a pour but d'éliminer ces inconvé nients par l'emploi d'un procédé qui permet de réa liser un traitement local d'une surface, traitement susceptible d'être étendu à la totalité de la surface en déplaçant convenablement le liquide de traitement et la surface l'un par rapport à l'autre, et grâce à un appareil pour la mise en #uvre de ce procédé.
Le procédé de traitement d'une surface au moyen d'un liquide est caractérisé en ce qu'on amène ce liquide en contact avec une partie de la surface à traiter en le faisant circuler à l'intérieur d'un circuit alimenté à partir d'un réservoir, la surface à traiter se trouvant dans une partie de ce circuit, de telle façon que ladite surface entre en contact avec le liquide sur une superficie limitée donnée, et à dé placer relativement l'un par rapport à l'autre ladite surface à traiter et ledit liquide.
L'appareil pour la mise en #uvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour amener le liquide de traitement en contact avec une partie limitée de la surface à traiter, des moyens pour empêcher le liquide de traitement de s'échapper au-delà de ladite partie limitée, des moyens pour dé placer l'un par rapport à l'autre la surface à traiter et le liquide de traitement.
Sur le dessin annexé, on a représenté schémati quement divers modes de réalisation de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale très schémati que d'un type de pistolet pour le traitement d'une surface plane.
La fig. 2 est une coupe verticale, analogue à la fig. 1 mais partielle et à une plus grande échelle, d'une variante.
La fig. 3 est une coupe verticale très schémati que d'un premier type de circuit de traitement.
La fig. 4 est une coupe verticale d'un premier type de cellule de traitement. La fig. 5 est une coupe horizontale, à plus grande échelle, par un plan perpendiculaire à celui de la fig. 4, d'une variante.
La fig. 6 est une élévation avec coupe partielle d'un deuxième type de cellule de traitement.
La fig. 7 est une vue par-dessus correspondant à la fig. 6.
La fig. 8 est une élévation très schématique d'une variante de circuit utilisant la cellule des fig. 6 et 7. La fig. 9 est une perspective d'une cellule qui constitue une variante de la cellule des fig. 6 et 7. La fig. 10 est une coupe verticale très schéma tique d'un autre type de circuit de traitement.
La fig. 11 est une coupe verticale d'un autre type de cellule, qui constitue une variante de la cel lule de la fig. 10.
La fig. 12 est un schéma de l'ensemble d'une installation complète.
La fig. 13 est un schéma très simplifié d'une variante.
Pour traiter une surface au moyen d'un liquide, on a constaté qu'il était avantageux de faire circuler ce liquide suivant un circuit déterminé en fonction de la forme de la surface à traiter, ce circuit étant aménagé en un point donné pour que le liquide en circulation puisse venir en ce point en contact avec une superficie limitée de la surface, et de déplacer relativement l'un par rapport à l'autre ladite surface à traiter et ledit circuit,
de façon à balayer tout l'en semble de la surface à traiter.
L'appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé affecte des formes très variées suivant la configuration de la surface à traiter. Dans la description ci-après, on décrira successivement des formes d'exécution pour le traitement de surfaces planes et des formes d'exécution pour le traitement de surfaces oblongues et en particulier de fils.
On voit sur la fig. 1 un premier mode de réali sation, applicable au traitement électrolytique d'une surface plane, dans lequel l'appareil affecte la forme d'une sorte de pistolet ou chalumeau. Il comprend deux tubes concentriques 1 et 2.
Le tube intérieur 1 sert à l'arrivée de l'électrolyte qui provient, suivant les flèches 3, d'un réservoir représenté schématique ment en 4, sous une pression donnée, qui peut sim plement résulter de la gravité, le réservoir d'électro lyte étant placé à une hauteur suffisante bien déter minée au-dessus de la pièce à traiter 5. Le tube 1 s'arrête à une faible distance de la base du tube exté rieur 2, qui se termine lui-même aussi près que pos sible de la pièce 5.
Le tube 2 est relié à sa partie supérieure à un conduit d'aspiration 6, relié lui- même suivant les flèches 7 à une installation d'aspi ration représentée schématiquement en 8 (par exem ple une pompe aspirante), capable de créer une dé pression très énergique. Grâce à cette aspiration énergique, l'électrolyte vient frapper la surface 9 de la pièce 5 à traiter mais ne peut s'échapper vers l'extérieur le long de cette surface par l'intervalle existant entre le tube 2 et la surface 9. Il suit donc le trajet indiqué par les flèches 10.
Il peut même sans inconvénient se produire une légère aspiration, suivant les flèches 11, de l'air ambiant, cet air étant éventuellement éliminé par un moyen connu quelconque 12 sur le trajet des flèches 7, si l'on désire, comme ce sera souvent le cas, faire circuler l'électrolyte en circuit fermé, et si la présence de cet air dans l'électrolyte arrivant au réservoir 4 est jugée indésirable.
Une différence de potentiel appropriée à la na ture de l'opération à réaliser est maintenue entre la pièce à usiner "5, qui joue le rôle d'électrode grâce à une liaison par un fil 13 avec une borne d'une source de courant appropriée 14, et une seconde électrode qui est constituée, dans la construction de la fig. 1, par la totalité ou au moins la plus grande partie du tube 1, relié dans ce but à l'autre borne de la source de courant par un fil 15 avec interposition d'un in terrupteur 16.
Dans ce cas, on prévoit de préférence une courte partie isolante 17 à l'extrémité inférieure du tube 1. Le tube 2 est alors de préférence en ma tière isolante. Mais, si on le désire, dans certains cas, on peut utiliser également le tube 2 comme élec trode, indépendamment du tube 1 ou en association avec lui.
La liaison électrique entre ces deux tubes est alors réalisée simplement par le contact intime, 'avec soudure étanche, de la partie supérieure 18 du tube 2 et du tube 1 ; on pourrait aussi prévoir une con nexion (non représentée) à la partie inférieure des deux tubes. Dans ce cas, on peut prévoir également une partie isolante telle que 17 à la partie inférieure du tube 2.
Dans une variante, non représentée, on pourrait utiliser comme électrode un fil conducteur enroulé autour du tube 1 isolant, et en contact avec l'électrolyte soit à l'intérieur du tube 1 soit dans l'es pace annulaire compris entre les deux tubes.
Dans la variante de la fig. 2, où les mêmes orga nes portent les mêmes références, les tubes 1 et 2 sont tous deux isolants, et l'électrode est constituée par une tige conductrice 19 reliée à la source de cou rant 14 par le fil 15 et l'interrupteur 16 et fixée de façon étanche mais amovible connue à un couvercle isolant 20 fermant hermétiquement le tube 1 et main tenu contre ce tube, par exemple, par des vis 20a. L'électrolyte arrive alors en 3 par une canalisation latérale la. Dans ce cas, on peut remplacer l'élec trode 19 très facilement, soit en cas d'usure, soit si l'on veut utiliser l'appareil pour un autre genre de travail.
Il est bien évident que le dispositif peut fonction ner aussi bien quel que soit le sens du courant élec trique, c'est-à-dire que, suivant la nature du travail envisagé, la pièce 5 pourrait être anode ou cathode.
Les appareils des fig. 1 et 2 conviennent aussi bien pour un traitement local que pour le traitement d'une surface de grande superficie. Par exemple, pour percer une surface plane telle que 5, il suffit de lais ser en place le pistolet 1, 2 jusqu'à l'obtention de la profondeur voulue pour la cavité, au besoin en montant le pistolet sur un support capable d'assurer son avance verticale automatique au fur et à mesure du percement, - comme il est connu de le faire par exemple pour les machines à usiner par étincelage.
Pour découper une surface plane, il suffit de monter le pistolet 1, 2 sur un bâti qui suit le tracé de la découpure d'une façon analogue à celle du porte- outil coupant d'une machine-outil connue ou du porte-chalumeau dans une machine à découper au chalumeau. Enfin, pour traiter une surface plane de superficie importante, il suffit de balayer la sur face à l'aide du pistolet, par passes successives régu lières, au moyen d'un mécanisme de déplacement dont le type et les détails de construction sont facile ment imaginables pour l'homme de métier.
On a supposé jusqu'ici que l'on avait à traiter localement une surface plane ou sensiblement plane dont la superficie totale peut être relativement grande. On supposera maintenant qu'il s'agit de trai ter la surface extérieure d'un matériau oblong. Plus précisément, sur les fig. 3 à 13, on supposera pour plus de simplicité que le matériau traité est un fil cylindrique mince.
Si l'on se reporte tout d'abord à la fig. 3, on voit que le circuit de traitement comprend essentiel lement une surface inclinée 21 percée d'un trou 22 pour le passage d'un fil 23. Le long de la surface 21 ruisselle le liquide de traitement, prélevé dans un ré servoir 24 par une pompe représentée schématique ment en 25 et qui lui fait suivre le trajet représenté par les flèches 26 en traits mixtes. Après avoir bai gné le fil 23, le liquide revient au réservoir 24 en suivant le trajet représenté par les flèches 27. La vitesse du liquide doit être telle qu'il franchisse le trou 22 sans y pénétrer.
Dans une variante, le liquide de traitement ne revient pas au réservoir 24 mais est dirigé en 28 vers une évacuation appropriée.
Dans la construction de la fig. 4, le fil 23 est conduit dans le sens de la flèche 29 suivant l'axe d'un tronc de cône 30 qui est l'équivalent du tube inté rieur 1 de la fig. 1 ou de la surface 21 de la fig. 3. Le liquide de traitement, déversé à la partie supé rieure du tronc de cône 30 suivant les flèches 31, en provenance d'un réservoir non représenté tel que 4 de la fig. 1, ruisselle au moins le long du tronc de cône 30 en suivant les flèches 32, pour venir au contact du fil 23 dans l'ouverture étroite formée par la petite base du tronc de cône.
Le tronc de cône 30 est entouré concentriquement d'un second tronc de cône 33, qui est l'équivalent du tube 2 de la fig. 1, et dans lequel on produit une dépression en aspirant en 7 par un conduit latéral 34 relié à une pompe non représentée, telle que 8 de la fig. 1. Comme dans le cas de. la fig. 1, le liquide de traitement est aspiré suivant les flèches 3 5 entre les deux cônes et ne peut s'échapper au-dehors par l'orifice inférieur du tronc de cône 30 autour du fil 23. Comme dans le cas de la fig. 1, de l'air ambiant peut même être aspiré suivant les flèches 36 et contribue à empêcher le liquide de traitement de s'échapper.
Dans le cas où le liquide de traitement est un électrolyte, le tronc de cône 30 est conducteur au moins sur sa plus grande partie, et forme la cathode si l'on veut débarrasser le fil d'une couche superfi cielle indésirable ou en réduire le diamètre ; la con nexion au pôle négatif de la source de courant non représentée se fait alors, comme dans le cas de la fig. 1, par un fil 15. Le fil 23 est alors relié par un fil 13 au pôle positif de la source. Au contraire, si l'on veut déposer une couche quelconque sur le fil 23, on inversera les connexions aux bornes de la source, le fil 23 devenant cathode.
Le dévidement du fil 23 est assuré par tout moyen connu approprié, par exemple, à la façon qui sera décrite ci-après avec référence à la fig. 12. De préférence, dans le cas d'un traitement électrolyti que, l'extrémité 37 du tronc de cône 30 est isolante, comme l'était l'extrémité 17 du tube 1 de la fig. 1. Le tronc de cône 33 est alors de préférence entière- ment isolant.
Comme dans le cas de la fig. 1, la dépression créée par l'aspiration suivant les flèches 7 sera infé rieure à la pression atmosphérique et, par suite a fortiori inférieure à la pression régnant en bas du tronc de cône 30.
Dans la variante de la fig. 5, on a remplacé le fil 23 par un ruban plat 23a. Dans ce cas, les troncs de cône 30 et 33 sont remplacés par des hexaèdres 30a, 33a ayant deux faces rectangulaires formant bases et quatre faces latérales en forme de trapèzes isocèles. L'électrolyte arrive par l'intérieur de l'hexa èdre 30a et est aspirée à travers l'espace compris entre les deux hexaèdres, après avoir frappé les faces du ruban 23a. Là encore, on relie le ruban 23a et l'hexaèdre 30a, respectivement, par des fils non re présentés, aux bornes d'une source de courant telle que 14 des fig. 1 et 2.
Dans la construction des fig. 6 et 7, la cellule de traitement est formée par une cuve cylindrique 39 à axe vertical, dont le fond 40 est percé d'un trou cen tral 41 pour le passage du fil 23 représenté en tirets.
En première approximation, la longueur immer gée du fil est définie par le niveau 42 du bain. Pour les traitements électrolytiques, on ajoute dans la cuve, dont les parois 39 sont alors dans un matériau isolant, une électrode 43, représentée en traits mixtes, dé révolution autour du fil.
Pour éviter les fuites du liquide par le trou 41, on peut évidemment songer à utiliser un joint à frot tement doux. Mais ce joint devrait être constamment calibré au diamètre du fil, et il faudrait prendre des précautions considérables pour ne pas détériorer la surface du fil en traitement.
On écarte ces difficultés en utilisant un trou de passage 41 d'un diamètre très supérieur au diamètre des fils que l'on aura à traiter, par exemple, un trou de 1,5 mm de diamètre pour des fils de diamètres inférieurs à 300@. Il se produit une fuite de liquide.
Immédiatement à sa sortie du trou, on étale ce li quide contre le fond 40 de la cuve, de façon à ré duire au minimum la longueur en contact avec le fil, à l'aide d'un courant gazeux qui parcourt un tube 44 soudé le long d'une génératrice au fond 40 de la cuve et percé pour le passage du fil, comme le montre la fig. 7, de deux trous 45 et 46 diamètralement oppo sés, dont l'un, 45 coïncide avec le trou 41. Le tube 44 se recourbe vers le haut en 47 et se termine par une embouchure 48 de préférence orientable.
Le gaz arrivant en 49 d'une source sous pression s'oppose aux fuites de liquide par le trou 46 en entraînant avec lui, pour le réintroduire dans la cuve 39 en 48, le liquide qui s'est échappé par le trou 41. En orien tant convenablement l'extrémité 48 du tube 47, on peut aussi se servir du courant gazeux pour agiter éventuellement le bain.
Le gaz utilisé doit généralement être à la tempé rature du bain et n'exercer aucune action nuisible sur le bain ou sur le fil. A cet effet, on choisit le gaz en fonction des propriétés chimiques du bain et du fil, et on le sature préalablement par barbotage dans des flacons laveurs (dont un seul est représenté en 50), qui contiennent le même bain que la cuve, afin de ne pas modifier, par évaporation, la composition ou la quantité du bain contenu dans la cuve.
Un tube de vidange 51, raccordé au fond 40 de la cuve, permet de vider celle-ci.
On voit que le liquide de traitement suit en fait un circuit dont une partie se trouve à la pression ambiante (entre la sortie 48 du tube 47 et la surface supérieure du liquide 42) et l'autre sous une pression supérieure (dans le tube 44, 47), cette pression étant fournie par une pompe appropriée non représentée intercalée dans le conduit 49 d'arrivée du" gaz.
On voit également sur la fig. 6 le conducteur 52 amenant le courant à l'électrode 43, le fil 23 constituant la seconde électrode et étant relié au cir- cuit électrique de toute façon appropriée non repré sentée, par exemple par un contact à mercure.
Dans la construction de la fig. 8, la cellule est la même que sur la fig. 7, et elle est représentée en 39, mais le circuit est ouvert. Le liquide qui pénètre dans le tube 44 par le trou 41 est évacué avec le gaz par une évacuation 53. Dans ce cas, le niveau du liquide de traitement contenu dans la cellule 39 est maintenu constant par un trop-plein 54, par lequel le liquide en excès revient au réservoir 24 en suivant le trajet indiqué par les flèches 55.
Dans le cas de la fig. 9, la cellule fonctionne suivant le principe de la cellule des fig. 6 et 7, mais ici le fil 23 la traverse horizontalement. La cellule comprend une cuve parallélépipédique 56 suivant l'axe longitudinal de laquelle passe le fil 23 qui tra verse les parois verticales extrêmes 57 par des trous 58 analogues au trou 41 des fig. 6 et 7. Des tuyaux 59 percés pour le passage du fil de trous diamétra- lement opposés qui coïncident avec les trous 58 des faces 57 et dont un est visible en 60 sont fixés aux faces 57 et sont parcourus, comme le tuyau 44, par un gaz sous pression.
Ils peuvent être recourbés en 61 pour ramener dans la cuve 56 le liquide qui s'en serait échappé par les trous 58.
Dans la réalisation de la fig. 10, la cellule se compose d'un tronçon de cylindre 62 à axe horizon tal percé de deux trous diamétralement opposés 63 et 64 pour le passage du fil 23. Les trous 63 et 64 sont alignés de préférence verticalement, et, comme pré cédemment, leur surface est très supérieure à la sec tion du fil 23. (Par exemple, leur diamètre est de 0,5 à 2 mm, pour des fils de 3 à 500#t.) Le liquide de traitement est amené au cylindre 62 depuis le ré servoir 24 dans le sens des flèches 26.
Suivant les conditions d'écoulement du liquide, on obtient l'un des régimes de fonctionnement sui vants - fuite de liquide vers l'extérieur du tube, - pas de fuite, mais équilibre critique, - aspiration du milieu ambiant vers l'intérieur du tube. En se plaçant nettement dans le dernier cas, on évite en régime permanent toute fuite de liquide vers l'extérieur et l'on obtient alors un fonctionnement extrêmement stable et un réglage aisé.
Pour pouvoir également éviter toute fuite en régime transitoire, c'est-à-dire lors de la mise en service du circuit et lors de son arrêt, il suffit de donner au circuit un profil tel que le liquide arrivant aux trous 63, 64 ait une vitesse suffisante pour les franchir sans s'échap per par eux.
Bien entendu, l'appareil comprend également une pompe 25 intercalée dans le tuyau 52 en amont des trous 63 et 64. En pratique, la pompe 25 n'envoie pas directement le liquide du réservoir 24 au tuyau 62, mais par l'intermédiaire d'un réservoir auxiliaire placé à un niveau supérieur à celui des trous 63 et 64, d'une façon qu'on indiquera plus en détail à propos de la fig. 12 (réservoirs 82 et 84 alimentant les appareils de lavage 72, 74). De toutes façons, le liquide suit le circuit fermé indiqué par les flèches 26, 27, ou encore est envoyé à une évacuation sui vant la flèche 28.
Au cours d'essais pour traiter des fils dont les diamètres étaient compris entre 300 et 3 #t, on a uti lisé des circuits d'une section utile moyenne voisine de 15 mm , les trous 63 et 64 ayant un diamètre de 1,5 mm. Les circuits ayant été préalablement mis au point, on n'a jamais constaté aucune fuite.
L'appareil de la fig. 10 peut également servir à laver le fil après traitement. Il suffit de remplacer le liquide de traitement par un liquide de lavage appro prié, qui pourra être simplement un solvant des cons tituants du bain, sans action sur le fil, par exemple de l'alcool pour les bains de perchlorate. Pour sécher le fil après lavage, on utilise un cir cuit analogue mais dont la section utile est beaucoup plus considérable, que l'on fait parcourir par un courant gazeux chaud et sans action sur le fil.
La disposition des installations de lavage et de séchage par rapport à la cuve de traitement sera dé crite ci-après avec référence à la fig. 12.
Dans la construction de la fig. 11, la cellule est constituée par un tuyau 65 dans lequel circule le li quide de traitement en suivant les flèches 66. Le tuyau présente une grande longueur rectiligne, corres pondant à la grande longueur des fils que l'on veut traiter, et son diamètre intérieur est très supérieur à celui du fil 23. Il présente des coudes 67, 68 percés chacun d'un trou 69 ou 70 par lequel le fil 23 peut passer pour suivre longitudinalement l'axe du tube 65.
Les appareils des fig. 6 à 11 peuvent, moyennant de légères modifications, comme celui de la fig. 4, être utilisés pour le traitement d'un ruban ou d'un autre matériau oblong. Dans ce cas, les trous ont la forme de fentes de dimensions correspondant à celles du ruban avec le même rapport des surfaces que précédemment, c'est-à-dire de fentes dont les dimen sions sont au moins doubles de la section du matériau à traiter. La cuve 39 peut alors être, par exemple, à section horizontale rectangulaire, dans le cas d'un ruban à traiter, tandis que l'électrode 43 prend alors la forme de deux plaques rectangulaires paral lèles ; par contre, le tuyau 62 ou 65 peut rester cylindrique.
On a dit précédemment que le traitement se fai sait de façon locale, et qu'on déplaçait l'un par rap port à l'autre le fil à traiter et le circuit suivi par le liquide de traitement, en vue de réaliser le traitement de la totalité de la surface. En pratique, avec les types d'installations décrits et représentés aux fig. 4 à 11, on peut être amené à faire passer le fil à plu sieurs reprises dans le bain de traitement. Cette opé ration se fait soit en va-et-vient à l'aide d'une seule cellule de traitement, d'une façon qui sera décrite avec référence à la fig. 12, soit de façon continue en disposant en série plusieurs cellules comme sur la fig. 13.
Dans tous les cas, le fil est lavé et séché à sa sortie de la ou de chaque cellule.
Sur la fig. 12, on voit que le fil à traiter 23 passe sur une poulie d'entraînement 71 de grand diamètre et traverse la cellule de traitement (par exemple du type 39 de la fig. 6), et des circuits de lavage 72, 74 et de séchage 73, 75. Aux extrémités du fil sont fixées deux masses 76 et 76a égales et extrêmement faibles, juste suffisantes pour maintenir le fil vertical. On anime la poulie 71 d'un mouvement de rotation uniforme pour entraîner le fil ; ce mouvement s'ef fectue alternativement dans un sens puis dans l'autre.
A sa sortie de la cellule 39, le fil est lavé puis séché de façon continue par l'un des deux dispositifs de lavage 72, 74 et séchage 73, 75 qui sont disposés de part et d'autre de la cellule 39 et qui entrent en fonc- tionnement alternativement suivant le sens de dépla cement du fil, d'une façon qui sera décrite ci-après.
Dans le cas de traitements électrolytiques, le cou rant électrique est amené au ,fil 23 par tout moyen approprié, par exemple par la poulie 71. A cet effet, la poulie est conductrice et est reliée, par une bague (non représentée) montée sur son axe 77, un fil et un interrupteur 79,à une borne d'une source 80 dont l'autre borne est reliée par le fil 52 à l'électrode 43. Entre chaque course du fil, le courant peut, si on le désire, être automatiquement coupé et rétabli par tout moyen approprié non représenté.
Chaque dispositif de lavage comprend un tube 72 ou 74, de préférence légèrement incliné, percé de deux trous 81 ou 83 diamétralement opposés pour le passage du fil 23 (comme les trous 63 et 64 du tube 62 de la fig. 10), alimenté en liquide de lavage (par exemple un solvant des constituants du bain) depuis un réservoir 82 ou 84 à la pression atmosphérique pourvu d'un trop-plein 85 et 87 ser vant à fixer le niveau supérieur du liquide dans le réservoir, et qui communique avec un réservoir gé néral 86 par un tuyau 95. Les réservoirs 82 et 84 sont situés à un niveau supérieur à celui des trous 81 et 83.
Les tuyaux 72 et 74 déversent le liquide usé dans un collecteur 88 qui aboutit à une évacua tion si le liquide de lavage ne vaut pas la peine d'être récupéré ; dans le cas contraire, le collecteur 88 est relié au réservoir 86 par une canalisation repré sentée schématiquement par les traits mixtes 89, qui peut comporter un filtre ou une installation appro priée de régénération 90 et, éventuellement, une pompe de circulation non représentée.
Des pompes 91 et 93 peuvent reprendre le li quide dans le réservoir 86 et l'envoyer par des tuyaux respectifs 92 et 94 aux réservoirs 82 et 84.
Chaque dispositif de séchage comprend un tube 73 ou 75 analogue aux tubes 62, 72 et 74 mais de plus grand diamètre, percé lui aussi de trous diamé tralement opposés, 96 ou 98, pour le passage du fil 23. Un gaz sans action chimique sur le fil 23 est aspiré depuis une source représentée par les flèches 97 ou 99 à l'aide de pompes 100 et 102 et est chauf fé par tout moyen approprié, par exemple par des résistances électriques 101 ou 103.
L'installation fonctionne de la façon suivante Après avoir garni la cellule 39 d'un bain appro prié et mis en place le fil 23, on anime la poulie 71, comme indiqué plus haut, d'un mouvement de rota tion alternatif (d'une façon qui sera expliquée par la suite) afin de faire passer la longueur à traiter du fil 23 dans le bain le nombre de fois voulu pour ob tenir le résultat cherché. Après chaque course des cendante du fil 23 à travers la cellule 39, le fil traité est lavé en 83 et séché en 98. Après chaque course ascendante à travers la cellule 39, le fil 23 est lavé en 81 et séché en 96. Les dispositifs 72 et 73 sont inac tifs pendant les courses descendantes du fil, tandis que les dispositifs 74 et 75 le sont pendant les courses ascendantes.
Le courant d'électrolyse est éventuelle ment coupé à l'aide de l'interrupteur 79 pendant l'ar rêt de la poulie 71 entre chaque course du fil.
Le mouvement alternatif de rotation de la poulie 71 est assuré depuis un moteur électrique 104 à vi tesse constante par l'intermédiaire d'une transmission appropriée à pignons et chaîne ou à engrenages dé multiplicateurs, capable de faire tourner la poulie à la vitesse lente voulue. Cette transmission est re présentée schématiquement par les traits mixtes 105. Le moteur 104 est à deux enroulements, 106, 107. Une borne de l'enroulement 106 est reliée par un fil 108 à une borne d'une source de courant 109, dont l'autre borne est reliée au contact mobile d'un inter rupteur inverseur 110 ayant deux plots fixes<I>a</I> et<I>b</I> et un point mort c. Un fil 111 relie la seconde borne de l'enroulement 106 au plot a de l'interrupteur 110.
L'enroulement 107 est relié d'une part au fil 108 et, d'autre part, par un fil 112, au plot b de l'interrup teur 110.
Par ailleurs, les pompes 91, 93, 100 et 102 sont reliées respectivement par des transmissions appro priées représentées schématiquement .en 113, 115, 117 et 119 à des moteurs électriques respectifs 114, 116, 118 et 120. Les résistances de chauffage 101, 103 des tubes de séchage 73, 75 sont branchées en parallèle sur les circuits d'alimentation des moteurs respectifs 118 et 120. Un fil 121 relie une borne du moteur 114 au fil<B>108,</B> et un fil 122 relie la seconde borne de ce moteur au fil 112 ou à la borne b de l'interrupteur 110. Un fil 123 relie une borne du moteur 116 au fil 111 ou à la borne a de l'interrup teur 110, et le fil 121 relie l'autre borne de ce moteur au fil 108.
Un fil 124 relie une borne du moteur 118 au fil 108, et un fil 125 relie l'autre borne de ce mo teur au fil 112 ou à la borne b de l'interrupteur 110. Enfin, un fil 126 relie une borne du moteur 120 au fil 108, et un fil 127 relie l'autre borne de ce mo teur au fil 111.
Il résulte de ce qui précède que l'enroulement 106 du moteur 104, couplé en parallèle avec le mo teur 116 qui fait tourner la pompe 93 et le moteur 120 qui fait tourner la pompe 102, est celui qui fait tourner le moteur 104 dans le sens correspondant au fonctionnement du circuit de lavage 74 et du circuit de séchage 75, c'est-à-dire à la course descendante du fil 23 à travers la cellule 39, et donc à la rotation de la poulie 71 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Au contraire, l'enroulement 107, en parallèle avec les moteurs 114 et 118 correspond à la rotation en sens inverse de la poulie 71 et à la montée du fil 28 à travers la cellule 39.
Comme les moteurs 118, 120 et les résistances ne sont sous ten sion que lorsque la pompe correspondante tourne.
En amenant à la main le contact mobile de l'in terrupteur 110 sur le plot a, comme le montre la fig. 12, on met en marche le moteur 114 (par l'enroule ment 106) et les moteurs 116 et 120. La poulie 71 tourne dans. le sens. inverse des aiguilles d'une mon tre, le fil 23 descend à travers la cellule 39 et les installations 74 et 75 fonctionnent, tandis que les installations 72 et 73 sont au repos, les moteurs de leurs pompes étant hors circuit.
Lorsque la longueur de fil 23 à traiter a traversé la cellule 39, on- manoeuvre l'interrupteur 110 pour arrêter les divers moteurs, en plaçant le contact mo bile dans la position neutre c représentée en tirets sur la fig. 12.
Si l'on veut faire passer à nouveau le fil 23 dans la cellule 39 mais en sens inverse, ce qui peut être fait immédiatement ou après un temps employé par exemple à mesurer l'état du fil après le début du traitement, on amène le contact mobile de l'interrup teur 110 sur le plot b. Le moteur 104 fait alors tourner la poulie 71 dans le sens des aiguilles d'une montre sous l'effet de l'enroulement 107, le fil 23 monte à travers la cellule 39, et les moteurs 114 et 118 mettent en fonctionnement les installations 72 et 73, tandis due les moteurs 116 et 120 sont mis hors circuit, de sorte que les installations 74 et 75 sont au repos. Lorsque le fil 23 a complètement tra versé la cellule 39, on actionne l'interrupteur 110 pour couper le circuit.
Bien entendu, on a également actionné, éventuel lement, au moment voulu l'interrupteur 79 pour ou vrir ou fermer le circuit électrolytique.
Dans une variante non représentée, l'inversion du sens de marche du moteur 104 ainsi que la marche ou l'arrêt des moteurs 114, 116, 118 et 120 sont commandés automatiquement à l'aide de circuits élec triques.
Dans la variante de la fig. 13, l'installation ne comprend plus de dispositif de va-et-vient du fil 23 et une seule cellule de traitement, mais une suite de cellules en série, suivies chacune par des installations de lavage et de séchage, et que le fil traverse succes- sivement dans le sens des flèches 133.
Dans ce cas, le fil 23 dévidé d'un tambour 128 passe successive ment dans des cellules de traitement 129, 129a, 129b ..., 129n et à travers des dispositifs de lavage 130, 130a,<I>130b ...,</I> 130n et de séchage 131, 131a, 131b ..., 131n pour s'enrouler finalement sur un tambour récepteur 132. .Les tambours 128 et 132 sont mus à la vitesse voulue par des moteurs électriques non re présentés, et les pompes des divers dispositifs de la vage et de séchage sont mues par des moteurs ali mentés en même temps que les moteurs de com mande des tambours.
A titre d'exemple d'application du procédé et de l'appareil décrit, on peut citer le traitement d'un fil de nickel d'un diamètre initial de 125 it en vue de l'amincir. Ce fil passe en deux minutes (une longueur de 150 cm défilant à 0,8 cm/sec) dans une installa tion du type de la fig. 8.
Le bain contenu dans la cellule de traitement est une solution de perchlorate de magnésium dans l'alcool à une concentration de 60 g/1. La température du bain est de 20,,C et sa hauteur de 14 mm. 4n utilise une électrode en acier inoxydable en forme de cylindre ayant 65 mm de diamètre et 10 mm de hauteur. La densité de cou- rant est de 0,5A/cm2 et le nombre de passages est de 150. On obtient un fil dont le diamètre, mesuré au microscope, est de 811.
Dans une variante non représentée, le tuyau 62 pourrait être incliné, et les trous 68 et 64 pourraient alors être alignés verticale ment mais non diamétralement opposés. Dans cer tains cas, une telle inclinaison peut être avantageuse pour faciliter l'écoulement du liquide.
Enfin, les constructions des fig. 4 à 14 s'appli quent aussi bien au perçage, au découpage ou, d'une façon plus générale, à la conformation d'une surface plane ou non qu'au traitement d'un fil, ce dernier n'ayant été décrit qu'à titre d'exemple. En cas de perçage ou de découpage, si le traitement est pure ment chimique, il suffit d'isoler par exemple au moyen d'un vernis approprié la partie de l'objet qui ne doit pas être attaquée par le liquide de traite ment. Si le traitement se fait par électrolyse, on faci lite l'opération en donnant à l'électrode 43 des, fig. 6 et 7 une forme correspondant à la forme désirée pour la pièce à traiter.
Method for treating a surface by means of a liquid and apparatus for carrying out this method The object of the invention is a method for treating a surface by means of a liquid and an apparatus for the treatment. implementation of this process. The invention applies, in particular, to the polishing or shining of a surface, to the particular conformation to be given locally to a surface (for example in order to dig a cavity of a given shape or to drill a hole therein). , the uniform thinning of a wire, or the regular formation of a deposit on a surface.
No known process gives satisfactory results. For example, it has been imagined to exert by means of a pump a static pressure of an electrolytic liquid on the surface to be treated. It has also been proposed to achieve by cavitation a projection of liquid against the surface to be treated, without the other parts of this surface being touched by the treatment liquid. We have also imagined systems for driving by pulleys or diabolos of an oblong material in a chemical and / or electrolytic bath.
But apart from the fact that the action of the treatment liquid on the workpiece may not be regular or constant, the use of corrosive liquids at high temperatures makes it very difficult to construct an apparatus capable of satisfying all the requirements. desi derata.
The object of the invention is to eliminate these drawbacks by the use of a method which makes it possible to carry out a local treatment of a surface, treatment capable of being extended to the entire surface by suitably displacing the liquid treatment and the surface relative to each other, and by means of an apparatus for carrying out this process.
The method of treating a surface by means of a liquid is characterized in that this liquid is brought into contact with a part of the surface to be treated by making it circulate inside a circuit supplied from 'a reservoir, the surface to be treated being in a part of this circuit, so that said surface comes into contact with the liquid over a given limited area, and to move said relative to each other relatively surface to be treated and said liquid.
The apparatus for carrying out this method is characterized in that it comprises means for bringing the treatment liquid into contact with a limited part of the surface to be treated, means for preventing the treatment liquid from s 'escape beyond said limited part, means for moving the surface to be treated and the treatment liquid relative to each other.
In the accompanying drawing, there is shown schematically various embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is a very schematic vertical section of a type of gun for treating a flat surface.
Fig. 2 is a vertical section, similar to FIG. 1 but partial and on a larger scale, of a variant.
Fig. 3 is a very schematic vertical section of a first type of processing circuit.
Fig. 4 is a vertical section of a first type of processing cell. Fig. 5 is a horizontal section, on a larger scale, by a plane perpendicular to that of FIG. 4, of a variant.
Fig. 6 is a partial sectional elevation of a second type of processing cell.
Fig. 7 is a view from above corresponding to FIG. 6.
Fig. 8 is a very schematic elevation of an alternative circuit using the cell of FIGS. 6 and 7. FIG. 9 is a perspective of a cell which constitutes a variant of the cell of FIGS. 6 and 7. FIG. 10 is a very schematic vertical section of another type of processing circuit.
Fig. 11 is a vertical section through another type of cell, which constitutes a variant of the cell of FIG. 10.
Fig. 12 is a diagram of the whole of a complete installation.
Fig. 13 is a very simplified diagram of a variant.
To treat a surface using a liquid, it has been found that it is advantageous to circulate this liquid according to a circuit determined according to the shape of the surface to be treated, this circuit being arranged at a given point so that the circulating liquid can come into contact at this point with a limited area of the surface, and move said surface to be treated and said circuit relatively relative to each other,
so as to sweep the entire surface to be treated.
The apparatus for carrying out this process takes on very varied forms depending on the configuration of the surface to be treated. In the following description, embodiments for the treatment of flat surfaces and embodiments for the treatment of oblong surfaces and in particular of wires will be successively described.
It is seen in fig. 1 a first embodiment, applicable to the electrolytic treatment of a flat surface, in which the apparatus takes the form of a sort of gun or torch. It includes two concentric tubes 1 and 2.
The inner tube 1 is used for the arrival of the electrolyte which comes, according to the arrows 3, from a tank shown schematically at 4, under a given pressure, which can simply result from gravity, the electro tank lyte being placed at a sufficiently well determined height above the workpiece 5. Tube 1 stops at a short distance from the base of outer tube 2, which itself ends as close as possible of room 5.
The tube 2 is connected at its upper part to a suction duct 6, itself connected along the arrows 7 to a suction installation shown schematically at 8 (for example a suction pump), capable of creating a deformation. very forceful pressure. Thanks to this energetic suction, the electrolyte strikes the surface 9 of the part 5 to be treated but cannot escape to the outside along this surface through the gap existing between the tube 2 and the surface 9. It therefore follows the path indicated by arrows 10.
It can even without inconvenience occur a slight aspiration, according to the arrows 11, of the ambient air, this air being possibly eliminated by any known means 12 on the path of the arrows 7, if desired, as it will often be. in this case, circulate the electrolyte in a closed circuit, and if the presence of this air in the electrolyte arriving at the reservoir 4 is deemed undesirable.
A potential difference appropriate to the nature of the operation to be carried out is maintained between the workpiece "5, which acts as an electrode by means of a connection by a wire 13 with a terminal of a suitable current source. 14, and a second electrode which is constituted, in the construction of Fig. 1, by the whole or at least the major part of the tube 1, connected for this purpose to the other terminal of the current source by a wire 15 with interposition of a switch 16.
In this case, a short insulating part 17 is preferably provided at the lower end of the tube 1. The tube 2 is then preferably made of insulating material. However, if desired, in certain cases, the tube 2 can also be used as an electrode, independently of the tube 1 or in association with it.
The electrical connection between these two tubes is then made simply by the intimate contact, 'with sealed welding, of the upper part 18 of the tube 2 and of the tube 1; one could also provide a connection (not shown) at the lower part of the two tubes. In this case, one can also provide an insulating part such as 17 at the lower part of the tube 2.
In a variant, not shown, one could use as an electrode a conductive wire wound around the insulating tube 1, and in contact with the electrolyte either inside the tube 1 or in the annular space between the two tubes.
In the variant of FIG. 2, where the same organs bear the same references, the tubes 1 and 2 are both insulating, and the electrode consists of a conductive rod 19 connected to the current source 14 by the wire 15 and the switch 16 and fixed in a known sealed but removable manner to an insulating cover 20 hermetically closing the tube 1 and held against this tube, for example, by screws 20a. The electrolyte then arrives at 3 via a lateral pipe 1a. In this case, the electrode 19 can be replaced very easily, either in the event of wear or if the apparatus is to be used for another type of work.
It is obvious that the device can function equally well whatever the direction of the electric current, that is to say that, according to the nature of the work envisaged, the part 5 could be anode or cathode.
The devices of fig. 1 and 2 are suitable for local treatment as well as for treating a large surface area. For example, to drill a flat surface such as 5, it suffices to leave the gun 1, 2 in place until the desired depth for the cavity is obtained, if necessary by mounting the gun on a support capable of ensure its automatic vertical advance as the drilling progresses, - as is known to do, for example, for machines for machining by flashing.
To cut a flat surface, it suffices to mount the gun 1, 2 on a frame which follows the path of the cutout in a manner analogous to that of the cutting tool holder of a known machine tool or of the torch holder in a torch cutting machine. Finally, to treat a flat surface of large surface area, it suffices to sweep the surface with the aid of the gun, by successive regular passes, by means of a displacement mechanism, the type and construction details of which are easily understood. imaginable for the skilled person.
It has hitherto been assumed that one had to treat locally a flat or substantially flat surface, the total area of which can be relatively large. It will now be assumed that it is a question of treating the outer surface of an oblong material. More precisely, in FIGS. 3 to 13, it will be assumed for the sake of simplicity that the material treated is a thin cylindrical wire.
If we first refer to fig. 3, it can be seen that the treatment circuit essentially comprises an inclined surface 21 pierced with a hole 22 for the passage of a wire 23. Along the surface 21 flows the treatment liquid, taken from a tank 24 by a pump shown schematically at 25 and which makes it follow the path represented by arrows 26 in phantom. After bathing the wire 23, the liquid returns to the reservoir 24 following the path represented by the arrows 27. The speed of the liquid must be such that it passes through the hole 22 without entering it.
In a variant, the treatment liquid does not return to the reservoir 24 but is directed at 28 to an appropriate outlet.
In the construction of FIG. 4, the wire 23 is led in the direction of the arrow 29 along the axis of a truncated cone 30 which is the equivalent of the inner tube 1 of FIG. 1 or the surface 21 of FIG. 3. The treatment liquid, poured into the upper part of the truncated cone 30 along the arrows 31, from a reservoir, not shown, such as 4 in FIG. 1, runs at least along the truncated cone 30 following the arrows 32, to come into contact with the wire 23 in the narrow opening formed by the small base of the truncated cone.
The truncated cone 30 is surrounded concentrically by a second truncated cone 33, which is the equivalent of the tube 2 of FIG. 1, and in which a vacuum is produced by sucking at 7 via a lateral duct 34 connected to a pump, not shown, such as 8 in FIG. 1. As in the case of. fig. 1, the treatment liquid is sucked along the arrows 35 between the two cones and cannot escape outside through the lower opening of the truncated cone 30 around the wire 23. As in the case of FIG. 1, ambient air can even be drawn in according to the arrows 36 and helps prevent the treatment liquid from escaping.
In the case where the treatment liquid is an electrolyte, the truncated cone 30 is conductive at least over its greatest part, and forms the cathode if it is desired to rid the wire of an undesirable surface layer or to reduce the amount thereof. diameter; the connection to the negative pole of the current source not shown is then made, as in the case of FIG. 1, by a wire 15. The wire 23 is then connected by a wire 13 to the positive pole of the source. On the contrary, if one wishes to deposit any layer on the wire 23, the connections to the terminals of the source will be reversed, the wire 23 becoming a cathode.
The wire 23 is unwound by any suitable known means, for example, in the manner which will be described below with reference to FIG. 12. Preferably, in the case of an electrolytic treatment, the end 37 of the truncated cone 30 is insulating, as was the end 17 of the tube 1 of FIG. 1. The truncated cone 33 is then preferably completely insulating.
As in the case of fig. 1, the depression created by the suction following arrows 7 will be lower than atmospheric pressure and, therefore a fortiori lower than the pressure prevailing at the bottom of the truncated cone 30.
In the variant of FIG. 5, the wire 23 was replaced by a flat ribbon 23a. In this case, the truncated cones 30 and 33 are replaced by hexahedra 30a, 33a having two rectangular faces forming bases and four side faces in the form of isosceles trapezoids. The electrolyte arrives from the inside of the hexahedron 30a and is sucked through the space between the two hexahedra, after having struck the faces of the strip 23a. Here again, the strip 23a and the hexahedron 30a are connected, respectively, by wires not shown, to the terminals of a current source such as 14 of FIGS. 1 and 2.
In the construction of fig. 6 and 7, the treatment cell is formed by a cylindrical tank 39 with a vertical axis, the bottom 40 of which is pierced with a central hole 41 for the passage of the wire 23 shown in dashed lines.
As a first approximation, the immersed length of the wire is defined by the level 42 of the bath. For electrolytic treatments, an electrode 43, shown in phantom lines, of revolution around the wire is added to the tank, the walls of which 39 are then made of an insulating material.
To prevent liquid leakage through hole 41, it is obviously possible to consider using a soft friction seal. But this seal should be constantly calibrated to the diameter of the wire, and considerable care should be taken not to damage the surface of the wire being treated.
These difficulties are avoided by using a passage hole 41 of a diameter much greater than the diameter of the wires that will be treated, for example, a hole of 1.5 mm in diameter for wires of diameters less than 300 @ . There is a liquid leak.
Immediately on leaving the hole, this liquid is spread against the bottom 40 of the tank, so as to reduce to a minimum the length in contact with the wire, using a gas stream which passes through a welded tube 44. along a generator at the bottom 40 of the tank and drilled for the passage of the wire, as shown in fig. 7, of two diametrically opposed holes 45 and 46, one of which, 45 coincides with the hole 41. The tube 44 curves upwards at 47 and ends in a mouth 48 which is preferably orientable.
The gas arriving at 49 from a pressurized source opposes liquid leaks through hole 46 by carrying with it, in order to reintroduce it into tank 39 at 48, the liquid which has escaped through hole 41. In Orien so suitably the end 48 of the tube 47, it is also possible to use the gas stream to possibly stir the bath.
The gas used should generally be at the temperature of the bath and exert no harmful action on the bath or on the wire. To this end, the gas is chosen as a function of the chemical properties of the bath and of the wire, and it is saturated beforehand by bubbling into washing flasks (only one of which is shown at 50), which contain the same bath as the tank, in order to not to modify, by evaporation, the composition or the quantity of the bath contained in the tank.
A drain tube 51, connected to the bottom 40 of the tank, makes it possible to empty the latter.
It can be seen that the treatment liquid in fact follows a circuit, part of which is at ambient pressure (between the outlet 48 of the tube 47 and the upper surface of the liquid 42) and the other under a higher pressure (in the tube 44 , 47), this pressure being supplied by a suitable pump, not shown, inserted in the inlet pipe 49 for the gas.
It can also be seen in FIG. 6 the conductor 52 bringing the current to the electrode 43, the wire 23 constituting the second electrode and being connected to the electrical circuit in any suitable manner not shown, for example by a mercury contact.
In the construction of FIG. 8, the cell is the same as in fig. 7, and it is shown at 39, but the circuit is open. The liquid which enters the tube 44 through the hole 41 is discharged with the gas through an outlet 53. In this case, the level of the treatment liquid contained in the cell 39 is kept constant by an overflow 54, through which the excess liquid returns to reservoir 24 following the path indicated by arrows 55.
In the case of fig. 9, the cell operates according to the principle of the cell of FIGS. 6 and 7, but here the wire 23 crosses it horizontally. The cell comprises a parallelepipedal tank 56 along the longitudinal axis of which passes the wire 23 which passes through the end vertical walls 57 through holes 58 similar to the hole 41 of FIGS. 6 and 7. Pipes 59 drilled for the passage of the wire of diametrically opposed holes which coincide with the holes 58 of the faces 57 and of which one is visible at 60 are fixed to the faces 57 and are traversed, like the pipe 44, by a pressurized gas.
They can be bent at 61 to bring back into the tank 56 the liquid which would have escaped from the holes 58.
In the embodiment of FIG. 10, the cell consists of a section of cylinder 62 with a horizontal axis pierced with two diametrically opposed holes 63 and 64 for the passage of the wire 23. The holes 63 and 64 are preferably aligned vertically, and, as before, their surface is much greater than the cross section of the wire 23. (For example, their diameter is 0.5 to 2 mm, for wires from 3 to 500 # t.) The treatment liquid is supplied to cylinder 62 from the tank 24 in the direction of arrows 26.
Depending on the liquid flow conditions, one of the following operating regimes is obtained - liquid leakage to the outside of the tube, - no leakage, but critical equilibrium, - suction of the ambient medium towards the inside of the tube. tube. By placing oneself clearly in the latter case, any leakage of liquid to the outside is avoided in a steady state, and extremely stable operation and easy adjustment are obtained.
To also be able to avoid any leakage in transient mode, that is to say when the circuit is put into service and when it is stopped, it suffices to give the circuit a profile such that the liquid arriving at the holes 63, 64 has sufficient speed to cross them without escaping through them.
Of course, the apparatus also comprises a pump 25 interposed in the pipe 52 upstream of the holes 63 and 64. In practice, the pump 25 does not send the liquid directly from the reservoir 24 to the pipe 62, but through the intermediary of an auxiliary tank placed at a level higher than that of the holes 63 and 64, in a way which will be indicated in more detail with regard to FIG. 12 (reservoirs 82 and 84 supplying the washing devices 72, 74). In any case, the liquid follows the closed circuit indicated by arrows 26, 27, or else is sent to an evacuation following arrow 28.
During tests to treat wires whose diameters were between 300 and 3 #t, circuits with an average useful section of around 15 mm were used, holes 63 and 64 having a diameter of 1.5 mm. The circuits having been previously developed, no leaks were ever observed.
The apparatus of FIG. 10 can also be used to wash the yarn after treatment. It suffices to replace the treatment liquid with an appropriate washing liquid, which could simply be a solvent for the constituents of the bath, without action on the wire, for example alcohol for perchlorate baths. To dry the yarn after washing, a similar fired circuit is used, but the useful section of which is much larger, which is passed through by a hot gaseous current and without action on the yarn.
The arrangement of the washing and drying installations in relation to the treatment tank will be described below with reference to fig. 12.
In the construction of FIG. 11, the cell is constituted by a pipe 65 in which circulates the treatment liquid by following the arrows 66. The pipe has a great rectilinear length, corresponding to the great length of the wires to be treated, and its diameter. interior is much greater than that of the wire 23. It has elbows 67, 68 each pierced with a hole 69 or 70 through which the wire 23 can pass to follow longitudinally the axis of the tube 65.
The devices of fig. 6 to 11 can, with slight modifications, such as that of FIG. 4, be used for processing tape or other oblong material. In this case, the holes have the form of slits of dimensions corresponding to those of the tape with the same ratio of the surfaces as previously, that is to say of slits whose dimensions are at least double the section of the material to be treat. The tank 39 can then be, for example, with a rectangular horizontal section, in the case of a strip to be treated, while the electrode 43 then takes the form of two parallel rectangular plates; on the other hand, the pipe 62 or 65 can remain cylindrical.
It has been said previously that the treatment is done locally, and that the yarn to be treated and the circuit followed by the treatment liquid were moved relative to one another, in order to carry out the treatment. the entire surface. In practice, with the types of installations described and shown in FIGS. 4 to 11, it may be necessary to pass the wire several times through the treatment bath. This operation is carried out either back and forth using a single processing cell, in a manner which will be described with reference to FIG. 12, or continuously by arranging several cells in series as in FIG. 13.
In all cases, the wire is washed and dried when it leaves the or each cell.
In fig. 12, it can be seen that the wire to be treated 23 passes over a drive pulley 71 of large diameter and passes through the treatment cell (for example of type 39 in FIG. 6), and washing circuits 72, 74 and drying 73, 75. At the ends of the wire are fixed two equal and extremely weak masses 76 and 76a, just sufficient to keep the wire vertical. The pulley 71 is animated with a uniform rotational movement to drive the wire; this movement takes place alternately in one direction and then in the other.
On leaving cell 39, the yarn is washed and then dried continuously by one of the two washing devices 72, 74 and drying 73, 75 which are arranged on either side of cell 39 and which enter in operation alternately in the direction of movement of the wire, in a manner which will be described below.
In the case of electrolytic treatments, the electric current is brought to the wire 23 by any suitable means, for example by the pulley 71. For this purpose, the pulley is conductive and is connected by a ring (not shown) mounted on its axis 77, a wire and a switch 79, to a terminal of a source 80, the other terminal of which is connected by the wire 52 to the electrode 43. Between each stroke of the wire, the current can, if desired , be automatically cut off and restored by any suitable means not shown.
Each washing device comprises a tube 72 or 74, preferably slightly inclined, pierced with two diametrically opposed holes 81 or 83 for the passage of the wire 23 (like the holes 63 and 64 of the tube 62 of FIG. 10), supplied with washing liquid (for example a solvent for the constituents of the bath) from a tank 82 or 84 at atmospheric pressure provided with an overflow 85 and 87 serving to fix the upper level of the liquid in the tank, and which communicates with a general reservoir 86 via a pipe 95. The reservoirs 82 and 84 are located at a level higher than that of the holes 81 and 83.
The pipes 72 and 74 discharge the used liquid into a collector 88 which results in a discharge if the washing liquid is not worth recovering; otherwise, the collector 88 is connected to the reservoir 86 by a pipe shown schematically by the dot-dash lines 89, which may include a filter or an appropriate regeneration installation 90 and, optionally, a circulation pump, not shown.
Pumps 91 and 93 can take up the liquid in the reservoir 86 and send it through respective pipes 92 and 94 to the reservoirs 82 and 84.
Each drying device comprises a tube 73 or 75 similar to the tubes 62, 72 and 74 but of larger diameter, also pierced with diametrically opposed holes, 96 or 98, for the passage of the wire 23. A gas without chemical action on the wire 23 is sucked from a source represented by arrows 97 or 99 using pumps 100 and 102 and is heated by any suitable means, for example by electric resistors 101 or 103.
The installation works as follows After having filled the cell 39 with a suitable bath and the wire 23 in place, the pulley 71 is animated, as indicated above, with an alternating rotational movement (of a way which will be explained later) in order to pass the length to be treated of the wire 23 in the bath the number of times desired to obtain the desired result. After each stroke of the ash of yarn 23 through cell 39, the treated yarn is washed in 83 and dried in 98. After each upward stroke through cell 39, yarn 23 is washed in 81 and dried in 96. The devices 72 and 73 are inactive during the down strokes of the yarn, while the devices 74 and 75 are inactive during the up strokes.
The electrolysis current is possibly cut off using the switch 79 while the pulley 71 is stopped between each stroke of the wire.
The reciprocating rotational motion of pulley 71 is provided from an electric motor 104 at constant speed through a suitable chain and pinion or multiplier gear transmission capable of rotating the pulley at the desired slow speed. . This transmission is shown schematically by the phantom lines 105. The motor 104 has two windings, 106, 107. A terminal of the winding 106 is connected by a wire 108 to a terminal of a current source 109, of which the The other terminal is connected to the moving contact of a reversing switch 110 having two fixed pads <I> a </I> and <I> b </I> and a dead point c. A wire 111 connects the second terminal of winding 106 to pad a of switch 110.
The winding 107 is connected on the one hand to the wire 108 and, on the other hand, by a wire 112, to the pad b of the switch 110.
Furthermore, the pumps 91, 93, 100 and 102 are respectively connected by appropriate transmissions shown schematically. In 113, 115, 117 and 119 to respective electric motors 114, 116, 118 and 120. The heating resistors 101, 103 of the drying tubes 73, 75 are connected in parallel to the supply circuits of the respective motors 118 and 120. A wire 121 connects a terminal of the motor 114 to the wire <B> 108, </B> and a wire 122 connects the second terminal of this motor to wire 112 or to terminal b of switch 110. A wire 123 connects one terminal of motor 116 to wire 111 or to terminal a of switch 110, and wire 121 connects other terminal of this motor to wire 108.
A wire 124 connects one terminal of the motor 118 to the wire 108, and a wire 125 connects the other terminal of this motor to the wire 112 or to the terminal b of the switch 110. Finally, a wire 126 connects a terminal of the motor. 120 to wire 108, and a wire 127 connects the other terminal of this motor to wire 111.
It follows from the above that the winding 106 of the motor 104, coupled in parallel with the motor 116 which turns the pump 93 and the motor 120 which turns the pump 102, is the one which turns the motor 104 in the motor. direction corresponding to the operation of the washing circuit 74 and of the drying circuit 75, that is to say to the downward stroke of the yarn 23 through the cell 39, and therefore to the rotation of the pulley 71 in the opposite direction of Clockwise. On the contrary, the winding 107, in parallel with the motors 114 and 118 corresponds to the reverse rotation of the pulley 71 and to the rise of the wire 28 through the cell 39.
Like motors 118, 120 and the resistors are only energized when the corresponding pump is running.
By bringing the movable contact of the switch 110 by hand onto the stud a, as shown in FIG. 12, motor 114 (via winding 106) and motors 116 and 120 are started. Pulley 71 rotates in. meaning. counterclockwise, the wire 23 descends through the cell 39 and the installations 74 and 75 operate, while the installations 72 and 73 are at rest, the motors of their pumps being switched off.
When the length of wire 23 to be treated has passed through cell 39, switch 110 is operated to stop the various motors, by placing the mobile contact in the neutral position c shown in dashed lines in FIG. 12.
If we want to pass the wire 23 again in the cell 39 but in the opposite direction, which can be done immediately or after a time used for example to measure the state of the wire after the start of the treatment, we bring the movable contact of the switch 110 on the stud b. The motor 104 then turns the pulley 71 clockwise under the effect of the winding 107, the wire 23 rises through the cell 39, and the motors 114 and 118 start the installations 72 and 73, while the motors 116 and 120 are switched off, so that the installations 74 and 75 are at rest. When the wire 23 has completely crossed the cell 39, the switch 110 is actuated to cut the circuit.
Of course, it was also actuated, optionally, at the desired time the switch 79 to either turn or close the electrolytic circuit.
In a variant not shown, the reversal of the direction of operation of the motor 104 as well as the running or stopping of the motors 114, 116, 118 and 120 are controlled automatically using electrical circuits.
In the variant of FIG. 13, the installation no longer comprises a device for reciprocating the wire 23 and a single treatment cell, but a series of cells in series, each followed by washing and drying installations, and which the wire passes through successively in the direction of the arrows 133.
In this case, the wire 23 unwound from a drum 128 passes successively through treatment cells 129, 129a, 129b ..., 129n and through washing devices 130, 130a, <I> 130b ..., </I> 130n and drying 131, 131a, 131b ..., 131n to finally wind on a receiving drum 132. The drums 128 and 132 are driven at the desired speed by electric motors not shown, and the pumps for the various washing and drying devices are driven by motors supplied at the same time as the motors for controlling the drums.
By way of example of application of the method and of the apparatus described, mention may be made of the treatment of a nickel wire with an initial diameter of 125 μm with a view to thinning it. This wire passes in two minutes (a length of 150 cm running at 0.8 cm / sec) in an installation of the type of fig. 8.
The bath contained in the treatment cell is a solution of magnesium perchlorate in alcohol at a concentration of 60 g / l. The temperature of the bath is 20 ° C. and its height is 14 mm. 4n uses a stainless steel cylinder-shaped electrode having 65mm in diameter and 10mm in height. The current density is 0.5A / cm2 and the number of passes is 150. A wire is obtained whose diameter, measured under the microscope, is 811.
In a variant not shown, the pipe 62 could be inclined, and the holes 68 and 64 could then be aligned vertically but not diametrically opposed. In some cases, such an inclination may be advantageous to facilitate the flow of the liquid.
Finally, the constructions of FIGS. 4 to 14 apply equally well to drilling, cutting or, more generally, to the shaping of a flat surface or not as to the treatment of a wire, the latter having only been described. 'for exemple. In the event of drilling or cutting, if the treatment is purely chemical, it suffices to isolate, for example by means of a suitable varnish, the part of the object which must not be attacked by the treatment liquid. If the treatment is by electrolysis, the operation is facilitated by giving the electrode 43 of, fig. 6 and 7 a shape corresponding to the shape desired for the part to be treated.