FR3106994A1 - Oven device for solder fluxes in a nuclear environment, suitable for controlling the temperature of the flux at all points of the oven at plus or minus 25 ° C, and using heat exchange technology by air mixing . - Google Patents
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Abstract
Dispositif d’étuvage et de conservation de pulvérulents, tels que des flux de soudure ou autres matières, apte à produire un étuvage et une conservation de la matière la maintenant en température précise à plus ou moins 25°C en tous points de l’étuve et à tout moment des phases d’étuvage telles que recommandées dans l’environnement des installations nucléaires , de conservation ou intermédiaire à ces deux phases, que l’étuve soit partiellement ou totalement pleine, caractérisés par :a) une technologie de brassage d’air chaud aux fins d’extraire l’humidité contenue dans le pulvérulent par l’intermédiaire de deux circuits séparés : un qui transporte l’air chaud au travers du volume de l’étuve, l’autre recevant le pulvérulent stocké pour subir le traitement ;b) les composants suivants : une enveloppe (a) isolée thermiquement constituant le volume de la chambre d’étuvage (a’), un silo (b) fixé à l’intérieur de la chambre d’étuvage (a’), un module de brassage d’air chaud constitué d’un moteur (h) doté d’une turbine de brassage d’air (i) entourée de résistances chauffantes (j), d’autres résistance chauffantes (j’) pouvant être placées à tout autre endroit dans la chambre d’étuvage (a’), un asservissement (k) dédié au maintien en température de l’intérieur de la chambre (a’) qui gère les différents cycles d’étuvage.Device for baking and preserving powdery substances, such as solder flux or other materials, capable of producing baking and preservation of the material maintaining it at a precise temperature at plus or minus 25 ° C at all points of the oven and at any time of the baking phases as recommended in the environment of nuclear installations, conservation or intermediate to these two phases, whether the oven is partially or completely full, characterized by: a) a stirring technology of hot air for the purpose of extracting the moisture contained in the pulverulent by means of two separate circuits: one which transports the hot air through the volume of the oven, the other receiving the pulverulent stored to undergo the treatment ; b) the following components: a thermally insulated envelope (a) constituting the volume of the baking chamber (a '), a silo (b) fixed inside the baking chamber (a'), a hot air circulation module consisting of a word eur (h) equipped with an air mixing turbine (i) surrounded by heating resistors (j), other heating resistors (j ') can be placed at any other place in the steaming chamber (a' ), a servo-control (k) dedicated to maintaining the temperature of the interior of the chamber (a ') which manages the various baking cycles.
Description
L’invention est relative à un dispositif de module d’étuvage et de conservation de flux de soudure, ou autre pulvérulent, compatible à un dispositif de traitement de flux de soudure en un bloc compact et manutentionnable dans un atelier de chaudronnerie à l’objet de fournir un débit de pulvérulents à la tête soudure de 60 litres par heure sur 72 heures continues selon les prérogatives de soudage en environnement nucléaire, où encore utilisable en fonctionnement autonome dans différents domaines d’activités, aux fins de garantir une température de traitement homogène à l’intérieur de l’étuve à tout endroit où se place le pulvérulent de soudure.The invention relates to a module device for stoving and preserving solder flux, or other pulverulent, compatible with a solder flux treatment device in a compact and easy-to-handle block in a boilermaking workshop with the object to supply a flow of powder to the welding head of 60 liters per hour over 72 continuous hours according to the prerogatives of welding in a nuclear environment, where it can still be used in autonomous operation in different fields of activity, in order to guarantee a uniform treatment temperature inside the oven at any place where the welding powder is placed.
Etat des connaissances: Avant que d’aborder le principe d’un module d’étuvage, il parait utile de rappeler l’environnement scientifique et technologique en matière de traitement de flux de soudure: State of knowledge : Before approaching the principle of an oven module, it seems useful to recall the scientific and technological environment in terms of solder flux processing:
Relatif au flux de soudure:Ceux-ci ont un comportement physique (température supportée, variable de température à l’intérieur d’une même masse en raison de leur composition et notamment de leur granulométrie, abrasion, capacité de transport plus ou moins fragile…) très différent selon leurs compositions, ce qui contraint la conception des équipements qui les traitent. Toutefois, et aux fins d’assurer la qualité de soudure, ils doivent être composés d’un ensemble de petits éléments granulométriques additionnés à des fines. Il y a toutefois une constante de comportement observée, sur trois points: Related to welding flux: These have a physical behavior (supported temperature, temperature variable inside the same mass due to their composition and in particular their grain size, abrasion, more or less fragile transport capacity, etc. ) very different depending on their compositions, which constrains the design of the equipment that processes them. However, and in order to ensure the quality of the weld, they must be composed of a set of small granulometric elements added to fines. There is, however, a constant behavior observed, on three points:
Les flux de soudure sont tous avides d’humidité, et plus particulièrement les flux agglomérés qui sont ceux les plus utilisés. Il importe donc que les appareils qui les supportent durant le traitement- la conservation- ou le transport ne permettent aucune reprise de charge d’humidité,Solder fluxes are all moisture-hungry, and more particularly agglomerated fluxes which are the most used. It is therefore important that the devices that support them during treatment - storage - or transport do not allow any moisture load recovery,
Ils ont également une propriété d’isolation thermique qui contraint considérablement l’homogénéité du traitement de température, en ce que cette propriété empêche la diffusion de la température dans la masse de flux à traiter,They also have a thermal insulation property which considerably constrains the homogeneity of the temperature treatment, in that this property prevents the diffusion of the temperature in the mass of flux to be treated,
Ils talutent à 45 degrés, ce qui contraint également la conception des équipements, tant dans leur conception thermique (emplacements et charge de températures, dimensions des équipements mécaniques), que pour un écoulement parfait sans flux résiduel restant dans les équipements.They slope at 45 degrees, which also constrains the design of the equipment, both in their thermal design (locations and temperature load, dimensions of the mechanical equipment), and for perfect flow without residual flow remaining in the equipment.
Dans un domaine d’application en environnement nucléaire, il est possible de mélanger du flux de soudure neuf avec du flux retraité dès lors que:
- Le flux neuf représente au moins 50% de la totalité du flux mélangé,
- Le flux retraité est exempt de laitier de taille supérieure à 2mm et a fait l’objet d’un traitement thermique systématique selon une norme en vigueur qui oblige de maintenir le flux de soudure à une température d’étuvage constante sur une durée minimum convenue, ce qui contraint les équipements de retraitement de flux à respecter le cycle indiqué,In a field of application in a nuclear environment, it is possible to mix new solder flux with reprocessed flux when:
- The new flow represents at least 50% of the totality of the mixed flow,
- The reprocessed flux is free of slag larger than 2mm and has undergone systematic heat treatment according to a standard in force which requires the soldering flux to be maintained at a constant baking temperature for an agreed minimum duration , which forces the flow reprocessing equipment to respect the indicated cycle,
Le flux étuvé est maintenu à une température de conservation évitant la reprise d’humidité.The parboiled flux is maintained at a storage temperature avoiding the resumption of humidity.
Ces exigences contraignent les équipements de retraitement de flux de soudure en ce que des délais importants dus aux conditions de traitement impliquent de traiter conjointement des volumes importants de flux de soudure, volumes incompatibles avec:
- un principe de libération continue à la tête de soudage,
- un second principe de dispositif compact et mobile.These requirements constrain solder flux reprocessing equipment in that significant delays due to processing conditions involve jointly processing large volumes of solder flux, volumes incompatible with:
- a principle of continuous release at the welding head,
- a second principle of compact and mobile device.
En matière d’appareils, il existe plusieurs dispositifs de retraitement de flux de soudure: In terms of devices, there are several solder flux reprocessing devices :
Une première technologie appelée couramment «recycleur de flux» consiste à placer au-dessus de la tête de soudage un bac qui alimente la tête de soudure. Sur ce bac un dispositif de dépression permet d’aspirer le flux excédentaire et le remettre dans le bac. Ce premier dispositif ne permet donc pas à la fois de trier en continue le flux récupéré, de mélanger du flux neuf et du flux récupéré et de traiter thermiquement ces derniers.A first technology commonly called "flux recycler" consists in placing above the welding head a tank which feeds the welding head. On this tank, a vacuum device makes it possible to suck up the excess flow and put it back in the tank. This first device therefore does not make it possible both to continuously sort the recovered flux, to mix fresh flux and recovered flux and to heat treat the latter.
Reposant sur les principes de cette première technologie, une autre technologie consiste à complémenter en flux neuf le bac d’alimentation de la tête de soudage par un dispositif en pression (cf. brevet US 4221957). Dans ce cas comme dans le précédent, qui n’indiquent aucun système de traitement du laitier qu’il serait intellectuellement possible d’ajouter par un tamis à l’entrée du bac, il s’agirait également d’évacuer de façon périodique ce laitier, ce qui obligerait à arrêter l’aspiration, si bien que le dispositif ne peut agir en continue.Based on the principles of this first technology, another technology consists in supplementing the supply tank of the welding head with new flux by means of a pressure device (cf. US patent 4221957). In this case as in the previous one, which do not indicate any slag treatment system that it would be intellectually possible to add through a sieve at the inlet of the tank, it would also be a question of periodically evacuating this slag , which would make it necessary to stop the suction, so that the device cannot act continuously.
Toujours selon une variante technologique du premier dispositif, le brevet JP H06 83170 U fait état de deux bacs distincts, l’un recevant le flux récupéré selon la première technologie répertoriée, tandis que l’autre est destiné à recevoir le flux neuf. En dessous de ces deux bacs qui disposent de systèmes d’évacuation, est placé un réceptacle qui reçoit de façon aléatoire les flux libérés par phénomène de dépression, si bien que le ratio flux neuf et flux récupéré ne peut être géré.Still according to a technological variant of the first device, patent JP H06 83170 U mentions two separate tanks, one receiving the flow recovered according to the first technology listed, while the other is intended to receive the new flow. Below these two tanks which have evacuation systems, is placed a receptacle which randomly receives the flows released by the phenomenon of depression, so that the ratio of new flows and recovered flows cannot be managed.
De telle façon que ces technologies ne sont pas compatibles:
- avec les normes en vigueur dans le domaine du soudage destiné à des applications nucléaires,
- et ne peuvent prétendre à un traitement en continu des flux de soudure.In such a way that these technologies are not compatible:
- with the standards in force in the field of welding intended for nuclear applications,
- and cannot claim continuous processing of solder fluxes.
Pour permettre un traitement continue du flux de soudure selon les exigences ci avant rappelées, le présent inventeur avait conçu un dispositif de traitement de flux de soudure en un bloc compact et manutentionnable (demande de brevet N° 1800706) pour être déplacé dans un atelier de chaudronnerie à l’objet de fournir un débit de pulvérulents à la tête soudure de 60 litres par heure sur 72 heures continues selon les prérogatives de soudage en environnement nucléaire,
- intégrant les fonctions cumulées de:
= récupération des flux de soudure excédentaire,
= tamisage de ces derniers,
= mélange de ces flux avec du flux neuf,
= d’étuvage et de conservation,
= et de libération du flux retraité vers la tête de soudage,
- recevant d’autres dispositifs brevetéspar le même déposant:
= N°1200997 du 4 avril 2012 portant sur un module d’étuvage de flux en continue à capacité illimitée destinée au séchage de produits pulvérulents,
= N° 1400960 portant sur un module d’étuvage et de conservation de flux de soudure destiné aux installations répondant aux normes de traitement du flux de soudure en milieu nucléaire,
= N° 1402232 d’octobre 2014 portant sur un module d’accouplement des étuves de traitement accéléré et des étuves de conservation de flux de soudure,
= N° 1501661 d’octobre 2015 relatif à un module de transport de flux de soudure neuf/et ou recyclé à la trémie de tête de la torche de soudage, reposant sur un principe d’alimentation par plusieurs modules d’étuvage et de conservation,
= N° 1600710 du 26 avril 2016 portant sur un module de récupération de flux de soudure,
= N° 1700193 du 27 février 2017 portant sur un dispositif de recyclage pneumatique par aspiration mélangeant du flux de soudure neuf et du flux récupéré.To allow continuous processing of the solder flux according to the requirements mentioned above, the present inventor had designed a solder flux processing device in a compact and manageable block (patent application No. 1800706) to be moved in a workshop of boilermaking to provide a flow of powders to the welding head of 60 liters per hour over 72 continuous hours according to the prerogatives of welding in a nuclear environment,
- integrating the combined functions of:
= recovery of excess solder fluxes,
= sifting of these,
= mixture of these fluxes with new flux,
= steaming and conservation,
= and release of the reprocessed flux towards the welding head,
- receiving other devices patented by the same applicant:
= No. 1200997 of April 4, 2012 relating to a continuous flow steaming module with unlimited capacity intended for the drying of powdery products,
= No. 1400960 relating to a solder flux curing and conservation module intended for installations meeting the standards for the treatment of solder flux in a nuclear environment,
= No. 1402232 of October 2014 relating to a coupling module for accelerated treatment ovens and welding flux conservation ovens,
= No. 1501661 of October 2015 relating to a new/and or recycled welding flux transport module at the head hopper of the welding torch, based on a principle of supply by several stoving and conservation modules ,
= No. 1600710 of April 26, 2016 relating to a solder flux recovery module,
= No. 1700193 of February 27, 2017 relating to a pneumatic suction recycling device mixing new solder flux and recovered flux.
A l’issue des travaux de développement expérimental menés en 2018 qui avaient pour objet de remédier aux inconvénients du dispositif breveté sous le N° 1400960 (publié sous le N° 3020452) qui est embarqué dans l’appareil de traitement de flux de soudure en un bloc compact et manutentionnable (demande de brevet N° 1800706).At the end of the experimental development work carried out in 2018, the purpose of which was to remedy the drawbacks of the device patented under No. 1400960 (published under No. 3020452) which is embedded in the welding flux processing device in a compact and easy to handle block (patent application N° 1800706).
Relatif au module d’étuvage et de conservation de flux de soudure ayant fait l’objet du brevet N°1400960, celui-ci se caractérisait en ce qu’il est préalablement chauffé de façon homogène dans tout son volume à la température d’étuvage souhaitée , qu’il reçoit le déversement rapide du flux à traiter à sa température de traitement, qu’une régulation thermique et de temps associée à une sonde de niveau intervient pour déclencher le cycle – le maintenir en température – protéger les éléments chauffants et basculer la température d’étuvage en température de conservation (120° à 150°C) en fin de cycle; le dit module étant composé de:
- D’un couvercle isolé thermiquement avec une ouverture centrale,
- D’un corps extérieur servant de structure contenant une isolation thermique et une trémie en partie intérieure,
- D’éléments chauffants installés dans la trémie, et disposés sur l’ensemble du volume de cette dernière,
- D’une série de capteurs de température de sécurité,
- De capteurs de mesure de température du flux,
- D’une régulation de température,
- D’une trappe de verrouillage et de libération bloquée par électrovanne,
- D’une sonde de niveau.Relating to the solder flux curing and conservation module which was the subject of patent No. 1400960, this was characterized in that it is previously heated uniformly throughout its entire volume to the curing temperature. desired, that it receives the rapid discharge of the flow to be treated at its treatment temperature, that a thermal and time regulation associated with a level sensor intervenes to trigger the cycle – maintain it at temperature – protect the heating elements and switch the stoving temperature at storage temperature (120° to 150° C.) at the end of the cycle; the said module being composed of:
- A thermally insulated cover with a central opening,
- An outer body serving as a structure containing thermal insulation and a hopper in the inner part,
- Heating elements installed in the hopper, and arranged over the entire volume of the latter,
- A series of safety temperature sensors,
- Flow temperature measurement sensors,
- Temperature regulation,
- A locking and release hatch blocked by a solenoid valve,
- A level sensor.
La limite du module de traitement et de conservation (brevet N°1400960) est que celui-ci reçoit du flux de soudure, qui selon qu’il soit placé ou non en proximité des éléments chauffants, va être à température de plus ou moins distante de 30% par rapport à la consigne. Cette problématique est notamment due à la conception mécanique qui est contrainte en raison du talutement du flux à 45° (propriété physique du flux de soudure) qui oblige à concevoir une sole conique à base sphérique pour libérer totalement le flux après traitement et sans résidu, et qui de fait empêche de placer les éléments chauffants de façon parfaitement répartie. En conséquence, l’emplacement et la distance entre les éléments chauffants ne permet pas d’obtenir une parfaite homogénéité de température malgré l’introduction d’une régulation thermique continue et précise. C’est pourquoi le dispositif admettait des températures importantes au-delà de 450°C, dans la limite de la température maximum admissible pour chaque flux de soudure, dans le but de diffuser les calories.The limit of the treatment and conservation module (patent N°1400960) is that it receives solder flux, which depending on whether or not it is placed near the heating elements, will be at a temperature more or less distant 30% compared to the setpoint. This problem is due in particular to the mechanical design which is constrained due to the slope of the flux at 45° (physical property of the welding flux) which requires the design of a conical sole with a spherical base to completely release the flux after treatment and without residue, and which in fact prevents placing the heating elements in a perfectly distributed manner. Consequently, the location and the distance between the heating elements does not allow to obtain a perfect homogeneity of temperature despite the introduction of a continuous and precise thermal regulation. This is why the device allowed high temperatures above 450°C, within the limit of the maximum admissible temperature for each soldering flux, in order to diffuse the calories.
Il parait utile de rappeler les contraintes de température à observer dans le domaine de la soudure en environnement nucléaire, en ce que la consigne de température en phases de traitement et de conservation est fournie par le fabricant de flux, et supporte une différence de plus ou moins 25°C en chaque point du volume de pulvérulent traité pour les flux les plus sensibles.It seems useful to recall the temperature constraints to be observed in the field of welding in a nuclear environment, in that the temperature set point in the treatment and preservation phases is provided by the flux manufacturer, and supports a difference of more or minus 25°C at each point of the volume of powder treated for the most sensitive flows.
Le dispositif déposé sous le numéro FR1910370 avait pour objet de s’émanciper des contraintes de différence de température dans chaque phase de traitement: étuvage, puis conservation. Le problème posé par le dispositif mis au point en 2018 est lié à la libération du produit. Rappelons qu’en phase d’étuvage, le flux est monté dans des températures importantes (jusque 425°C), tandis qu’en phase de conservation ce flux est maintenu aux alentours de 150°C. Toutefois le flux contenu à l’intérieur de l’étuve va (du fait de sa nature) entre ces deux phases, descendre lentement de façon non homogène, en ce que le flux placé en périphérie de l’étuve abaissera sa température plus rapidement que le flux placé au centre de l’étuve. Cela pose un problème, en ce que les orientations réglementaires dans le secteur nucléaire présentent de nouvelles exigences pour une maitrise de température en tous points et en tous moments du traitement pour que le flux n’ait qu’une différence de température de plus ou moins 25°C.The device filed under the number FR1910370 was intended to free itself from the constraints of temperature difference in each phase of treatment: steaming, then conservation. The problem with the device developed in 2018 is related to the release of the product. Remember that in the parboiling phase, the flux is increased at high temperatures (up to 425°C), while in the preservation phase this flux is maintained at around 150°C. However, the flow contained inside the oven will (because of its nature) between these two phases, descend slowly in a non-homogeneous way, in that the flow placed on the periphery of the oven will lower its temperature more quickly than the flow placed in the center of the oven. This poses a problem, in that the regulatory orientations in the nuclear sector present new requirements for temperature control at all points and at all times of the treatment so that the flow has only a temperature difference of more or less 25°C.
Le brevet déposé en 2019 (FR1910370) était relatif à un dispositif d’étuvage et de conservation de flux de soudure cylindrique et conique, doté: d’un couvercle isolé thermiquement avec une ouverture centrale, d’un corps extérieur servant de structure contenant une isolation thermique et une trémie en partie intérieure, d’éléments chauffants installés dans la trémie, et disposés sur l’ensemble du volume de cette dernière, d’une série de capteurs de température de sécurité, de capteurs de mesure de température du flux, d’une régulation de température, d’une trappe de verrouillage et de libération bloquée par électrovanne, d’une sonde de niveau, apte à produire une température de 420°C de façon homogène sur l’ensemble de la contenance de l’étuve, à plus au moins 25°C en tout point du volume de l’étuve recevant le flux de soudure, se caractérisant en ce que:
-Les résistances électriques chauffantes(a) sont composées de plusieurs groupespositionnés sur -au moins deux séries sur la hauteur, au moins une première série (b) dans la partie basse de l’étuve, au moins une partie (c) placée dans la partie haute de l’étuve, et éventuellement des séries placées entre ces hauteurs (d) , selon un principe d’espacement (i) maximum de 150 mm entre les résistances (a) en tout point de leur position, à raison de :
=D’au moins deux groupes centraux (e, e’’) placés l’un sur l’autre,
=D’au moins deux groupes périphériques (f, f’’) placés également l’un au-dessus de l’autre, reposant sur une technologie de résistances sur plaque,
=Autant de groupes intermédiaires (g, g’’) placés entre les groupes centraux et périphériques,
-Chaque groupe de résistances étant doté d’un système d’asservissement de régulation thermique (h) distincte.The patent filed in 2019 (FR1910370) related to a cylindrical and conical solder flux curing and conservation device, equipped with: a thermally insulated cover with a central opening, an outer body serving as a structure containing a thermal insulation and a hopper in the interior part, heating elements installed in the hopper, and arranged over the entire volume of the latter, a series of safety temperature sensors, flow temperature measurement sensors, temperature regulation, a locking and release hatch blocked by a solenoid valve, a level sensor, capable of producing a temperature of 420°C evenly over the entire capacity of the oven, at plus or minus 25°C at any point in the volume of the oven receiving the solder flux, characterized in that that:
-The electric heating resistances (a) are made up of several groups positioned on - at least two series on the height, at least a first series (b) in the lower part of the oven, at least one part (c) placed in the part height of the oven, and possibly the series placed between these heights (d), according to a principle of maximum spacing (i) of 150 mm between the resistors (a) at any point of their position, on the basis of:
=At least two central groups (e, e'') placed one on top of the other,
=At least two peripheral groups (f, f'') also placed one above the other, based on plate resistor technology,
=As many intermediate groups (g, g'') placed between the central and peripheral groups,
-Each group of resistors is equipped with a separate thermal regulation servo system (h).
Si ce brevet permettait l’obtention d’une température maintenue à plus ou moins 25°C dans chaque phase de traitement, il avait pour inconvénient d’être perturbé dès lors que l’on passe d’une phase à l’autre.While this patent made it possible to obtain a temperature maintained at plus or minus 25°C in each treatment phase, it had the disadvantage of being disturbed when moving from one phase to another.
D’autre part, si le brevet FR1910370 permettait l’obtention d’une température adéquate dès lors que l’étuve était en pleine charge, dès lors qu’elle ne l’était pas, cela produisait une hétérogénéité de température du flux, en raison que des résistances électriques non entourées de de flux produisaient un dérèglement de température. L’asservissement complexe permettait de remédier partiellement à la situation, en ce que cette régulation segmentée avait d’abord pour objet d’assurer un traitement homogène du flux, celui-ci étant perturbé par la forme et les dimensions de l’étuve. En revanche, cette technologie était conditionnée par la nécessité que l’étuve soit pleine dans sa phase d’étuvage. Or selon les besoins des utilisateurs, il n’est pas toujours utile que l’étuve soit utilisée à sa capacité maximum (en fin de cycle de soudage, où sur des petits chantiers, par exemple).On the other hand, if patent FR1910370 made it possible to obtain an adequate temperature when the oven was fully loaded, when it was not, this produced a heterogeneity in the temperature of the flow, in reason that electrical resistors not surrounded by flux produced a temperature disturbance. The complex control made it possible to partially remedy the situation, in that this segmented regulation was first intended to ensure homogeneous treatment of the flow, which was disturbed by the shape and dimensions of the oven. On the other hand, this technology was conditioned by the need for the oven to be full in its steaming phase. However, depending on the needs of the users, it is not always useful for the oven to be used at its maximum capacity (at the end of the welding cycle, or on small sites, for example).
C’est aux fins de remédier à ces inconvénients que l’invention est destinée.It is for the purpose of remedying these drawbacks that the invention is intended.
Pour parfaire l’état des connaissances dans le domaine d’étuves et de séchoirs utilisant la technologie de brassage d’air, et hors du champ d’application de flux de soudure retraité, citonsles brevets :To complete the state of knowledge in the field of ovens and dryers using air circulation technology, and outside the field of application of reprocessed soldering fluxes, let us mention the patents:
FR 19820011593 est afférent à une chambre calorifugée (étuve) qui comprend une paroi monobloc interne, des parties latérales inclinées vers la zone centrale et des écrans de séparation perforés qui sont disposés à l'intérieur de la chambre. L'aspiration et la récupération du fluide de traitement sont réalisées par deux branches supérieures après passage d’un fluide calorifique et un autre dispositif de nettoyage par projection de liquide. Le four est utilisé dans l'industrie pharmaceutique. Le principe de ce dispositif d’étuve décrit, au plus près de notre préoccupation, est de procéder par ventilation au nettoyage de la chambre, donc sans rapport à l’objet recherché tandis que rien ne permet dans ce dispositif de garantir une température homogène,FR 19820011593 relates to a heat-insulated chamber (oven) which comprises an internal one-piece wall, side parts inclined towards the central zone and perforated separation screens which are arranged inside the chamber. The suction and recovery of the treatment fluid are carried out by two upper branches after passage of a calorific fluid and another cleaning device by liquid projection. The oven is used in the pharmaceutical industry. The principle of this oven device described, closest to our concern, is to proceed by ventilation to the cleaning of the chamber, therefore without relation to the object sought while nothing in this device makes it possible to guarantee a homogeneous temperature,
FR2812349 fait état d’une chambre, par exemple de four- autoclave ou incubateur, selon un principe de champ magnétique faisant tourner une hélice posée sur un axe conique, l’espace restant vide à l’intérieur de la chambre. L’objet de l’invention est toujours de permettre un nettoyage facile de l’enceinte pour éviter toute contamination, mais reste sans rapport à l’objet et la technologie recherchée,FR2812349 refers to a chamber, for example an autoclave oven or incubator, according to a principle of magnetic field rotating a propeller placed on a conical axis, the space remaining empty inside the chamber. The object of the invention is always to allow easy cleaning of the enclosure to avoid any contamination, but remains unrelated to the object and the technology sought,
Un autre brevet français N° 1393.578 délivré le 26 mars 1965 : concerne le séchage en continue de grains ou de matières analogues. En conséquence les impératifs techniques ne sont pas du même domaine en ce que le traitement des grains et céréales ne dépasse pas 150° (risque de destruction au-delà), tandis que le traitement est continu (contrairement aux contraintes réglementaires de l’environnement nucléaire). Ce dispositif fait appel à une technologie ou le grain traité est directement en contact avec l’air brassé, ce qui est incompatible à un traitement de flux de soudure qui se caractérise par une dimension granulométrique très inférieure et disparate (notamment par la présence de fines). Dans ces conditions, un tel traitement sur du flux de soudure occasionnerait une dispersion du flux et une séparation des matières antinomique à l’objet recherché (l’efficacité de la soudure étant liée à l’amalgame de pulvérulents et de fines),Another French patent No. 1393,578 issued on March 26, 1965: relates to the continuous drying of grains or similar materials. Consequently, the technical requirements are not in the same field in that the treatment of grains and cereals does not exceed 150° (risk of destruction beyond that), while the treatment is continuous (contrary to the regulatory constraints of the nuclear environment ). This device uses a technology where the treated grain is in direct contact with the stirred air, which is incompatible with a welding flux treatment which is characterized by a much lower and disparate particle size dimension (in particular by the presence of fine ). Under these conditions, such a treatment on welding flux would cause a dispersion of the flux and a separation of materials that are antinomic to the object sought (the efficiency of the welding being linked to the amalgam of powders and fines),
Un brevet suisse N°89099 du 2 mai 1921: se caractérise en ce qu’une chambre reçoit un brassage d’air (présence de cornières) à l’intérieur du produit à sécher, ce qui le rend incompatible à la nature du flux de soudure pour les raisons invoquées ci-dessus . Les autres brevets relatifs aux séchoirs à grain (belge BE715694A, US 5884516 A, DE4019375 dont la technologie se distingue ar une technologie à vide), reposent tous sur deux caractéristiques de traitement en continue de la matière d’une part et de passage de l’air à travers le produit traité, qui sont incompatibles au traitement du flux de soudure.A Swiss patent No. 89099 of May 2, 1921: is characterized in that a chamber receives an air circulation (presence of angles) inside the product to be dried, which makes it incompatible with the nature of the flow of solder for the reasons given above. The other patents relating to grain dryers (Belgian BE715694A, US 5884516 A, DE4019375 whose technology is distinguished by a vacuum technology), are all based on two characteristics of continuous treatment of the material on the one hand and passage of the air through the processed product, which are incompatible with solder flux processing.
Présentation de l’invention: L’invention est relative à un dispositif d’étuvage et de conservation de pulvérulents, tels que des flux de soudure ou autres matières, apte à produire un étuvage et une conservation de la matière la maintenant en température précise à plus ou moins 25°C en tous points de l’étuve et à tout moment des phases d’étuvage telles que recommandées dans l’environnement des installations nucléaires , de conservation ou intermédiaireà ces deux phases, que l’étuve soit partiellement ou totalement pleine, caractérisés par:
a) une technologie de brassage d’air chaud aux fins d’extraire l’humidité contenue dans le pulvérulent par l’intermédiaire de deux circuits séparés: un premier qui transporte l’air chaud au travers du volume de l’étuve, l’autre recevant le pulvérulent stocké pour subir le traitement, ces deux circuits étant mitoyens pour assurer un échange répartissant parfaitement la charge thermique en direction du pulvérulent sans que l’air contenue dans le circuit d’air rentre en contact avec le circuit des pulvérulents, ces circuits étant également entremêlés l’un à l’autre par cloisonnements alternatifs répétés dans le volume de l’étuve;
b) les composants suivants :
- une enveloppe (a) isolée thermiquement constituant le volume de la chambre d’étuvage (a’),
- un silo (b) fixé à l’intérieur de la chambre d’étuvage (a’) selon un principe que l’air (c) contenu dans la dite chambre (a’) puisse circuler dans le volume du silo, ce silo (b) étant composé:
= dans son périmètre bas par une base (d) en forme d’entonnoir qui reçoit des montants (e), l’ensemble constituant les parois du silo et délimitant son volume,
= ce silo recevant une vanne de vidange (f) au bas de la base (d) en forme d’entonnoir tandis qu’il est ouvert (g) en partie haute pour recevoir le pulvérulent,
= ce même silo est traversé par des tubes (l) espacés entre eux, qui sont placés de façon parallèle sur tout le volume du silo suivant l’axe de la turbine de brassage d’air (i) , ces tubes (l) traversant les parois du silo (d, e) forment avec le volume de la chambre d’étuvage (a’) le circuit d’air chaud, tandis que le volume du silo restant (m) forme le circuit de pulvérulent stocké pour subir le traitement,
- un module de brassage d’air chaud constitué d’un moteur (h) doté d’une turbine de brassage d’air (i) entourée de résistances chauffantes (j), d’autres résistance chauffantes (j’) pouvant être placées à tout autre endroit dans la chambre d’étuvage (a’),
- un asservissement (k) dédié au maintien en température de l’intérieur de la chambre (a’) et qui gère les différents cycles d’étuvage, de conservation et de libération des pulvérulents. Presentation of the invention : The invention relates to a device for steaming and preserving powders, such as solder fluxes or other materials, capable of producing steaming and preservation of the material maintaining it at a precise temperature at plus or minus 25°C at all points of the oven and at any time of the oven phases as recommended in the environment of nuclear installations, conservation or intermediate to these two phases, whether the oven is partially or totally full , characterized by:
a) a hot air mixing technology for the purpose of extracting the humidity contained in the powder via two separate circuits: a first which transports the hot air through the volume of the oven, the another receiving the stored powder to undergo the treatment, these two circuits being adjoining to ensure an exchange which perfectly distributes the thermal load in the direction of the powder without the air contained in the air circuit coming into contact with the powder circuit, these circuits also being intertwined with each other by repeated alternating partitions in the volume of the oven;
b) the following components:
- a thermally insulated envelope (a) constituting the volume of the steaming chamber (a'),
- a silo (b) fixed inside the steaming chamber (a') according to a principle that the air (c) contained in the said chamber (a') can circulate in the volume of the silo, this silo (b) being composed of:
= in its lower perimeter by a base (d) in the shape of a funnel which receives uprights (e), the assembly constituting the walls of the silo and delimiting its volume,
= this silo receiving a drain valve (f) at the bottom of the base (d) in the shape of a funnel while it is open (g) at the top to receive the powder,
= this same silo is crossed by tubes (l) spaced between them, which are placed in a parallel way over the entire volume of the silo along the axis of the air mixing turbine (i), these tubes (l) crossing the walls of the silo (d, e) form with the volume of the steaming chamber (a') the hot air circuit, while the volume of the remaining silo (m) forms the stored powder circuit to undergo the treatment ,
- a hot air mixing module consisting of a motor (h) equipped with an air mixing turbine (i) surrounded by heating resistors (j), other heating resistors (j') being able to be placed at any other place in the steaming chamber (a'),
- a control (k) dedicated to maintaining the temperature inside the chamber (a') and which manages the various cycles of steaming, storage and release of powders.
Plus particulièrement à la fixation du silo (b) en partie haute de la chambre d’étuvage (a’), celle-ci assure une étanchéité entre les deux circuits, de façon que le pulvérulent entrant dans le silo (b) ne puisse être en contact avec le circuit d’air chaud.More particularly at the fixing of the silo (b) in the upper part of the steaming chamber (a'), this ensures a seal between the two circuits, so that the powder entering the silo (b) cannot be in contact with the hot air circuit.
Plus particulièrement au volume du silo restant (m) formant le circuit de pulvérulent stocké pour subir le traitement, à l’intérieur de ce volume (m) et placées de façon parallèle aux tubes (l), des cornières (n) sont positionnées les unes par rapport aux autres sur l’ensemble du dit volume, le sommet (o) de ces cornières (n) étant tourné vers le haut pour recevoir dans leur partie inférieure (p) les vapeurs d’eau dégagées par l’étuvage des pulvérulents. Ces cornières (n) reçoivent, en position située à l’extrémité opposée à la turbine de brassage d’air (i), des continuités (q) qui traversent le silo (b) et la chambre d’étuvage (a’) et l’enveloppe (a) aux fins de libérer naturellement hors de l’étuve les vapeurs d’eau. Ces continuités (q) sont constituées de conduits hermétiques au circuit d’air chaud.More particularly to the volume of the remaining silo (m) forming the powder circuit stored to undergo the treatment, inside this volume (m) and placed parallel to the tubes (l), angle irons (n) are positioned relative to each other over the whole of said volume, the top (o) of these angles (n) being turned upwards to receive in their lower part (p) the water vapors released by the steaming of the powders . These angles (n) receive, in a position located at the end opposite the air mixing turbine (i), continuities (q) which cross the silo (b) and the steaming chamber (a') and the casing (a) in order to naturally release water vapor outside the oven. These continuities (q) consist of hermetic ducts to the hot air circuit.
Ainsi par ce dispositif, l’asservissement (k) gérant la température de l’air contenue dans le circuit d’air chaud, ce circuit d’air chaud traversant par les tubes (l) en de nombreux endroits le silo (b) et ses parois (d, e), l’étuvage intervient au cœur du silo sur des températures homogènes en tout espace du silo et sur l’ensemble des cycles de traitement.
Glossaire:
a) enveloppe isolée
a’) chambre d’étuvage
b) silo
c) air
d) base du silo en forme d’entonnoir
e) montants du silo
f) vanne de vidange
g) ouverture en partie haute du silo
h) moteur
i) turbine de brassage d’air
j) résistance chauffantes en périphérie de la turbine
j’) résistance chauffantes en tout autre endroit du volume de la chambre d’étuvage
k) asservissement
l) tubes
m) volume du silo restant après position des tubes, formant le circuit de pulvérulent stocké pour subir le traitement
n) cornières
o) haut de la cornière
p) partie inférieure de la cornière
q) continuités des cornières Glossary:
a) insulated envelope
a') steaming chamber
b) silo
c) air
d) funnel-shaped silo base
e) silo uprights
f) drain valve
g) opening in the upper part of the silo
h) engine
i) air mixing turbine
j) heating resistors on the periphery of the turbine
j') resistance heaters at any other place in the volume of the steaming chamber
k) enslavement
l) tubing
m) volume of the silo remaining after position of the tubes, forming the stored powder circuit to undergo the treatment
n) angles
o) top of angle
p) lower part of the angle
q) continuities of angles
Claims (4)
a) une technologie de brassage d’air chaud aux fins d’extraire l’humidité contenue dans le pulvérulent par l’intermédiaire de deux circuits séparés: un premier qui transporte l’air chaud au travers du volume de l’étuve, l’autre recevant le pulvérulent stocké pour subir le traitement, ces deux circuits étant mitoyens pour assurer un échange répartissant parfaitement la charge thermique en direction du pulvérulent sans que l’air contenue dans le circuit d’air rentre en contact avec le circuit des pulvérulents, ces circuits étant également entremêlés l’un à l’autre par cloisonnements alternatifs répétés dans le volume de l’étuve;
b) les composants suivants :
- une enveloppe (a) isolée thermiquement constituant le volume de la chambre d’étuvage (a’),
- un silo (b) fixé à l’intérieur de la chambre d’étuvage (a’) selon un principe que l’air (c) contenu dans la dite chambre (a’) puisse circuler dans le volume du silo, ce silo (b) étant composé:
= dans son périmètre bas par une base (d) en forme d’entonnoir qui reçoit des montants (e), l’ensemble constituant les parois du silo et délimitant son volume,
= ce silo recevant une vanne de vidange (f) au bas de la base (d) en forme d’entonnoir tandis qu’il est ouvert (g) en partie haute pour recevoir le pulvérulent,
= ce même silo est traversé par des tubes (l) espacés entre eux, qui sont placés de façon parallèle sur tout le volume du silo suivant l’axe de la turbine de brassage d’air (i) , ces tubes (l) traversant les parois du silo (d, e) forment avec le volume de la chambre d’étuvage (a’) le circuit d’air chaud, tandis que le volume du silo restant (m) forme le circuit de pulvérulent stocké pour subir le traitement,
- un module de brassage d’air chaud constitué d’un moteur (h) doté d’une turbine de brassage d’air (i) entourée de résistances chauffantes (j), d’autres résistance chauffantes (j’) pouvant être placées à tout autre endroit dans la chambre d’étuvage (a’),
- un asservissement (k) dédié au maintien en température de l’intérieur de la chambre (a’) et qui gère les différents cycles d’étuvage, de conservation et de libération des pulvérulents.Device for steaming and preserving powders, such as solder fluxes or other materials, capable of producing steaming and preservation of the material maintaining it at a precise temperature at plus or minus 25°C at all points of the oven and at any time of the stoving phases as recommended in the environment of nuclear installations, conservation or intermediate to these two phases, whether the oven is partially or totally full, characterized by:
a) a hot air mixing technology for the purpose of extracting the humidity contained in the powder via two separate circuits: a first which transports the hot air through the volume of the oven, the another receiving the stored powder to undergo the treatment, these two circuits being adjoining to ensure an exchange which perfectly distributes the thermal load in the direction of the powder without the air contained in the air circuit coming into contact with the powder circuit, these circuits also being intertwined with each other by repeated alternating partitions in the volume of the oven;
b) the following components:
- a thermally insulated envelope (a) constituting the volume of the steaming chamber (a'),
- a silo (b) fixed inside the steaming chamber (a') according to a principle that the air (c) contained in the said chamber (a') can circulate in the volume of the silo, this silo (b) being composed of:
= in its lower perimeter by a base (d) in the shape of a funnel which receives uprights (e), the assembly constituting the walls of the silo and delimiting its volume,
= this silo receiving a drain valve (f) at the bottom of the base (d) in the shape of a funnel while it is open (g) at the top to receive the powder,
= this same silo is crossed by tubes (l) spaced between them, which are placed in a parallel way over the entire volume of the silo along the axis of the air mixing turbine (i), these tubes (l) crossing the walls of the silo (d, e) form with the volume of the steaming chamber (a') the hot air circuit, while the volume of the remaining silo (m) forms the stored powder circuit to undergo the treatment ,
- a hot air mixing module consisting of a motor (h) equipped with an air mixing turbine (i) surrounded by heating resistors (j), other heating resistors (j') being able to be placed at any other place in the steaming chamber (a'),
- a control (k) dedicated to maintaining the temperature inside the chamber (a') and which manages the various cycles of steaming, storage and release of powders.
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| FR3140418A1 (en) | 2022-09-30 | 2024-04-05 | Matair | Thermal regulation device intended for a soldering flux oven using a hot air process |
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| FR3106994B1 (en) | 2022-01-07 |
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