[0001] L'invention concerne un procédé et un dispositif de changement de produit dans une
installation de projection de produits de revêtement. Elle permet de limiter considérablement
les pertes de peinture lors des changements de couleur.
[0002] Dans les dispositifs de changement de produit de revêtement de l'art antérieur, lorsqu'il
est nécessaire de changer de produit, on injecte dans ou en aval d'un bloc de changement
de produit de revêtement des trains d'air et de solvant ou une émulsion d'air et de
solvant dans le conduit reliant ce bloc à un projecteur. On déverse le mélange résultant
de ce nettoyage dans une purge, c'est-à-dire, le plus souvent un système de retraitement.
Vient ensuite une seconde phase, dite phase de remplissage de ce conduit avec le nouveau
produit de revêtement à utiliser, pendant laquelle ont lieu l'évacuation des restes
du mélange air/solvant et le remplissage du conduit jusqu'au pulvérisateur avec le
nouveau produit. Cette phase dure environ 8 à 10 secondes. La vanne de purge qui relie
le conduit de liaison entre le bloc de changement de produit et le projecteur d'une
part et la dérivation de purge d'autre part est ensuite fermée. La vanne de tête qui
est située à la base du projecteur est alors ouverte pendant un cours instant, par
exemple 500 ms, pour amorcer la décharge de nouveau produit'par le projecteur. Le
projecteur est alors prêt à fonctionner.
[0003] La durée de la phase de remplissage du conduit avec le nouveau produit doit être
déterminée avec précision:
- si elle est trop courte, c'est-à-dire si on la termine avant que le front de nouveau
produit dans le conduit ait atteint la vanne de purge, il reste de l'air et du solvant
dans le conduit et ce mélange est pulvérisé au début du fonctionnement du pulvérisateur,
ce qui nuit à la qualité du revêtement.
- si elle est trop longue une quantité de nouveau produit s'écoule inutilement dans
la purge alors que le conduit est déjà plein.
[0004] En pratique, on choisit cette dernière solution pour éviter tout danger de mauvaise
pulvérisation due à un manque de peinture. De plus, la durée de cette phase est difficile
à déterminer car elle dépend de la pression d'alimentation en produit, qui varie d'un
circuit d'alimentation à l'autre, c'est-à-dire d'un produit de revêtement à l'autre,
et de sa viscosité qui peut elle-même dépendre de la température ambiante. Or, plus
la pression d'alimentation augmente et plus la quantité de produit perdue est importante.
De même, cette quantité augmente avec la fluidité du produit utilisé. Par ailleurs,
le débit de remplissage du conduit doit être important car un changement de produit
de revêtement doit avoir lieu dans un intervalle de temps le plus court possible,
ce débit important est directement proportionnel à la quantité de produit perdue lors
du changement de produit. Un débitmètre, du type de celui habituellement placé sur
le conduit d'alimentation du projecteur et qui permet l'asservissemnt en débit de
produit lors des phases de projection, ne peut pas servir à réguler la quantité de
produit qui remplit le tuyau car, pendant la phase de remplissage, ce débit atteint
plusieurs litres par minute alors que la plage de fonctionnement d'un tel débitmètre
est comprise entre quelques dizaines et quelques centaines de centimètres cubes par
minute. Une quantité de produit de revêtement non contrôlée est ainsi déversée en
purge lors de chaque changement de produit de revêtement.
[0005] Pour palier à ces défauts, il a été envisagé d'introduire, à proximité de la vanne
de purge, un capteur, par exemple optique ou capacitif pour détecter l'arrivée de
la peinture au niveau de la purge. Le capteur émet un signal qui est interprété pour
fermer la vanne de purge: on s'affranchit des erreurs dues aux variations énoncées
ci-dessus. Cependant, les temps de réponse de ces capteurs et des systèmes de commande
des vannes sont de l'ordre de 500 ms. Compte tenu du débit de produit pendant la phase
de remplissage, entre le moment où le capteur détecte le front de nouveau produit
et la fermeture de la vanne de purge, environ 30 cc de peinture se sont écoulés dans
la purge. En effet, le temps de réponse du capteur et le temps d'activation de la
vanne se cumulent pour donner un temps de réaction du système proche d'une seconde.
De plus, ces temps de réaction varient d'une vanne à l'autre et d'une installation
à l'autre, ce qui implique des varaiations incontrôlées des quantités perdues. Il
s'avère aussi que ces capteurs sont fragiles et que leur utilisation industrielle
est peu fiable. L'invention permet de diminuer et de contrôler la quantité de produit
perdue lors des changements de produits sans nécessiter de capteurs fragiles et/ou
peu fiables.
[0006] Elle concerne un procédé de changement de produit dans une installation de projection
de produits de revêtement comprenant un conduit d'alimentation d'un projecteur avec
ledit produit, du type comprenant une phase de remplissage dudit conduit avec un nouveau
produit caractérisé en ce que l'extrémité aval dudit conduit est maintenue isolée
pendant ladite phase de remplissage.
[0007] Grâce à l'invention, aucune quantité de produit de revêtement n'est perdue pendant
la phase de remplissage. Le débit de produit pendant la phase de remplissage peut
être important et peut dépasser 3 à 4 litres par minutes, ce qui réduit la durée de
cette phase, et ce, sans perte supplémentaire de produit. La phase de remplissage
est suivie d'une phase distincte, nommée phase de répartition, pendant laquelle le
débit de produit de revêtement peut être contrôlé et diminué et qui comprend une étape
d'évacuation de l'air accumulé dans la partie aval du conduit et une étape d'amorçage
du projecteur. Ainsi, le remplissage peut avoir lieu rapidement alors qu'un débitmètre
peut être utilisé pour piloter précisément les vannes de purge et de tête pendant
la phase suivante, lorsque le débit est plus faible. Le procédé de l'invention peut
être mis en oeuvre avec les installations connues et installées au prix de modifications
de faible envergure.
[0008] Selon une variante de l'invention, le débitmètre n'est pas actif pendant la phase
de répartition. La gestion des ouvertures-fermetures des vannes est effectuée par
temporisation.
[0009] L'invention concerne aussi un dispositif de changement de produit dans une installation
de projection de produits de revêtement comprenant un conduit d'alimentation d'un
projecteur, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement de vannes disposé de façon
à remplir ledit conduit, lors des changements de produit de revêtement, en isolant
ledit conduit dudit projecteur.
[0010] Ce dispositif permet de mettre en oeuvre le procédé de l'invention.
[0011] L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus
clairement à la lumière de la description qui va suivre de deux modes de réalisation
d'un dispositif de projection de produit de revêtement conforme à son principe donnée
uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif d'alimentation d'une installation
de projection de produit de revêtement selon l'invention,
- la figure 2 est un schéma similaire à la figure 1 d'une variante de l'invention,
- la figure 3 est un schéma des phases d'ouverture et de fermeture des vannes du dispositif
de la figure 2. Le dispositif de la figure 1 comprend un bloc de changement de produit
de revêtement 1 connecté par un conduit d'alimentation 2 à un projecteur 3, par exemple
électrostatique. Le bloc 1 comporte plusieurs vannes C1 à Cn correspondant chacune à un produit de revêtement, par exemple à une couleur, une
vanne de solvant S et une vanne d'air A. Une vanne T, dite vanne de tête, permet d'alimenter
ou non le projecteur 3 avec le produit de revêtement présent dans le conduit 2. Un
débitmètre 4 est relié à une unité de commande non représentée et comprenant un calculateur
qui pilote l'ensemble de l'installation et, en particulier, les vannes A, S, T et
C1 à Cn. Le débitmètre peut être à engrenage, électromagnétique ou de tout autre type approprié.
Un régulateur de pression 5 est inséré dans le conduit 2 à proximité de la vanne de
tête T. Une vanne B, pilotée par le calculateur, est disposée à l'extrémité amont
du conduit 2.
[0012] Le fonctionnement est le suivant: A la fin d'une phase de projection, lorsqu'il est
nécessaire de changer de produit, les vannes de couleurs C
1 à C
n sont fermées et les vannes d'air A et de solvant S sont alternativement ouvertes.
Des trains d'air et de solvant sont ainsi envoyés dans le conduit 2 pour le nettoyer.
La vanne de tête étant ouverte, ces trains d'air et de solvant transitent par le projecteur
3 et sont déversés dans un lieu approprié de la cabine de revêtement de l'installation,
par exemple un caillebotis. Lorsque le conduit 2 et le projecteur 3 sont nettoyés,
c'est-à-dire en pratique après quelques secondes de nettoyage, les vannes A et S sont
fermées. La vanne de tête T est alors fermée pour isoler le projecteur 3 du conduit
2. La vanne C
i correspondant au produit de revêtement choisi pour la prochaine phase de projection
est alors ouverte et une phase de remplissage a lieu pendant laquelle le produit de
revêtement choisi est déversé dans le conduit 2 dont l'extrémité aval est isolée du
projecteur puisque la vanne T est fermée. Le volume d'air présent dans le conduit
2 au début de la phase de remplissage est comprimé à l'extrémité aval du conduit,
la pression d'air comprimé étant égale à la pression d'alimentation en produit de
revêtement, soit dans une installation industrielle entre 6 et 12 bar. Le débit de
remplissage peut être élevé, de l'ordre de plusieurs litres à la minutes, car le débitmètre
4 n'est pas actif pendant cette phase, le remplissage ayant lieu jusqu'à ce que les
pression d'air et de produit s'équilibrent. Aucun produit de revêtement n'a été déversé
dans la cabine pendant la phase de remplissage.
[0013] Après la fin de la phase de remplissage, a lieu une phase de répartition pendant
laquelle l'air comprimé dans le conduit 2 est évacué à travers le projecteur 3 grâce
à l'ouverture de la vanne de tête T. Les restes de solvant poussés par le front de
nouveau produit sont aussi évacués de la même manière. En pratique, le volume d'air
sort du conduit 2 de façon quasi instantannée puis un mélange comprenant les 5 restes
de solvant et une partie du nouveau produit de revêtement est poussé hors du conduit
2 par la quantité de nouveau produit introduite dans le conduit lors de l'étape de
répartition. Le projecteur est ensuite amorcé avec le nouveau produit, c'est-à-dire
que du nouveau produit de revêtement est introduit dans l'injecteur de peinture du
projecteur afin que le projecteur soit opérationnel dès le début de la phase de projection
suivante. Pendant la phase de répartition, le débit dans le conduit 2 est du même
ordre de grandeur que lors des phases de projection, par exemple 200 centimètres cubes
à la minute, car le régulateur 5 établit une perte de charge suffisante. Le débitmètre
4 est ainsi apte à fournir un signal représentatif qui peut être intégré par l'unité
de commande pour déterminer le volume de produit entrant dans le conduit. L'unité
de commande ferme la vanne de tête dès qu'une quantité prédéterminée de produit a
pénétré dans le conduit. La quantité de produit qui doit pénétrer dans le conduit
peut être calculée comme étant celle égale au volume V
a de l'air comprimé dans le conduit, plus une marge de sécurité déterminée par l'opérateur,
cette marge de sécurité servant aussi à évacuer les restes de solvant éventuels. Ce
volume V
a est relié au volume total du conduit V
b par la relation P
a*V
a=P
b*V
b ou P
a est la pression de l'air comprimé et P
b est la pression atmosphérique. Ainsi, l'unité de commande ferme la vanne de tête
T dès que le volume V
a a été détecté par le débitmètre 4 et la quantité de produit perdue lors de cette
étape d'évacuation est nulle ou quasi nulle, au temps de réponse de l'unité de commande
près, qui est de quelques millisecondes, ce qui, compte tenu du débit considéré lors
de cette étape correspond à une perte maximum de 2 ou 3 cc, cette perte incluant les
restes de solvant poussés par le front de nouveau produit.
[0014] La même précision est obtenue lors de l'étape d'amorçage qui suit l'étape d'évacuation
puisque le débit de produit est du même ordre de grandeur, le débitmètre pouvant remplir
sa fonction de compteur. Selon une variante de l'invention, la vanne B est fermée
pendant l'étape d'amorçage. Aucun nouveau produit de revêtement n'est admis dans le
conduit mais le volume interne du conduit diminue lors de cette étape. Par exemple,
une impulsion de pression est appliquée sur l'entrée de commande du régulateur de
pression 5 de sorte que le produit de revêtement compris dans la chambre du régulateur
qui fait partie du conduit est expulsé de cette dernière. Le produit ne remonte pas
en direction de l'amont du conduit qui est fermé par la vanne B mais s'écoule vers
l'aval du conduit où la vanne T est ouverte. Par un choix judicieux du volume interne
du régulateur 5, on peut ainsi amorcer le projecteur avec une quantité faible, de
l'ordre de 4 à 5 cc, de produit. Ceci est particulièrement avantageux car il est délicat
de donner un ordre d'ouverture et un ordre de fermeture à la vanne T pour laisser
passer une quantité très faible de produit. En effet, pour raison de sécurité, cette
vanne est généralement une pneumovanne dont le temps de réponse est plus long que
celui d'une électrovanne.
[0015] Alternativement, au lieu d'utiliser le régulateur 5, on peut choisir d'écraser le
conduit 2 sur une longueur correspondant au volume d'air à évacuer. Selon une variante
de l'invention, il n'est pas nécessaire d'utiliser le débitmètre 4 en compteur pendant
la phase de répartition. En effet, les vannes T et/ou P peuvent être commandées par
temporisation, c'est-à-dire maintenues ouvertes pendant un intervalle de temps déterminé
correspondant à l'évacuation estimée de l'air comprimé et des restes de solvant. A
précision équivalente, l'incertitude sur les quantités de produit déversées à travers
le projecteur est divisée dans le rapport des volumes V
a et V
b qui correspond au rapport inverse des pressions. Si le produit est alimenté sous
une pression de 6 bars, l'incertitude est donc divisée par 6 (rapport 6 sur 1), ce
qui représente une économie substantielle. Quoique plus simple, cette solution ne
permet pas de s'affranchir des incertitudes liées aux variations de viscosité des
produits de revêtement.
[0016] Le dispositif de la figure 2 comporte certains éléments identiques à celui de la
figure 1 dont les références sont les mêmes. Dans ce dispositif, une dérivation de
purge 8 est prévue en direction d'un système de récupération 9. Une vanne de purge
P permet d'ouvrir ou de fermer la dérivation de purge selon les consignes données
par l'unité de commande. L'étape d'évacuation de l'air comprimé dans le conduit 2
a lieu par ouverture de la vanne P, une petite quantité de produit, de l'ordre de
quelques cc, étant déversée dans le système de récupération 9. La vanne B' correspondant
à la vanne B est une vanne munie d'un écoulement calibré de faible diamètre qui permet
l'écoulement d'un faible débit de produit lorsque la vanne est en position fermée.
Le fonctionnement est le suivant: La phase de nettoyage est similaire à celle décrite
en référence à la figure 1. Lors de la phase de répartition, la vanne B' est fermée,
la vanne de purge P est ouverte alors que la vanne de tête T reste fermée. Du fait
de l'écoulement calibré de la vanne B', le débit de produit de revêtement est limité
à une valeur plus faible lors de la phase de répartition que lors de la phase de remplissage,
ce qui permet au débitmètre 4 d'assurer sa fonction de comptage, dans le conduit 2.
[0017] L'air comprimé, les restes de solvant et une faible quantité de produit sont évacués
dans le système de récupération 9. La fin de l'étape d'évacuation est calculée par
l'unité de commande en fonction du volume de produit introduit dans le conduit 2.
La vanne P est alors fermée et l'étape d'amorçage a lieu pendant laquelle, la vanne
T étant ouverte, le nouveau produit de revêtement pénètre dans le projecteur 3. Le
débitmètre fonctionne comme dans l'étape précédente et la même précision peut être
atteinte. A la fin de la phase de répartition, la vanne B' est à nouveau ouverte pour
permettre l'écoulement du produit sans perte de charge. Selon une variante de l'invention,
la fonction de la vanne B' peut être réalisée grâce à une vanne identique à la vanne
B en parallèle de laquelle est branchée une dérivation calibrée de faible diamètre.
Alternativement, la fonction de la vanne B' pourrait être remplie par un régulateur
de pression semblable au régulateur 5 dont la perte de charge serait pilotée pour
être plus importante lors de la phase de répartition que lors de la phase de remplissage,
ce qui ferait diminuer le débit dans le conduit 2 et permet au débitmètre 4 de remplir
sa fonction de comptage dans des conditions acceptables.
[0018] On peut noter que les variations de viscosité et/ou de température des produits influent
peu sur la quantité de produit déversée à la purge lors des changements. En effet,
la phase de remplissage sera plus ou moins longue mais aucun produit ne sera perdu
pendant cette phase. Lors de la phase de répartition, l'introduction du produit est
contrôlée en volume et les variations de viscosité sont donc sans effet. Si la pression
d'alimentation en produit varie, par exemple de 6 à 8 bars, le volume d'air comprimé
dans le conduit 2 sera plus faible à la fin de la phase de remplissage. La phase de
répartition a lieu comme précédemment et, si le calculateur recoit l'information du
changement de pression, le volume correspondant à la fermeture de la vanne P est ajusté
par calcul. Si le calculateur ne reçoit pas l'information correspondant à l'augmentation
de pression, ce qui sera par exemple le cas dans une installation simplifiée, la quantité
de produit de revêtement déversée à la purge sera plus importante d'un volume correspondant
à la différence des volumes d'air comprimés, à 6 et 8 bars. Cette quantité demeure
bien inférieure à celle obtenue avec les installations de l'art antérieur.
[0019] Le procédé et le dispositif de l'invention sont utilisables quel que soit le type
de produit de revêtement, hydrosoluble ou à base de solvant et quel que soit le type
de projecteur, électrostatique ou non, pneumatique ou à bol tournant.
[0020] L'invention s'applique aussi au cas où la vanne de tête et la vanne de purge sont
intégrées dans le projecteur. L'étape d'évacuation et l'étape d'amorçage sont alors
simultannées.
1. Procédé de changement de produit dans une installation de projection de produits de
revêtement comprenant un conduit (2) d'alimentation d'un projecteur (3) avec ledit
produit, du type comprenant une phase de remplissage dudit conduit avec un nouveau
produit caractérisé en ce que l'extrémité aval dudit conduit est maintenue isolée
(T,P) pendant ladite phase de remplissage.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une phase de répartition a lieu
après ladite phase de remplissage, ladite phase de répartition comprenant une étape
d'évacuation de l'air contenu dans ledit conduit (2) .
3. Procédé selon la revendication 2, dans une installation comprenant une dérivation
(8) de purge (9), caractérisé en ce que l'évacuation de l'air contenu dans ledit conduit
(2) a lieu à travers ladite dérivation de purge.
4. Procédé selon les revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que ladite phase de répartition
comprend en outre une étape d'amorçage dudit projecteur (3) de produit de revêtement.
5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que le volume interne dudit conduit
est diminué lors de l'étape d'amorçage, notamment par action sur le volume de la chambre
d'un régulateur de pression (5) inséré dans ledit conduit (2).
6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que le débit de produit
de revêtement est limité à une valeur plus faible lors de la phase de répartition
que lors de la phase de remplissage.
7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que la durée des étapes
de ladite phase de répartition est commandée à partir d'un signal émis par un capteur
de débit (4) situé dans ledit conduit.
8. Dispositif de changement de produit dans une installation de projection de produits
de revêtement comprenant un conduit (2) d'alimentation d'un projecteur (3), caractérisé
en ce qu'il comprend un agencement de vannes (B,B',T,P) disposé de façon à permettre
le remplissage dudit conduit, lors des changements de produit de revêtement, en isolant
l'extrémité aval dudit conduit.
9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une
dérivation (8) de purge (9) munie d'un agencement de vannes (P) disposé de façon à
permettre le remplissage dudit conduit (2), lors des changements de produit de revêtement,
en isolant ledit conduit de ladite dérivation de purge.
10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9 caractérisé en ce qu'il comprend
un capteur de débit (4) dans ledit conduit (2), ledit capteur étant apte à fournir
un signal représentatif de la quantité de produit introduite dans ledit conduit, ledit
signal étant exploité pour piloter ledit agencement de vannes (B,B',T,P) .
11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10 caractérisé en ce qu'il comprend
un moyen régulateur de débit (B') apte à diminuer le débit de produit de revêtement
lorsque lesdites vannes (P,T) d'isolation du conduit par rapport audit projecteur
(3) ou à ladite dérivation (8) de purge (9) sont ouvertes.