EP0687506B1 - Procédé et dispositif de changement de produit dans une installation de projection de produits de revêtement - Google Patents

Procédé et dispositif de changement de produit dans une installation de projection de produits de revêtement Download PDF

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EP0687506B1
EP0687506B1 EP19950401105 EP95401105A EP0687506B1 EP 0687506 B1 EP0687506 B1 EP 0687506B1 EP 19950401105 EP19950401105 EP 19950401105 EP 95401105 A EP95401105 A EP 95401105A EP 0687506 B1 EP0687506 B1 EP 0687506B1
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EP
European Patent Office
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tapping
product
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drainage
phase
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EP0687506A1 (fr
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Eric Prus
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Sames SA
Original Assignee
Sames SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/14—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for change of product in a projection installation coating products. It limits considerably loss of paint during color changes.
  • a sensor for example optical or capacitive to detect the arrival of the paint at the drain.
  • the sensor emits a signal which is interpreted to close the purge valve: on is free from errors due to the variations set out above.
  • the response times of these sensors and valve control systems are in the range of 500 ms. Between the time the sensor detects the edge again product and closing the purge valve, about 30 cc paint has drained into the drain. The invention reduces this wasted amount.
  • It relates to a product change process in a coating product spraying installation comprising a supply duct for a projector with said product and a controlled purge bypass, near of one end of said conduit, of the type comprising a phase injection of air and solvent into said conduit followed a phase of filling said conduit with a new product until the latter reaches said bypass, characterized in that it consists in reducing locally the flow section of said branch at a determined moment after the end of the injection phase air and solvent and before the end of the filling.
  • the flow section purge bypass is decreased when the filling phase so that during the interval of time between the arrival of the new product front in purge bypass and closing the valve purge, the quantity of product discharged into the purge is limited to the volume passing through the reduced section of the bypass during this interval of time.
  • the invention also relates to a change device of product in a product projection installation covering comprising a supply duct of a projector, said conduit being connected to a bypass purge, characterized in that it comprises means for temporary decrease in flow section of said purge bypass.
  • These means of temporarily reducing the section flow can consist of two branches parallels of different diameters which are crossed by cleaning fluid and new product respectively during the cleaning and filling. It can also be an element of diameter adjustable such as pressure regulator, restrictor or diaphragm or a controlled valve in which is planned a leak between the needle and the seat.
  • a product detector is located in or near the purge bypass and controls the means of restriction of the flow section.
  • the invention is particularly suited to the case of an installation comprising a mobile assembly comprising a projector and an on-board tank on the one hand and a cleaning-filling station on the other hand.
  • the return of coating product in the cleaning-filling station after he has filled the conduits with the mobile assembly no longer involves significant losses of coating product.
  • the device of FIG. 1 comprises a block of change of coating product 1 connected by a supply line 2 to a projector 3, for example electrostatic.
  • a valve 4 called the head valve, allows whether or not to power the projector 3 with the product of coating present in conduit 2.
  • a bypass 5 in which is provided a valve 6, called purge, is connected to a purge system 7.
  • a sensor 10, by capacitive example, connected to a control system head and purge valves can be provided to detect the arrival of a liquid front in the bypass 5.
  • the device of FIG. 2 comprises certain elements identical to that of FIG. 1, the references of which bear the same numbers increased by 50.
  • the purge bypass 55 is divided into two branches 55 a and 55 b , respectively interruptible thanks to with two purge valves 56 and 59.
  • the branch 55 b also includes a calibrated or restricting element 58 of smaller diameter than the rest of the branch 55.
  • valve 56 is open and remnants of coating material, air and solvent are discharged into drain 57.
  • the valve 56 is closed and the valve 59 is open so that the air and the solvent residues pushed by the product front are evacuated to the purge 57 through the branch 55b, that is to say through the restrictor 58.
  • the losses of loads created by restrictor 58 are not detrimental to flow to the purge during filling phase because air and solvent have a low or very low viscosity compared to the product coating.
  • the front of the new coating product is detected by sensor 60 which then controls the closing of valve 59.
  • the device of FIG. 3 comprises certain elements identical to that of FIG. 2, the references have the same numbers plus 50.
  • the assembly 111 formed by the projector 103 and a reservoir 112 is carried by the arm of a multi-axis manipulator robot, a side machine or a roof machine beam, for example of the type described in patent FR-B-2 609 252 in name of the applicant.
  • the assembly 111 is moved to be connected to a cleaning-filling station 113 including the coating product change block, a conduit 102 and a support and connection plate 114 on which rests a corresponding surface 115 of assembly 111.
  • the purge bypass 105 comprises two purge valves 106 and 109 arranged in series.
  • a restrictor 108 is mounted in parallel on the valve 106. This can be a diaphragm, for example.
  • the sensor 110 can indifferently be housed in station 113 or in the mobile assembly 111.
  • the operation is as follows: when the projection is over, the ensemble 111 approaches the station 113; the head valve 104 is closed, the purge valves 104 ', 106 and 109 are open and the tank piston 112 is brought to the end of the stroke to pour into the drain 107 the remaining paint in the tank.
  • the valve 104 is then opened, then the air and the solvent of cleaning are injected into the conduit 102 and pass to through valve 104 into tank 112 they clean up. They then cross the valve 104 'and return in station 113 by purge bypass 105. They are discharged into drain 107.
  • the valve 106 is closed at a chosen time.
  • Solvent remnants and air prisoners of the various conduits and tank 112 are discharged into drain 107 through the restrictor 108. According to an operation analogous to what has been seen for FIG. 2, a sensor 110 detects the return of the front new product in station 113 and order the valve 109 closed.
  • the amount of product spilled into the drain during the system response time is limited by the diameter restrictor 108.
  • FIG. 4 shows a practical embodiment of the valve 106 incorporating the restrictor 108. It is a pneumatic valve whose needle 106 a is adapted to rest in a sealed manner on a seat 106 b in the closed position. A leak was created by a groove 106 c obtained by milling the seat 106 b or by any other suitable means.
  • the restrictor 108 is here the residual leakage from the valve 106. This valve can also be used with devices of the type described in FIG. 2.
  • the device of FIG. 5 comprises certain elements identical to that of FIG. 2, the references have the same numbers plus 100.
  • the purge bypass includes valve 156 and regulator pressure switches 158 connected in series.
  • valve 156 When filling the duct 152 with the new product, valve 156 remains open and pressure of the regulator 158 is increased so that its section is reduced, which limits the amount of paint dumped to purge during system response time.
  • the conduit feed 2 is cleaned and filled in several sections in order to save time when changing product. Intermediate purges are then planned.
  • the invention applies by equipping each purge according to the invention.
  • the invention also has the advantage of be able to be incorporated inexpensively into existing installations since essentially sufficient to modify in accordance with its principle the derivation of purge.
  • the invention is applicable independently of the presence of a sensor detecting the front of new product in the purge bypass. Indeed, it is possible to control the valves only with time delays defined by the control system.
  • the device is less precise but the use of the invention is still more interesting because the duration of the new product in the purge is, for safety reasons, necessarily longer than in the case where a sensor is planned.

Landscapes

  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

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.
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 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 alors fermée. La vanne de tête qui est située à la base du projecteur est ensuite ouverte pendant un court instant, par exemple 500 ms, pour amorcer la décharge de nouveau produit par le projecteur. Le projecteur est alors prêt à fonctionner.
Par le document DE-U-91 06 610, il est connu d'incorporer un régulateur de pression dans la partie amont d'un conduit de liaison entre un bloc de changement de produit et un projecteur. Ce régulateur est maintenu ouvert pendant l'essentiel de la phase de remplissage et ne permet pas de contrôler la quantité de produit déversée dans la purge pendant la phase de remplissage.
Dans les systèmes connus, 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. 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.
Pour pallier 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. Or, les temps de réponse de ces capteurs et des systèmes de commande des vannes sont de l'ordre de 500 ms. 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. L'invention permet de diminuer cette quantité gaspillée.
Elle concerne un procédé de changement de produit dans une installation de projection de produit de revêtement comprenant un conduit d'alimentation d'un projecteur avec ledit produit et une dérivation de purge commandée, près d'une extrémité dudit conduit, du type comprenant une phase d'injection d'air et de solvant dans ledit conduit suivie d'une phase de remplissage dudit conduit avec un nouveau produit jusqu'à ce que ce dernier parvienne à ladite dérivation, caractérisé en ce qu'il consiste à réduire localement la section d'écoulement de ladite dérivation à un moment déterminé après la fin de la phase d'injection d'air et de solvant et avant la fin de la phase de remplissage.
Grâce à l'invention, la section d'écoulement de la dérivation de purge est diminuée lors de la phase de remplissage de sorte que, pendant l'intervalle de temps entre l'arrivée du front de nouveau produit dans la dérivation de purge et la fermeture de la vanne de purge, la quantité de produit évacuée dans la purge est limitée au volume transitant dans la section réduite de la dérivation pendant cet intervalle de temps.
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, ledit conduit étant connecté à une dérivation de purge, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de diminution temporaire de la section d'écoulement de ladite dérivation de purge.
Ces moyens de diminution temporaire de la section d'écoulement peuvent être constitués par deux branches parallèles de diamètres différents qui sont traversées par le liquide de nettoyage et le nouveau produit respectivement pendant les phases de nettoyage et de remplissage. Il peut aussi s'agir d'un élément de diamètre réglable tel qu'un régulateur de pression, un restricteur ou diaphragme ou une vanne commandée dans laquelle est prévue une fuite entre le pointeau et le siège.
Selon une variante avantageuse de l'invention, un détecteur de produit est situé dans ou à proximité de la dérivation de purge et commande les moyens de restriction de la section d'écoulement.
Enfin, l'invention est particulièrement adaptée au cas d'une installation comportant un ensemble mobile comprenant un projecteur et un réservoir embarqué d'une part et une station de nettoyage-remplissage d'autre part. Le retour de produit de revêtement dans la station de nettoyage-remplissage après qu'il ait rempli les conduits de l'ensemble mobile n'implique plus de pertes importantes de produit de revêtement.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaítront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de trois 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'art antérieur;
  • la figure 2 est un schéma de principe d'un dispositif d'alimentation d'une installation de projection de produit de revêtement selon l'invention;
  • la figure 3 est un schéma, similaire à celui de la figure 2, d'une première variante de l'invention;
  • la figure 4 est un schéma d'une vanne de régulation telle qu'utilisée dans le dispositif de la figure 3; et
  • la figure 5 est un schéma, similaire à celui de la figure 2, d'une seconde variante de l'invention.
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. Une vanne 4, dite vanne de tête, permet d'alimenter ou non le projecteur 3 avec le produit de revêtement présent dans le conduit 2. Une dérivation 5 dans laquelle est prévue une vanne 6, dite de purge, est connectée à un système de purge 7. Un capteur 10, par exemple capacitif, connecté à un système de commande des vannes de tête et de purge peut être prévu pour détecter l'arrivée d'un front de liquide dans la dérivation 5.
Le fonctionnement est celui décrit plus haut en relation avec l'art antérieur.
Le dispositif de la figure 2 comporte certains éléments identiques à celui de la figure 1 dont les références portent les mêmes numéros majorés de 50. Dans ce dispositif, la dérivation de purge 55 est divisée en deux branches 55a et 55b, respectivement interruptibles grâce à deux vannes de purge 56 et 59. La branche 55b inclut en outre un élément calibré ou restricteur 58 de plus petit diamètre que le reste de la dérivation 55.
Le fonctionnement est le suivant: pendant la phase d'injection d'air et de solvant, la vanne 56 est ouverte et les restes de produit de revêtement, l'air et le solvant sont déversés dans la purge 57. Pendant la phase de remplissage du conduit 52 avec le nouveau produit, la vanne 56 est fermée et la vanne 59 est ouverte de sorte que l'air et les restes de solvant poussés par le front de produit sont évacués vers la purge 57 à travers la branche 55b, c'est-à-dire à travers le restricteur 58. Les pertes de charge créées par le restricteur 58 ne sont pas préjudiciables à l'écoulement vers la purge pendant la phase de remplissage car l'air et le solvant ont une viscosité faible, voire très faible, par rapport au produit de revêtement. En fin de phase de remplissage, le front du nouveau produit de revêtement est détecté par le capteur 60 qui commande alors la fermeture de la vanne 59. Même si le temps de réponse du capteur 60, du système de commande non représenté et de la vanne 59 est relativement long, par exemple de l'ordre de 500 ms, la quantité de produit dépassant la vanne 59 et se déversant dans la purge pendant ce temps de réponse est limitée par le faible diamètre du restricteur 58. En pratique, des tests ont permis de limiter à 2 cc, c'est-à-dire quinze fois moins que la quantité usuellement perdue dans ce type de dispositif.
Le dispositif de la figure 3 comporte certains éléments identiques à celui de la figure 2 dont les références portent les mêmes numéros majorés de 50. L'ensemble 111 formé par le projecteur 103 et un réservoir 112 est porté par le bras d'un robot manipulateur multi-axe, une machine latérale ou une poutre de machine de toit, par exemple du type décrit dans le brevet FR-B-2 609 252 au nom de la demanderesse. En fin de phase de projection du projecteur 103, l'ensemble 111 est déplacé pour être connecté à une station de nettoyage-remplissage 113 comprenant le bloc de changement de produit de revêtement, un conduit 102 et une plaque d'appui et de connexion 114 sur laquelle vient reposer une surface correspondante 115 de l'ensemble 111. La dérivation de purge 105 comprend deux vannes de purge 106 et 109 disposées en série. Un restricteur 108 est monté en parallèle sur la vanne 106. Ce peut être un diaphragme, par exemple. Le capteur 110 peut indifféremment être logé dans la station 113 ou dans l'ensemble mobile 111.
Le fonctionnement est le suivant: lorsque la phase de projection est terminée, l'ensemble 111 accoste la station 113; la vanne de tête 104 est fermée, les vannes de purge 104', 106 et 109 sont ouvertes et le piston du réservoir 112 est amené en bout de course pour déverser dans la purge 107 les restes de peinture présents dans le réservoir. La vanne 104 est alors ouverte puis l'air et le solvant de nettoyage sont injectés dans le conduit 102 et passent à travers la vanne 104 dans le réservoir 112 qu'ils nettoient. Ils traversent ensuite la vanne 104' et rentrent dans la station 113 par la dérivation de purge 105. Ils sont déversés dans la purge 107. Lorsque le nouveau produit est injecté dans le conduit 102, la vanne 106 est fermée à un moment choisi. Les restes de solvant et l'air prisonniers des différents conduits et du réservoir 112 sont déversés dans la purge 107 à travers le restricteur 108. Selon un fonctionnement analogue à ce qui a été vu pour la figure 2, un capteur 110 détecte le retour du front de nouveau produit dans la station 113 et commande la fermeture de la vanne 109.
La quantité de produit déversée dans la purge pendant le temps de réponse du système est limitée par le diamètre du restricteur 108.
La figure 4 montre un exemple de réalisation pratique de la vanne 106 incorporant le restricteur 108. Il s'agit d'une pneumovanne dont le pointeau 106a est adapté à reposer de manière étanche sur un siège 106b en position fermée. Une fuite a été créée par une gorge 106c obtenue par fraisage du siège 106b ou par tout autre moyen adapté. Le restricteur 108 est ici la fuite résiduelle de la vanne 106. Cette vanne peut aussi être utilisée avec les dispositifs du type de celui décrit à la figure 2.
Le dispositif de la figure 5 comporte certains éléments identiques à celui de la figure 2, dont les références portent les mêmes numéros majorés de 100. La dérivation de purge comprend une vanne 156 et un régulateur de pression 158 montés en série.
Le fonctionnement est le suivant: la phase de nettoyage est identique à celle étudiée en référence à la figure 2. Lors du remplissage du conduit 152 avec le nouveau produit, la vanne 156 reste ouverte et la pression de commande du régulateur 158 est augmentée de sorte que sa section est diminuée, ce qui limite la quantité de peinture déversée à la purge pendant le temps de réponse du système.
Dans certaines installations, le conduit d'alimentation 2 est nettoyé et rempli en plusieurs tronçons afin de gagner du temps lors des changements de produit. Des purges intermédiaires sont alors prévues. L'invention s'applique en équipant chaque purge selon l'invention. L'invention présente en outre l'avantage de pouvoir être incorporée à peu de frais dans des installations existantes puisqu'il suffit essentiellement de modifier conformément à son principe la dérivation de purge.
Enfin, l'invention est applicable indépendamment de la présence d'un capteur détectant le front de nouveau produit dans la dérivation de purge. En effet, il est possible de piloter les vannes uniquement avec des temporisations définies par le système de commande. Le dispositif est moins précis mais l'utilisation de l'invention est encore plus intéressante car la durée d'écoulement du nouveau produit dans la purge est, pour raison de sécurité, nécessairement plus longue que dans le cas où un capteur est prévu.

Claims (10)

  1. Procédé de changement de produit dans une installation de projection de produits de revêtement comprenant un conduit (52, 102, 152) d'alimentation d'un projecteur (53, 103, 153) avec ledit produit et une dérivation (55, 105, 155) de purge (57, 107, 157) commandée, près d'une extrémité dudit conduit, du type comprenant une phase d'injection d'air et de solvant dans ledit conduit suivie d'une phase de remplissage dudit conduit avec un nouveau produit jusqu'à ce que ce dernier parvienne à ladite dérivation, caractérisé en ce qu'il consiste à réduire localement la section d'écoulement de ladite dérivation à un moment déterminé après la fin de la phase d'injection d'air et de solvant et avant la fin de la phase de remplissage.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite section d'écoulement est réduite pendant ladite phase de remplissage.
  3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fin de la phase de remplissage est commandée à partir du signal émis par un capteur (60, 110, 160) de produit de revêtement situé dans ladite dérivation (55, 105, 155).
  4. Dispositif de changement de produit dans une installation de projection de produits de revêtement comprenant un conduit (52, 102, 152) d'alimentation d'un projecteur (53, 103, 153), ledit conduit étant connecté à une dérivation (55, 105, 155) de purge (57, 107, 157), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (58, 108, 158) de diminution temporaire de la section d'écoulement de ladite dérivation de purge.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite dérivation de purge comprend deux branches de conduits parallèles de diamètres différents.
  6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite dérivation (105, 155) de purge comprend un élément de section réglable (106, 158).
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit élément de section réglable est une vanne (106) dans laquelle est prévue une fuite (106c) entre un pointeau (106a) et un siège (106b).
  8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit élément de section réglable est un régulateur de pression (158).
  9. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur (60, 110, 160) de produit dans ou à proximité de ladite dérivation (55, 105, 155) de purge, ledit détecteur commandant lesdits moyens (58, 108, 158) de diminution temporaire de la section d'écoulement de ladite dérivation de purge.
  10. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble mobile (111) comprenant un projecteur (103) et un réservoir (112) associé, ledit ensemble étant porté par un robot manipulateur, et une station (113) de nettoyage-remplissage desdits projecteur et réservoir, fixe dans la zone d'activité dudit robot, lesdits moyens (108) de diminution temporaire de la section d'écoulement de ladite dérivation (105) de purge étant situés dans ladite station.
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