FR2719790A1 - Method of changing coating paint in spraying installation - Google Patents
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Abstract
Description
"Procédé et dispositif de changement de produit dans une installation de projection de produits de revêtement"
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."Method and device for changing a product in an installation for spraying coating products"
The invention relates to a method and a device for changing a product in an installation for spraying coating products. It considerably limits the loss of paint during color changes.
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. In the coating product change devices of the prior art, when it is necessary to change the product, air and solvent trains are injected into or downstream from a coating product change block or an emulsion of air and solvent in the duct connecting this block to a projector. The mixture resulting from this cleaning is poured into a purge, that is to say, most often a reprocessing system. Then comes a second phase of filling this duct with the new coating product to be used, during which the evacuation of the remains of the air / solvent mixture takes place and the filling of the duct to the sprayer with the new product. This phase lasts approximately 8 to 10 seconds.
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.The purge valve which connects the connection conduit between the product change block and the projector on the one hand and the purge bypass on the other hand is then closed. The head valve which is located at the base of the projector is then opened for a short time, for example 500 ms, to initiate the discharge of new product by the projector. the projector is then ready to operate.
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. The duration of the pipe filling phase with the new product must be precisely determined:
- If it is too short, i.e. if it is finished before the front of new product in the pipe has reached the purge valve, air and solvent remain in the pipe and this mixture is sprayed at the start of sprayer operation, which affects the quality of the coating.
- 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. - If it is too long, a quantity of new product unnecessarily flows into the drain when the duct is already full. In practice, the latter solution is chosen to avoid any danger of bad spraying due to a lack of paint. In addition, the duration of this phase is difficult to determine because it depends on the product supply pressure, which varies from one supply circuit to another, that is to say a product of coating to another, and its viscosity which may itself depend on the ambient temperature.
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 cidessus. Or, les temps de réponse de ces capteurs et des systèmes de commande des vannes sont de l'ordre de 500 ms. To overcome these defects, it has been envisaged to introduce, near the purge valve, a sensor, for example an optical or capacitive sensor to detect the arrival of paint at the level of the purge. The sensor emits a signal which is interpreted to close the purge valve: this eliminates errors due to the variations set out above. However, the response times of these sensors and of the valve control systems are of the order of 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.Between the time the sensor detects the front of new product and the closing of the purge valve, approximately 30 cc of paint has flowed into the purge. The invention makes it possible to reduce this wasted amount.
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 vers 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. 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 one end of said duct, of the type comprising a phase injecting air and solvent into said conduit followed by a phase of filling said conduit with a new product until the latter reaches said bypass, characterized in that it consists in locally reducing the cross-section d flow to said bypass at a determined time after the end of the air and solvent injection phase and before the end of the filling phase.
Grâce à l'invention, la section d'écoulement du conduit ou 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 du conduit ou de la dérivation pendant cet intervalle de temps. Thanks to the invention, the flow section of the duct or the purge bypass is reduced during the filling phase so that, during the time interval between the arrival of the front of new product in the bypass purge and closing the purge valve, the quantity of product discharged into the purge is limited to the volume passing through the reduced section of the duct or bypass during this time interval.
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 dudit conduit ou de ladite dérivation de purge. The invention also relates to a product change device in a coating product spraying installation comprising a supply duct for a projector, said duct being connected to a purge branch, characterized in that it comprises means temporarily reducing the flow section of said conduit or said purge bypass.
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. I1 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. These means for temporarily reducing the flow section may consist of two parallel branches of different diameters which are crossed by the cleaning liquid and the new product respectively during the cleaning and filling phases. It can also be an element of adjustable diameter such as a pressure regulator, a restrictor or diaphragm or a controlled valve in which a leak is provided between the needle and the seat.
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. According to an advantageous variant of the invention, a product detector is located in or near the purge bypass and controls the means for restricting the flow section.
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 nettoyageremplissage après qu'il ait rempli les conduits de l'ensemble mobile n'implique plus de pertes importantes de produit de revêtement. Finally, the invention is particularly suitable for 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 to the filling-cleaning station after it has filled the conduits of the mobile assembly no longer involves significant losses of coating product.
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 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.The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly in the light of the following description of three embodiments of a coating product spraying device conforming to its principle given solely by way of example and made with reference to the accompanying drawings in which:
- Figure 1 is a block diagram of a supply device for a coating product spraying installation according to the prior art;
- Figure 2 is a block diagram of a supply device for a coating product spraying installation according to the invention;
- Figure 3 is a diagram, similar to that of Figure 2, of a first variant of the invention;
- Figure 4 is a diagram of a control valve as used in the device of Figure 3; and
- Figure 5 is a diagram, similar to that of Figure 2, of a second variant of the 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. The device of FIG. 1 comprises a block for changing the coating product 1 connected by a supply duct 2 to a projector 3, for example electrostatic. A valve 4, called the head valve, allows the projector 3 to be supplied or not with the coating product present in the duct 2. A bypass 5 in which a valve 6, called the purge valve, is provided, is connected to a purge 7. A sensor 10, for example a capacitive sensor, connected to a control system for the head and purge valves can be provided to detect the arrival of a liquid front in the bypass 5.
Le fonctionnement est celui décrit plus haut en relation avec l'art antérieur. The operation is that described above in relation to the prior art.
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. 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. In this device, the purge bypass 55 is divided into two branches 55a and 55b, respectively interruptible by two purge valves 56 and 59. The branch 55b also includes a calibrated or restricting element 58 of smaller diameter than the rest of the branch 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. The operation is as follows: during the air and solvent injection phase, the valve 56 is open and the remains of coating product, the air and the solvent are discharged into the drain 57. During the filling phase of the pipe 52 with the new product, the valve 56 is closed and the valve 59 is opened so that the air and the solvent residues pushed by the product front are evacuated towards the purge 57 through the branch 55b, c ' that is to say through the restrictor 58. The pressure drops created by the restrictor 58 are not prejudicial to the flow towards the purge during the filling phase because the air and the solvent have a low viscosity, even very low, compared to the coating product. At the end of the filling phase, the front of the new coating product is detected by the sensor 60 which then controls the closing of the valve 59. Even if the response time of the sensor 60, of the control system not shown and of the valve 59 is relatively long, for example of the order of 500 ms, the quantity of product exceeding the valve 59 and pouring into the drain during this response time is limited by the small diameter of the restrictor 58. In practice, tests have been carried out. allowed to limit to 2 cc, that is to say fifteen times less than the amount usually lost in this type of device.
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. The device of FIG. 3 includes certain elements identical to that of FIG. 2, the references of which bear the same numbers increased by 50.
L'ensemble 111 formé par le projecteur 103 et un réservoir 112 est porté par le bras d'un robot manipulateur multiaxe, 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.The assembly 111 formed by the projector 103 and a reservoir 112 is carried by the arm of a multi-axis manipulator robot, a lateral machine or a roof machine beam, for example of the type described in patent FR-B-2 609 252 in the name of the plaintiff. At the end of the projection phase of the projector 103, the assembly 111 is moved to be connected to a cleaning-filling station 113 comprising the block for changing the coating product, a conduit 102 and a support and connection plate 114 on which rests a corresponding surface 115 of the 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. It can be a diaphragm, for example. The sensor 110 can either be housed in the station 113 or in the mobile assembly 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. The operation is as follows: when the projection phase is complete, the assembly 111 approaches the station 113; the head valve 104 is closed, the purge valves 104 ′, 106 and 109 are open and the piston of the reservoir 112 is brought to the end of its travel in order to pour into the purge 107 the remains of paint present in the reservoir. The valve 104 is then opened, then the air and the cleaning solvent are injected into the conduit 102 and pass through the valve 104 into the tank 112 which they clean. They then cross the valve 104 ′ and return to the station 113 via the purge bypass 105. They are discharged into the purge 107. When the new product is injected into the conduit 102, the valve 106 is closed at a chosen time. The remnants of solvent and the air trapped in the various conduits and in the reservoir 112 are discharged into the drain 107 through the restrictor 108. According to an operation similar to that which has been seen for FIG. 2, a sensor 110 detects the return of the front of new product in station 113 and controls the closing of valve 109.
La quantité de produit déversée dans la purge pendant le temps de réponse du système est limitée par le diamètre du restricteur 108. The quantity of product poured into the drain during the system response time is limited by the diameter of the restrictor 108.
La figure 4 montre un exemple de réalisation pratique de la vanne 106 incorporant le restricteur 108. I1 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 106 ou par tout autre moyen adapté. Figure 4 shows a practical embodiment of the valve 106 incorporating the restrictor 108. It is a pneumatic valve whose needle 106a is adapted to rest in a sealed manner on a seat 106b in the closed position. A leak was created by a groove 106c obtained by milling the seat 106 or by any other suitable means.
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.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.
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. The device of FIG. 5 comprises certain elements identical to that of FIG. 2, the references of which bear the same numbers increased by 100. The purge bypass comprises a valve 156 and a pressure regulator 158 connected in series.
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. The operation is as follows: the cleaning phase is identical to that studied with reference to FIG. 2. When filling the duct 152 with the new product, the valve 156 remains open and the control pressure of the regulator 158 is increased so as its cross-section is reduced, which limits the amount of paint spilled in the purge during the system response time.
L'invention a été présentée dans le cas où la dérivation de purge a une section variable mais elle concerne aussi le cas où le conduit d'alimentation a une section variable à proximité de l'extrémité amont de la dérivation de purge dans le cas des variantes des figures 2 et 5. The invention has been presented in the case where the purge bypass has a variable section but it also relates to the case where the supply duct has a variable section near the upstream end of the purge bypass in the case of variants of Figures 2 and 5.
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. In certain installations, the supply duct 2 is cleaned and filled in several sections in order to save time during product changes. Intermediate purges are then planned.
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.The invention applies by equipping each purge according to the invention. The invention also has the advantage of being able to be incorporated inexpensively into existing installations since it essentially suffices to modify in accordance with its principle the purge bypass.
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. Finally, the invention is applicable independently of the presence of a sensor detecting the front of new product in the purge bypass. In fact, 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 even more advantageous because the duration of flow of the new product in the purge is, for safety reasons, necessarily longer than in the case where a sensor is provided.
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