Brevet FR2470631A1 — publié le 19810612

L'invention concerne un dispositif de filtra pour récupération de peinture essentiellement destiné à récupé- rer la peinture évacuée en même temps que lVair dans une tente à pulvérisation de peinture utilisant un procédé électrostati- que de pulvérisation de peinture en poudre. Quand on applique de l'émail ou de la pein- ture sur divers objets par projection de poudre, une certaine quantité de l'émail ou de la peinture utilisés manque inévita- blement la cible et s'étale à l'intérieur de la tente à pulvé- risation dans laquelle on applique la peinture. Il en résulte que les parois intérieures de la tente à pulvérisation reçoi- vent une quantité importante d'émail ou de peinture, et que cette quantité qui "manque" ainsi la cible peut atteindre une proportion considérable de la quantité tcbtle d'émail ou de peinture utilisée, Avec une tente à pulvérisation classique ces dép8ts de peinture ou d'émail posent des problèmes de nettoyage considérables. Il apparait donc très intéressant de récupérer et de recycler ces dép8ts d'émail ou de peinture en utilisant une tente à pulvérisation permettant de satisfaire des impéra- tifs de propreté très rigoureux et d'effectuer un nettoyage complet des surfaces intérieures de la tente à pulvérisation. En pratique la construction des tentes à pulvérisation classiques à permis, au prix de nombreuses diffi- cultés, d'améliorer la récupération de la peinture, et il est certain que certaines tentes à pulvérisation ont été équipées de dispositifs de séparation et de nettoyage se présentant par exemple sous la forme d'appareils de formation de tourbillons et de divers types de filtres. Cependant, le principal problème à résoudre pour tous ces dispositifs était de nettoyer, par des moyens classiques, l'air aspiré dans la tente à pulvérisation, ce qui éliminait en même temps une partie au moins de la peinture en surplus. Cependant les dispositifs de séparation et de nettoyage utilisés jusqu'ici n'ont-pas permis, au sens propre du terme, d'effectuer un véritable recyclage de la peinture, en partie du fait des problèmes posés par le nettoyage des équipements quand on change de peinture par exemple, et en partie du fait des coûts très élevés de remplacement des filtres. 2.- L'invention a pour but de pallier les incon- vénients ci-dessus de l'art antérieur en créant un dispositif de filtrage permettant d'obtenir un rendement de séparation de pratiquement 100 % conservant sa valeur maximum sur des périodes de temps très longues. L'invention a également pour but de permettre le recyclage de la peinture ainsi séparée, et l'utili- sation de filtres très bon marché. A cet effet l'invention concerne un disposi- tif de filtrage essentiellement destiné à la récupération, dans une tente à pulvérisation, de la peinture portée par un débit d'air entraîné par un ventilateur, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux corps de filtres destinés à être reliés du c8té amont à la tente à pulvérisation par une conduite, et à comporter du côté aval un dispositif d'étanchéité destiné à bloquer le débit, le c8té aval de ces corps de filtres étant également muni d'un orifice de sortie permettant dtinver- ser brusquement le sens du débit lorsque le dispositif dtétan- chéité se ferme. Le nettoyage des corps de filtres en cours de fonctionnement ne doit pas perturber-beaucoup le rendement du dispositif de filtrage. Ce résultat est de préférence obtenu, selon l'invention, en disposant un groupe de filtres (de préfé- rence au nombre de quatre) dans une enceinte commune en communi- cation avec la tente à pulvérisation, et de plus, en établissant une liaison étache à l'air, entre les c8tés aval des corps de filtres et un bloc d'échappement muni d'un dispositif d'étanché- ité Manoeuvrable séparément pour chaque corps de filtre ainsi que d'un orifice de sortie également manoeuvrable séparément pour chaque corps de filtre. Selon l'invention, la peinture séparée du courant montant dans un corps de filtre lorsque le débit se trouve bloqué dans ce corps de filtre et que l'orifice de sortie débit directement dans le courant circulant dans l'enceinte, ne peut passer dans les corps de filtres adjacents par suite dela présence de parois dtécrans se présentant sous la forme de filtres en papier tournés vers le bas à partir d'une paroi supérieure de l'enceinte et se situant de préférence dans l'en- ceinte entre les corps de filtres cylindriques de manière à séparer ceuxci les uns des autres et à laisser un passage libre le long des parois de l'enceinte; une feuille d'écran déflec- 3,_ trice étant montée à l'entrée de l'enceinte pour dévier vers le passage libre le débit bloqué vers le haut; et un dispositif de blocage de pression étant monté dans. le bas de l'enceinte pour permettre l'évacuation de la peinture séparée. 5. Si la peinture séparée par le dispositif de filtrage doit Otre recyclée selon l'invention, il est nécessaire, lorsqu'on change de peinture, de nettoyer les parties intérieures du dispositif de filtrage et les corps de filtres qu'il contient. Il est certain que cette opération peut se faire très simplement en nettoyant ou en remplaçant (du fait de leur faible prix) les corps de filtre. Cependant, pour obtenir une fiabilité de fonc- tionnement encore meilleure lorsqu'on change de peinture, et surtout pour gagner en vitesse, l'invention propose d'utiliser au moins deux groupes de corps de filtres chaque groupe étant logé dans sa propre enceinte et pouvant être relié, optionnel- lement, à la tente à pulvérisation, les enceintes étant égale- ment mobiles de manière à pouvoir travailler, une par une, avec le bloc d'échappement. Dans une forme pratique de réalisation de l'invention on peut utiliser quatre enceintes à quatre corps de filtres chacune, suspendues à un poteau de manière à pouvoir tourner dans un plan horizontal, le bloc de sortie étant réglable verticalement au-dessus de ce plan pour permettre l'as- sociation avec l'enceinte située au-dessous de lui. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et qui se réfère aux dessins ci- joints dans lesquels e - la figure 1 représejte deux enceintes et un bloc de sortie selon l'invention, suspendus à un poteau, - la figure 2 représente l'intérieur d'une enceinte et du bloc de sortie selon l'invention, certaines parties étant omises pour plus de clarté, et - la figure 3 représente une coupe effectuée suivant la ligne A-A de la figure 2. La figure 1 représente un dispositif de filtrage permettant de récupérer la peinture entraînée par l'air dans une tente à pulvérisation. Ce dispositif de filtrage est destiné à permettre un changement très rapide entre différents types de peinture sans qu'il soit nécessaire de nettoyer le dis- 4o positif de filtrage entre les changements de peinture. 4.- Ce dispositif de filtrage selon l'invention comprend un poteau 1 auquel quatre enceintes 2 sont suspendues de manière à pouvoir tourner autour du poteau. Seules les deux enceintes avant de ces quatre enceintes sont représentées sur la figure 1. Chacune de ces enceintes contient un groupe de quatre corps de filtres qui seront décrits plus en détail ciaprès. A la partie supérieure du poteau 1 est monté un bloc de sortie 3 réglable verticalement. Dans sa position basse repésentée sur la figure 1, le bloc de sortie 3 recouvre complè- tement la face supérieure d'une enceinte 2 située au-dessous de lui. Les enceintes 2 comportent chacune une entrée 4 pouvant se relier par exemple à un tuyau flexible conduisant à la tente à pulvérisation, le bloc de sortie 3 comportant une sortie 5 reliée à un ventilateur d'aspiration par un tuyau de liaison convenable. On peut régler-verticalement le bloc de sortie de façon convenable en le suspendant à un mécanisme de levier 6 actionné par un cylindre à air comprimé ou par un cylindre hydraulique non représenté sur les figures. En faisant monter ou descendre l'extrémité libre du mécanisme de levier 6 dans le sens de la double flèche B, il est possible, dans une certaine plage de mouvement, de faire monter et descendre l'ensemble du bloc de sortie 3 de façon qu'il se sépare complètement des enceintes 2 lorsqu'il est en position haute, et qutil vienne en contact étroit avec l'enceinte correspondante lorsqu'il est en position basse, cette enceinte ayant tourné autour du poteau 1 pour venir juste au-dessous du bloc de sortie 3. Pour s'assurer d'un fonctionnement faible et pour empocher par exemple les fuites, on monte de préférence des joints convenables entre la face inférieure du bloc de sortie 3 et la face supérieure des enceintes. De plus un dispo- sitif de verrouillage mécanique peut être utilisé pour bloquer l'enceinte ayant tourné de manière à venir sous le bloc de sortie 3, ceci afin de verrouiller cette enceinte au bloc de sortie 3 en position basse. Cette disposition permet ainsi d'associer chacune leur tour les différentes enceintes 2 au bloc de sortie 3 en les faisant tourner autour du poteau 1, chacune de ces 5.- enceintes étant utilisée pour la récupération d'un type parti- culier de peinture. En faisant ainsi tourner les différentes enceintes pour les amener en place comme décrit ci-dessus, il est possible d'effectuer un changement très rapide entre quatre types différents de peintures sans que le mondre nettoyage soit nécessaire entre les changements. Les parties inférieures des enceintes 2 présentent la forme d'entonnoirs 7, un dispositif de sortie destiné à récupérer la peinture étant monté sur ces extrémités inférieures. Ce dispositif de sortie comprend un disposi- tif de blocage de pression 8 et un vibrateur 9, de manière à évacuer la peinture récupérée dans un ou plusieurs seaux de récupération 10 sans qu'une fuite deair ambiant puisse pénétrer à l'intérieur des enceintes 2. Dans une variante de disposition des enceintes décrites ci-dessus, il est naturellement possible de suspendre, à peu près de la m8me façon, un nombre différent d'enceintes 2 au poteau 1. Par exemple, dans beaucoup de cas pratiques, il peut Stre préférable de n'utiliser que deux enceintes. Dans ce dernier cas on peut nettoyer l'une des enceintes en remplaçart ses corps de filtres pendant que l'autre enceinte fonctionne, Ainsi, en n'utilisant que deux enceintes opérationnelles seulement, il reste toujours possible de changer rapidement de type de peinture utilisé. Dans une autre variante encore de réalisation de l'invention, il est possible par exemple de suspendre leb enceintes 2 à un convoyeur linéaire permettant de.les pousser en place l'une après l'autre, dans une disposition en rangée, pour les amener au-dessous du bl'oc de sortie 3 avec lequel elles doivent fonctionner. Pour permettre la multiplication des groupes de filtres, c'est-à-dire des enceintes 2, comme décrit ci-dessus, il faut nécessairement utiliser dans ces enceintes des corps de filtres bon marché présentant en même temps une durée de vie relativement longue. L'impératif de faible coût des corps de filtres utilisés devient particulièrement important dans le cas o leon n'utilise que deux enceintes seulement, ce qui nécessite de changer les corps de filtres dans leune des enceintes à 6.- chaque fois qu'on change de peinture. Enfin il va sans dire que les impératifs d'excellente qualité de séparation et de récupération de la peinture doivent être satisfaits par le dispositif selon l'in- vention pour une bonne utilisation pratique. La figure 2 représente la forme d'une enceinte associée à son bloc de sortie correspondant. L'enceinte 2 comprend une structure supérieure en forme de botte reliée à une partie inférieure en forme d'entonnoir 7. Comme décrit ci- dessus cette partie 7 peut par exemple être reliée à un seau de récupération par l'intermédiaire d'un dispositif de sortie com- prenant un dispositif de blocage de pression 8 et un vibrateur 9. Comme on peut le voir sur les figures, la partie inférieure 7 présente de préférence la forme d'un tronc de pyramide à quatre c8tés, la pointe tournée vers le bas. La partie supérieure de l'enceinte 2 est définie par une paroi supérieure 11 comportant sur sa face inférieure des fixations constituées de préférence par des douilles à ba onette, des montures à vis ou autres permettant de fixer un certain nombre de corps de filtres, et de préférence quatre. Comme indiqué sur les dessins, les corps de filtres 12 peuvent être de forme oblongue ou cylindrique, leurs extrémités inférieures étant fermées mais leurs extrémités supérieures restant ouvertes pour permettre ainsi aux parties intérieures de chaque corps de filtre de communiquer avec l'intérieur du bloc de sortie 3 par une ouverture correspondante ménagée dans la paroi supérieure 11 de l'enceinte 2. Des expériences pratiques ont montré que des filtres.relativement simples en papier plissé éventuellement stabilisé par un agent de- fixation, permettaient d'obtenir d'excellents résultats. L'utilisation de ce type de filtres est très intéressante d'une part parce qu'ils sont très bon marché et d'autre part parce que compte tenu de leurs dimensions physiques extérieures, ils présentent de très grandes surfaces de filtrage conduisant de plus à un très grand pouvoir de séparation. Comme on peut le voir sur la figure 3 repré- sentant une vue en coupe de l'enceinte 2 suivant les flèches A-A de la figure 2, on utilise quatre corps de filtres dans cette enceinte. De plus on peut voir que les corps de filtres sont de 2470-631 7.- préféret disposés de manière parfaitemert symétrique afin de laisser un intervalle, à la fois entre les corps de filtres et les parois latérales de Itenceinte 2, et entre les corps de filtres eux-mêmes. Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, une cloison déflectrice est placée directement à l'intérieur de l'entrée 4 de l'enceinte 2. Comme on peut également le voir sur la figure 3, cette cloison est montée obliquement de façon que le débit d'air incident soit dévié de l'entrée 4 pour passer le long des parois verticales de l'enceinte 2. Pour cette raison, l'enceinte 2, malgré sa configuration carrée, se compor- te, dans une certaine mesure au moins, comme un cyclone. Il en résulte que sous l'effet de la force centrifuge, les particules les plus lourdes entraînées par l'air ont tendance à se déplacer vers l'extérieur, à venir frapper les parois verticales de l'enceinte puis à glisser vers la partie inférieure 7 de l'enceinte pour sortir par le dispositif de blocage de pression 8. Cependant le débit d'air arrivant par l'entrée 4 contient une quantité relativement grande de ppinture diffusée en très fines particules, de sorte qu'en pratique l'effet de cyclone mentionné ci-dessus est probablement très limité. Le vide partiel produit par le ventilateur (non repré- senté) dans le bloc de sortie 3, et, par suite, dans la partie intérieure des corps de filtres 12, provoque à travers le matériau de ces filtres un courant tendant à soutirer le débit circulant dans l'enceinte 2 et à la faire passer de l'intérieur vers l'extérieur des filtres pour le faire monter dans le bloc de sortie 3. Pour obtenir, dans la mesure-du possible, une répartition symétrique des projections de peinture sur toute la circonférence des corps de filtres 12, on dispose des écrans 14 entre lés corps de filtres 12. En effectuant une séparation entre les corps de filtres il semble que ces écrans doivent influencer le débit traversant l'enceinte de manière à produire un courant tourant autour de chaque corps de filtre, ce courant permettant d'utiliser efficacement même les faces arrières, c'est-à-dire les parties tournées vers le centre de l'enceinte, et les parties tournées vers le corps de filtre suivant dans le sens du courant (cîest- à=dire ici le courant produisant l'effet de cyclone). Cependant les écrans 14 jouent également un autre r8le, peut-être plus important, qui apparattra dans la description ci-après. Pour permettre au dispositif de filtrage selon l'invention de fonctionner avec un rendement parfait pen- dant de longues périodes de temps, il faut d'une manière ou d'une autre nettoyer, en cours de fonctionnement, les corps de filtres 12 de la peinture adhérant sur leurs surfaces. Ce résultat peut être obtenu, selon l'invention, en fermant les orifices de sortie 15 de chaque corps de soupape au moyen de- plaques de soupape 16 actionnées chacune par un cylindre à air comprimé correspondant, de manière à venir en contact étanche contre les orifices de sortie des corps de soupapes. Les cylindres à air comprimé 17 sont reliés à un dispositif programmable monté de manière à actionner un seul cylindre à la fois pour que laplaque de soupape actionnée par ce cylindre ferme l'orifice de sortie 15 de son corps de filtre 12 tout en laissant les trois autres corps de filtres de l'enceinte en fonctionnement normal. Ainsi, quand la plaque de soupape 16 ferme l'orifice de sortie du corps de filtre, le débit traversant le matériau de filtrage de ce corps de filtre se trouve bloqué, ce qui amène une certaine partie de la peinture adhérant au matériau de filtrage, à tomber direc- tement dans la partie inférieure 7 de l'enceinte. Pour améliorer l'effet de nettoyage des corps de filtres 12, chaque plaque de soupape 16 est équipée d'une buse d'échappement 18 pointée vers l'intérieur du corps de filtre 12 en question. La buse d'échappement 18 est reliée, par l'intermédiaire d'un tuyau flexible 19, à une soupape à ouverture rapide 20 elle-même branchée à un réservoir d'air sous pression 21. Lorsque, comme décrit ci-dessus, l'une des plaques de soupape 16 du bloc de sortie 3 est amenée-en position de fermeture par son cylindre à air comprimé correspondant, la soupape à ouverture rapide 20 s'ouvre en permettant ainsi à l'air comprimé contenu dans le cylindre de s'échapper presque instantanément, par la buse d'échappement 18, dans la partie intérieure du corps de filtre 12 correspondant. - De cette manière le matériau de filtrage du corps de filtre est soumis à un effet de choc qui nettoie effectivement ce matériau de filtrage de la peinture adhérant 9._ dessus. On peut, si on le désire, régler le dispositif de programmation commandant la séquence de nettoyage, de manière à fermer la soupape à réponse rapide 20 après la première décharge du réservoir sous pression, pour produire ensuite une seconde décharge,au moyen de la soupape 20, dès que le réservoir d'air sous pression s'est rechargé, Comme indiqué ci-dessus, une quantité consi- dérable de peinture est retirée de la surface du matériau de filtrage du corps de filtre lorsque l'air comprimé se décharge à l'intérieur de ce corps de filtre 12 par la buse 18. De cette façon l'absence de débit d'air à travas le corps de filtre fait tomber la peinture dans la partie inférieure 7 de l'enceinte 2. Comme indiqué également ci-dessus, les écrans 14 séparant les différents corps de filtres 12 les uns des autres, sont disposés de manière à empêcher que la peinture retirée du corps de filtre 12 en cours de nettoyage à cet instant particulier, soit entra née, par un courant d'air régnant dans l'enceinte, vers les surfaces des autres corps de filtres de l'enceinte. Sans la présence de ces écrans 14, la peinture retirée de l'un des corps de filtres par effet de type cyclone à l'intérieur de l'enceinte, serait simplement transfé- rée au corps de filtre suivant du circuit, ce qui, en pratique, rendrait impossible un nettoyage complet de l'ensemble du dispositif. Comme indiqué encore ci-dessus, le proces- sus de nettoyage est commandé par un dispositif de programmation. Ce dispositif de programmation doit de préférence être réglé de façon que les quatre corps de filtres 12 de chaque enceinte soient nettoyés successivement à intervalles de temps réguliers. De plus la durée de ces intervalles de temps doit pouvoir se régler à volonté pour s'adapter en pratique à la fonction de nettoyage correspondant à la quantité totale de peinture péné- trant par l'entrée 4. De plus le dispositif de programmation peut se régler de manière à produire plusieurs éjections d'air comprimé par chaque buse d'échappement 18 pendant le nettoyage d'un corps de filtre, ce réglage dépendant du degré d'adhérence et de la quantité de peinture déposée sur les corps de filtres. En outre la pression d'air du réservoir 21 et les dimensions du tuyau de liaison entre ce dernier et les différentes buses 4o d'échappement 18, peut de préférence se régler de façon que l'air 1 o.- sous pression sortant des buses produise un effet de choc ou de souffle sur le matériau de filtrage des corps de filtres. Enfin, en nettoyant chaque corps de filtre 12 à intervalles réguliers pendant que les autres corps de filtres restent en fonctionnement, on ne produit qu'une faible réduction du rendement total de l'ensemble du dispositif de filtrage, en partie parce que le quart seulement de la surface totale de filtrage est bloquée à un instant donné pour le nettoyage, et en partie parce que les intervalles de temps entre nettoyages successifs peuvent 8tre-relativement longs. il1.- REVENDICATIONS 1.- Dispositif de filtrage essentiellement destiné à la récupération, dans une tente à pulvérisation, de la peinture portée par un débit d'air entraîné par un ventila- teur, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux corps de filtres (12) destinés à être reliés du côté amont à la tente à pulvérisation par une conduite(4 et à compuoter du c8té aval un dispositif d'étanchéité (16) destiné à bloquer le débit, le côté aval de ces corps de filtres étant également muni d'un orifice de sortie (18) permettant d1inverser brusquement le sens du débit lorsque le. dispositif d'étanchéité se ferme. 2.- Dispositif de filtrage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'il utilise un groupe de corps de filtres (12), de préférence au nombre de quatre, dans une enceinte commune (2) en communication avec la tente à pulvéri- sation, et en ce qu'une liaison étanche à l'air est réalisée entre les côtés aval des corps de filtres et un bloc de sortie (3) muni d'un dispositif d'étanchéité manoeuvrable séparément (16) pour chaque corps de filtre, ainsi que d'un orifice de sortie également manoeuvrable séparément (18) pour chaque corps de filtre. 3.- Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il utilise des écrans (14) se présentant sous la forme de filtres en papier tournés vers le bas à partir de la paroi supérieure (11) de l'enceinte (2) , ces écrans étant de préférence placés dans l'enceinte entre les corps de filtres cylindriques (12) de manière à les séparer les uns des autres et à laisser un passage libre le long des parois de l'enceinte, une cloison déflectrice (13) étant montée à l'entrée (4) de l'enceinte pour dévier vers' le passage libre le débit bloqué vers le haut, et un dispositif de bloquage de pression (8) étant monté dans le bas de l'enceinte (7) pour évacuer la peinture séparée par le dispotif de filtrage. 4.- Dispositif de filtrage selon Itune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque orifice de sortie présente la forme d'une buse (18) pointée vers l'intérieur du corps de filtre (12) concerné, du côté amont de celui-ci, cette buse étant reliée à un réservoir de pression adjacent (21) par l'intermédiaire d'une soupape à ouverture rapide (20) et d'une simple tuyauterie. 247063-1 12.- 5.- Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il utilise une disposition permettant de relier optionnellement à la tente à pulvérisation, au moins deux groupes de corps de filtres (12), chaque groupe se trouvant dans sa propre enceinte (2), ces enceintes étant de plus mobile de manière à pouvoir travailler, une à la fois, en association avec le bloc de sortie (3). 6.- Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il utilise quatre enceintes (2) contenant chacune quatre corps de filtres (12), ces enceintes étant suspendues à un poteau (1) de manière à pouvoir tourner dans un plan horizontal, le bloc de sortie (3) étant réglable verticalement au-dessus de ce plan pour pouvoir fonctionner avec l'enceinte située au-dessous de lui,