Brevet FR2611059A1 — publié le 19880819

L'invention est relative à un procédé d'injection contrôlée de colorants ou produits auxiliaires dans une cuve de traitement ainsi qu'à une installation de mise en oeuvre dudit procédé. Elle trouvera tout particulièrement son appplication dans l'industrie de la teinture des matières textiles. Bien que l'invention ait été plus spécialement développée dans le cadre des installations de teinture, elle pourra s'appliquer dans toutes autres industries où le contrôle des débits est réalisé. Actuellement, les installations de teinture comprennent généralement une cuve de traitement dans laquelle est disposée la matière à travailler. Les agents chimiques nécessaires au traitement du textile sont initialement dosés dans des cuves auxiliaires appelées cuves de dissolution ou cuves à ajoût. Qu'il s'agissent de colorants ou de produits auxiliaires, ces agents chimiques doivent être introduits dans la cuve de traitement selon des critères qu'il est impératif de respecter pour réussir la teinture. En particulier, la quantité globale de produits à injecter, le temps total d'injection ainsi que la vitesse d'injection doivent être dans certains cas scrupuleusement respectés. Jusqu'à présent, le respect de ces consignes a toujours pû être obtenu grâce à l'emploi de pompes doseuses. En effet, par le nombre total d'impulsions envoyées à la pompe doseuse, il est possible de déterminer avec précision la quantité de liquide injecté dans la cuve de traitement et le débit de la pompe doseuse peut être modulé en déterminant à chaque instant la période du signal de cornmande des pompes doseuses. L'asservissement de l'injection est, dans ces conditions, assuré par l'intermédiaire d'un dispositif de commande dans lequel on fixe le temps total de l'injection et le type de courbe du débit en fonction du temps à respecter. Le dispositif de commande actionne ensuite la pompe doseuse de telle sorte que le débit de celle-ci corresponde à la courbe théorique d'injection à effectuer. Ce procédé d'injection dans lequel on commande le nombre de doses élémentaires de liquide à transférer par unité de temps donne entière satisfaction sur le plan technique. On peut toutefois lui reprocher d'être coûteux. En effet, l'emploi d'une pompe doseuse élève considérablement le coût du dispositif. Il s'agit de plus d'un organe fragile. En outre, la précision du contrôle de l'injection requiert l'emploi de pompes doseuses à faible capacité, alors que les caractéristiques de débit maximale requièrent l'emploi d'une pompe doseuse à capacité élémentaire élevée. Le but principal de la présente invention est de présenter un procédé d'injection contrôlée de colorants ou produits auxiliaires dans une cuve de traitement à partir d'une cuve de dissolution qui jouit d'une grande précision tout en s'affranchissant de l'emploi d'une pompe doseuse. Le bénéfice économique est sensible, de plus le procédé de la présente invention est compatible avec une régulation proportionnelle, c'est-à-dire, sans accoup dans l'injection. Un autre but de la présente invention est de présenter une installation d'injection selon une mise en oeuvre du procédé dans laquelle, il est fait appel à un nombre réduit de composants, et qui peut être mise en place sur des installations existantes. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter Le procédé d'injection contrôlée de colorants ou produits auxiliaires dans une cuve de traitement qui trouvera notamment son application en matière de teinture textile, destiné à assurer le transfert d'une quantité de liquide stocké dans une cuve de dissolution selon un débit pré-fixé, dans une cuve de traitement par l'intermédiaire d'une canalisation comportant une vanne et éventuellement une pompe est caractérisée en ce que, on contrôle le niveau de fluide restant dans la cuve de dissolution et en fonction du temps, on module la durée et/ou le degré d'ouverture de la vanne pour ajuster la quantité instantanée transférée selon la courbe de débit pré-fixé. L'installation d'injection contrôlée de colorants ou produits auxiliaires dans une cuve de traitement selon une mise en oeuvre dudit procédé qui comporte une cuve de dissolution depuis laquelle une quantité de liquide doit être transférée selon un débit pré-fixé dans une cuve de traitement par l'intermédiaire d'une canalisation est caractérisée par le fait qu'elle comprend - un capteur de niveau placé dans la cuve de dissolution, - une vanne d'arrêt placée sur la canalisation reliant la cuve de dissolution à la cuve de traitement, - un dispositif de commande de la vanne d'arrêt relié audit capteur de niveau. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels - La figure 1 représente différents diagrammes de débit de colorant ou produits auxiliaires en fonction du temps, - La figure 2 représente les diagrammes d'évolution de niveau de cuve de dilution en fonction du temps liés à la figure 1, - La figure 3 schématise les différents composants de l'installation d'injection contrôlée selon la présente invention. La présente invention vise un procédé d'injection contrôlée de colorants ou produits auxiliaires dans une cuve de traitement ainsi qu'une installation de mise en oeuvre dudit procédé. Elle trouvera tout particulièrement son application dans l'industrie chimique notamment dans la teinture des textiles. Dans les teintureries, l'élaboration des compositions chimiques destinées à agir sur les matières à teindre se fait dans une cuve appelée cuve de dissolution ou cuve d'ajoût distincte de la cuve de traitement proprement dite. En effet, pour des raisons d'homogénéité de mélange et de dosage, il est nécessaire de préparer les produits préalablement à leur introduction dans la cuve de traitement. L'expérience a montré que des précautions devaient nécessairement être prises lors de l'introduction des colorants ou produits auxiliaires dans la cuve de traitement. En particulier la quantité totale de liquide injectée, le temps global d'injection et le débit instantané doivent être strictement contrôlés. Jusqu'à présent, la régulation de l'injection des colorants ou produits auxiliaires dans la cuve de traitement est réalisée au moyen de pompes doseuses pilotées par un dispositif de commande qui gère le débit et la quantité de fluide injecté. Cette technique est coûteuse et de plus les caractéristiques de la pompe doseuse limite la précision du contrôle La figure 1 illustre un diagramme sur lequel les différentes courbes 1 représentent la valeur du volume de colorants ou produits auxiliaires à injecter en fonction du temps. Dans la pratique, ces courbes sont standardisées et le fabricant de colorants indique aux teinturiers le type de courbes à suivre et le temps total d'injection pour réussir la teinture . Le volume total à injecter est fonction de la quantité de matières à teindre. Connaissant la courbe de débit correspondant au volume à injecter en fonction du temps, le teinturier doit ajuster les dispositifs de commande de l'injection pour respecter les consignes données. La figure 2 représente une série de courbes 2, chacune d'elles correspondant aux courbes 1 de la figure 1, qui indiquent l'évolution de la valeur du niveau de la cuve de dilution en fonction du temps . En effet, la forme géométrique de la cuve de dilution et tout spécialement lorsque celle-ci ne présente pas une section constante, influence fortement la forme des courbes 2. La figure 3 schématise une installation de teinture qui comprend une cuve de traitement 3 dans laquelle sont introduites les matières à teindre, une cuve de dissolution 4 dans laquelle sont élaborés les colorants ou produits auxiliaires à transférer dans la cuve de traitement par l'intermédiaire d'une canalisation 5 comportant une vanne 6 et éventuellement une pompe d'injection 7. La quantité totale de colorants ou produits auxiliaires à injecter dans la cuve de traitement 3 est dosée en fonction de la quantité de matière à teindre selon les caractéristiques précisées par le fournisseur. Ce produit liquide est initialement disposé dans la cuve de dissolution 4. Le type de courbe 2 à respecter ainsi que le temps total d'injection sont initialement fixés en fonction de l'expérience de l'homme de l'art ou des consignes du fabricant. Selon le procédé d'injection contrôlée de la présente invention, on contrôle le niveau de fluide restant dans la cuve de dissolution 4 au cours de l'injection et en fonction du temps écoulé depuis le départ de l'injection du fluide présent dans la cuve de dissolution 4 vers la cuve de traitement 3 , on module la durée et/ou le degré d'ouverture de la vanne 6 pour ajuster la quantité instantanée transférée selon la courbe 2 pré-fixée. En effet, le diagramme de la figure 2 nous permet de connaître à chaque instant la valeur théorique que doit présenter le niveau de fluide restant dans la cuve de dilution 4. Selon la valeur pratique observée, on corrige la valeur du débit par action sur la vanne 6 de telle sorte à faire correspondre la valeur pratique et la valeur théorique. On peut envisager l'emploi d'une commande proportionnelle pour actionner la vanne 6, ce qui donnera une valeur très proche de la consigne. On peut également employer un dispositif de commande en Tout ou Rien auquel cas selon que la valeur du niveau pratique de liquide restant dans la cuve de dilution est supérieure ou inférieure à la valeur théorique on ouvre ou ferme la vanne 6. Les sollicitations matérielles sont plus intenses dans ce cas. Toutefois, cette technique est moins coûteuse que la précédente. Selon le procédé de l'invention, de préférence on procède par un contrôle cyclique de l'injection. On mesure à différents intervalles de temps, de préférence intervalles de temps réguliers, la valeur du niveau de liquide résiduel dans la cuve de dilution 4, on calcule la quantité de fluide transféré correspondant et l'on compare ladite quantité mesurée à une quantité théorique fonction du temps et de la courbe 1 pré-fixée, on agit sur la vanne 6 pour accélérer ou réduire le débit selon le sens de l'écart relevé. On peut également relever l'instant pour différentes valeurs du niveau de liquide résiduel dans la cuve de dilution 4 correspondant à des quantités de fluide injecté dans la cuve de traitement 3. On calcule la durée du transfert entre deux relevés et l'on détermine le débit correspondant, on le compare à la valeur théorique de la courbe 1 du diagramme de la figure 1 et l'on agit sur la vanne pour accélérer ou réduire le débit selon le sens de l'écart relevé. Selon ce procédé, il est souhaitable de relever le temps pour des écarts réguliers de niveau de fluide résiduel dans la cuve de dilution 4. Le cycle de transfert du fluide est initalisé en mesurant le niveau de liquide présent au départ dans la cuve de dissolution. Cette valeur permet de fixer le point de départ de la courbe 2 de la figure 2. L'installation d'injection pour a mise en oeuvre dudit procédé est illustrée à la figure 3. Elle comprend en particulier un capteur de niveau 8 placé dans la cuve de dissolution 4 qui permet de déterminer à chaque instant la quantité de fluide restant dans ladite cuve de dissolution 4. Ce capteur de niveau 8 est relié à un dispositif de commande 9 qui agit sur la vanne 6 et éventuellement sur la pompe 7 en fonction des valeurs reçues depuis le capteur 8 et du choix du type de courbe 2 et du temps total d'injection introduit par le programmeur. Une commande extérieure 10 permet d'initialiser le cycle du transfert en prenant comme valeur initiale de niveau dans la cuve de dilution 4, celle indiquée par le -capteur 8. En fin de transfert, le dispositif de commande 9 peut agir sur une vanne de remplissage 11 afin de nettoyer la cuve 4 , une vanne 12 permettant de vidanger la cuve 4 en fin de nettoyage. Cette vanne 12 étant elle-même commandée par le dispositif 9. Le capteur de niveau 8 peut également servir pour doser le remplissage de la cuve de dissolution 4 lors de la phase préparatoire du traitement. Auquel cas, le dispositif de commande 9 relié au capteur 8 commande les différentes vannes d'introduction des colorants ou produits auxiliaires de telle sorte à obtenir le dosage approprié. Le dispositif de commande 9 peut être relié à un pupitre de commande à distance. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'homrne de l'art, auraient également pû être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1) Procédé d'injection contrôlée de colorants ou produits auxiliaires dans une cuve de traitement qui trouvera notamment son application en matière de teinture textile, destiné à assurer le transfert d'une quantité de liquide stocké dans une cuve de dissolution (4) selon un débit pré-fixé dans une cuve de traitement (3) par l'intermédiaire d'une canalisation (5) comportant une vanne (6) et éventuellement une pompe (7) caractérisé en ce que, on contrôle le niveau de fluide restant dans la cuve de dissolution (4) et en fonction du temps on module la durée et/ou le degré d'ouverture de la vanne (6) pour ajuster la quantité instantanée transférée de liquide selon la courbe (2) préfixée. 2) Procédé d'injection contrôlée selon la revendication 1 caractérisé en ce que, on mesure à différents intervalles de temps, le niveau de liquide restant dans la cuve de dissolution (4), on calcule la quantité de liquide transféré correspondant, on compare ladite quantité mesurée à une quantité théorique fonction du temps et de la courbe pré-fixée (2), on agit sur la vanne (6) pour accélérer ou réduire le débit selon le sens de l'écart relevé. 3) Procédé d'injection contrôlée selon la revendication 1 caractérisé en ce que, on relève le temps pour différentes valeurs du niveau de liquide restant dans la cuve de dissolution (4) correspondant à des quantités de liquide injecté dans la cuve de traitement (3), on calcule la durée du transfert entre deux relevés consécutifs, on détermine le débit correspondant, on compare la quantité mesurée à une quantité théorique fonction du temps et de la courbe pré-fixée (2), on agit sur la vanne (6) pour accélerer ou réduire le débit selon le sens de l'écart relevé. 4) Procédé d'injection contrôlée selon la revendication 2 caractérisé en ce que, on mesure le niveau de liquide résiduel dans la cuve de dissolution (4) à intervalles de temps réguliers. 5) Procédé d'injection contrôlée selon la revendication 3 caractérisé en ce que, on relève le temps à des écarts de niveau réguliers. 6) Procédé d'injection contrôlée selon la revendication 1 caractérisé en ce que, on initialise le cycle de transfert, en mesurant le niveau initial de liquide dans la cuve de dissolution (4). 7) Installation d'injection contrôlée de colorants ou produits auxiliaires dans une cuve de traitement selon le procédé de revendication 1 qui comporte une cuve de dissolution (4) reliée à une cuve de traitement (3) par l'intermédiaire d'une canalisation (5) comportant une vanne d'arrêt (6) et éventuellement une pompe (7) caractérisé par le fait qu'elle comprend - un capteur de niveau (8) placé dans la cuve de dissolution (4), - un dispositif de commande de la vanne d'arrêt (6) relié au capteur de niveau (8).