Brevet FR2621500A2 — publié le 19890414

FR 2621500 A2 19890414 FR 8713855 A 19871007 "Installation de projection de produit de revêtement tel que par exemple une peinture hydrosoluble" L'invention se rapporte à une installation de projection de produit de revêtement, notamment un produit de revêtement conducteur, tel qu'une peinture hydrosoluble ou une peinture métallisée, appliquée par voie électrostatique; elle concerne plus particulièrement un nouvel agencement permettant d'assurer rapidement des changements de tels produits. L'invention trouve son domaine d'application privilégié dans les domaines où les objets à recouvrir se succèdent le long d'un même emplacement de projection et où deux objets consécutifs quelconques doivent généralement être recouverts par des produits de revêtement de couleur différente.De telles contraintes d'exploitation, imposant des changements de COuleurs extrêmement rapides, se rencontrent en particulier dans l'industrie automobile pour peindre des éléments de carrosserie. Un automatisme programmé commande le déroulement des opérations successives d'une séquence de projection : remplissage avec un produit, projection, rinçage, séchage par soufflage. L'invention est plus particulièrement destinée à résoudre les problèmes supplémentaires que posent, dans ce contexte, l'application par voie électrostatique des peintures hydrosolubles ou de certaines peintures métallisées, relativement conductrices. Pour minimiser les consommations de produits de revêtement et de produit de rinçage, et éviter les courts-circuits, par les produits de revêtement, de la source de haute tension qui charge le jet du projecteur, le document FR-A-2 572 662 propose de remplir un réservoir intermédiaire de la quantité de peinture juste nécessaire à chaque application, ce réservoir intermédiaire étant porté soit à la haute tension pendant la projection, soit au potentiel de la terre, ou masse, pour son remplissage. Ce réservoir emmagasine toutes les couleurs, de sorte qu'il doit être nettoyé à chaque changement de couleur, ainsi que tous les conduits qui s'y raccordent. Le brevet principal propose, pour améliorer la solution du problème, une installation de projection de produit de revêtement du type comportant une unité de changement de produit de revêtement, des moyens d'alimentation en produits de rinçage, au moins un circuit de distribution en aval de ladite unité et alimentant au moins un projecteur assurant la pulvérisation dudit produit, ainsi qu'un réservoir intermédiaire faisant partie de ce circuit de distribution, qui est caractérisé en ce que ledit réservoir intermédiaire est constitué par un tronçon de conduit dudit circuit de distribution, et en ce que des moyens de connexion commandés sont agencés pour pousser ledit produit de revêtement, en phase de projection, à partir du produit de rinçage. Le produit de rinçage usuel, pour les peintures hydrosolubles, est de l'eau contenant une certaine proportion d'un alcool ; il est dès lors nécessaire de disposer d'un certain volume de produit de rinçage dans un réservoir électriquement isolable de la terre, de façon que le ou les projecteurs ne soient pas mis à la terre par la colonne de peinture et de produit de rinçage. Pour pallier l'inconvénient de la présence d'un réservoir porté par périodes à la haute tension et qui risque de ne pas trouver place dans les armoires où sont enfermés les éléments à la haute tension du projecteur, le présent certificat d'addition propose une installation de produit de revêtement selon la revendication 1 du brevet principal, pour l'application dudit produit par voie électrostatique, où ladite unité de changement de produit de revêtement est reliée à la terre, et où le circuit de distribution est, en phase de projection au moins, relié à une haute tension appliquée à au moins un générateùr électrostatique, caractérisée en ce que, le produit de rinçage étant choisi à haute résistivité, un capteur de débit relié à la terre est disposé en amont du circuit de distribution, et une canalisation de garde est insérée entre ce capteur de débit et ledit tronçon réservoir avec une longueur et une section telles que, remplie dudit produit de rinçage à haute résistivité, elle soit susceptible de ne dériver vers ledit capteur de débit à la terre qu'une part minime du courant consommé par le projecteur. On conçoit que la canalisation de garde sera constituée d'un tube de section aussi faible que possible compte tenu des pertes de charge admissible, dans lequel le liquide de rinçage sera injecté à la suite de la quantité de produit de revêtement nécessaire. En raison de la faible section de la canalisation de garde, et de la vitesse de progression du produit de rinçage, l'essentiel du rinçage sera obtenu dans les parties frontales de la colonne de liquide de rinçage, et la diffusion des restes de produit de revêtement vers l'amont de cette colonne sera minime ainsi, lorsque le capteur de débit aura signalé que le front de progression de peinture atteint le projecteur, une colonne isolante de produit de rinçage se sera constituée dans la canalisation de garde, et limitera la dérivation de courant électrique depuis le projecteur porté à la haute tension à une valeur acceptable, malgré la conductivité notable du produit de revêtement dans le tronçon réservoir. On notera que, selon cette disposition, les moyens de connexion commandés peuvent se confondre avec le jeu de vannes commandées de l'unité de changement de produit, tous les circuits qui se trouvent en amont du capteur de débit mis à la terre étant protégés contre des dérivations de courant depuis le ou les projecteurs. La propulsion du produit de revêtement et du liquide de rinçage isolant peut être, comme dans le brevet principal, assurée par une pompe volumétrique de préférence à engrenage, en amont immédiat du capteur de débit, et ici mise au potentiel de la terre. Cette propulsion peut être assurée par une surpression des alimentations en produits de revêtement et de rinçage, en coopération avec un régulateur de pression rinçable connu en soi, disposé entre le tronçon réservoir et le ou les projecteurs. De préférence, un circuit de purge est monté en dérivation sur le circuit de distribution en amont immédiat du ou des projecteurs, ce circuit de purge comprenant une vanne commandée à proximité du circuit de distribution, et une canalisation d'isolement électrique débouchant dans un collecteur de purge à la masse. En disposition préférée, un circuit de connexion commandé, isolé, est disposé entre la canalisation de garde et le tronçon réservoir, et apte à commuter ce tronçon réservoir entre la canalisation de garde et un circuit de rinçage, et à dériver la canalisation de garde sur un collecteur de purge, des canalisations d'isolement étant disposées entre le circuit de connexion commandé et le circuit de rinçage, et le collecteur de purge, respectivement. Grâce à cette disposition, il est possible, d'une part d'effectuer un rinçage et un soufflage de la canalisation de garde entre le remplissage du tronçon réservoir et la délivrance du produit de revêtement au projecteur, et d'autre part de commencer l'alimentation en produit de revêtement (dans la canalisation de garde) avant la fin du rinçage et du soufflage du tronçon réservoir. Le rinçage de la canalisation de garde juste après le remplissage du tronçon réservoir assure notamment que la canalisation de garde ne formera pas un chemin de fuite électrique de la source de haute tension vers la terre, par suite de dépôt de peinture métallisée ou de peinture hydrosoluble sur sa paroi interne. Il est possible de dédoubler le circuit de distribution et la canalisation de garde de façon à relier alternativement l'un ou l'autre des deux circuits de distribution à l'unité de changement de produit de revêtement via le capteur de débit, et à un circuit de rinçage, à la terre également. On peut ainsi rincer et sécher un circuit tandis que l'autre sert à la projection. D'autres caractéristiques et les avantages de la description ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente schématiquement une installation selon l'invention, avec une pompe de propulsion de produit de revêtement la figure 2 est une variante de la figure 1, avec un circuit de connexion entre canalisation de garde et tronçon réservoir les figures 3 et 4 correspondent aux figures 1 et 2, respectivement, avec remplacement de la propulsion par pompe par une propulsion par pressurisation la figure 5 est un développement de l'installation de la figure 2, avec un dédoublement des circuits de distribution Selon la forme de réalisation choisie et représentée figure 1, à la sortie d'une unité de changement de produit de revêtement, généralement électriquement reliée à la terre (la masse), telle que décrite plus en détail dans le brevet principal, est disposée une pompe à engrenage 50, de type dit rinçable, électriquement reliée à la masse, qui débite dans un circuit de distribution 12 dans son ensemble, via un capteur de débit 30, d'un type dérivé d'une pompe à engrenage. En bout du circuit de distribution 12 est branché un projecteur de type électrostatique 13, avec une vanne à pointeau 14 pour commander l'admission de peinture dans le projecteur. Ce projecteur 13, du type à tête tournante ou à pulvérisation pneumatique ou hydrostatique, est simple ou multiple suivant les applications ; il est relié à une source de haute tension 13a, interruptible. Juste en amont du pulvérisateur 13, le circuit de distribution 12 comporte en dérivation un circuit de purge, comprenant une vanne commandée 27 à proximité immédiate du circuit 12, un conduit d'isolement 28, et un collecteur de purge 26, relié à la terre. On appelle ici conduits d'isolement ou conduits d'isolation comme dans le brevet principal des conduits en matière isolante dont la longueur est suffisante pour tenir la haute tension après avoir été rincés et séchés intérieurement à l'air comprimé. Le circuit de distribution 12 comprend, selon le brevet principal, un tronçon réservoir 41, dont la longueur et la section de passage sont déterminées pour définir un volume au moins égal à celui de la quantité de peinture nécessaire pour un objet (soit de l'ordre de 0,3 litre pour une carrosserie de voiture). Par ailleurs la section est choisie suffisamment faible pour que la circulation de peinture et de liquide de rinçage reste laminaire pendant les phases de projection et de rinçage, et que l'interface peinture/produit de rinçage soit suffisamment délimitée. A titre indicatif, on peut utiliser des tubes dont le diamètre intérieur est de l'ordre de 4 à 6 mm ; la longueur du tronçon réservoir est alors de 25 à 10 mètres. Entre le capteur de débit 30 et le tronçon réservoir 41, on a disposé une canalisation de garde 112, de diamètre inférieur à celui du tronçon réservoir. On a choisi un produit de rinçage de résistivité élevée ( > 106.m). La section de la canalisation de garde, et la longueur ont été déterminées de sorte que la résistance de la colonne de liquide de remplissage soit suffisante pour que le courant dérivé dans la colonne de liquide en réponse à la haute tension soit négligeable devant la consommation propre du projecteur. Par exemple, une canalisation de garde de 1 m de long et 2 mm de diamètre intérieur offre, remplie d'un liquide de rinçage de résistivité 106.m, une résistance de 3,2 x 101 . Sous une haute tension de 50 kV, le courant traversant sera de l'ordre de 0,16 uA. Le fonctionnement du dispositif selon la figure 1 peut se décrire ainsi En fin de projection d'une peinture de couleur déterminée, la haute tension 13a est coupée, et le pointeau 14 du projecteur 13 se ferme ; à ce moment tout le circuit de distribution 12 est rempli de produit de rinçage, comme on le précisera par la suite. La vanne de purge 27 s'ouvre, tandis que la vanne de l'unité 11 de changement de couleur qui commande l'admission de produit de rinçage se ferme et que la vanne d'admission d'air comprimé s'ouvre. L'air comprimé chasse le produit de rinçage à travers la pompe 50, le capteur de débit 30, la canalisation de garde 112, le tronçon réservoir 41, la vanne commandée 27 ouverte, et le conduit d'isolation 28, dans le collecteur de purge 26 ; un complément de chasse d'air comprimé évapore les restes de produit de rinçage et assèche tous les éléments du circuit. A ce moment, dans l'unité de changement de produit Il s'ouvre la vanne correspondant au produit de revêtement destiné à l'objet à peindre arrivant. La pompe 50 refoule le produit de revêtement vers le circuit de distribution, à travers le capteur de débit 30. Lorsque celui-ci a mesuré le volume de produit de revêtement nécessaire pour la projection (compte tenu éventuellement du volume encore en amont du capteur 30 dans la pompe 50 et sa liaison à l'unité 11), cette unité est commandée pour interrompre la fourniture de produit de revêtement et y substituer du produit de rinçage qui pousse, sous l'impulsion de la pompe 50, le produit de revêtement vers l'extrémité aval du circuit de distribution 12.Lorsque le capteur de débit 30 a enregistré un volume de produit débité tel que le front avant du produit de revêtement est à hauteur de la dérivation de purge, la vanne 27 se ferme. A ce moment le produit de revêtement est entièrement contenu dans le tronçon réservoir 41, tandis que le produit de rinçage emplit la pompe 50, le capteur de débit 30 et la canalisation de garde 112 entreentre le produit de revêtement et le produit de rinçage propre s'est produite une interface X située dans le tronçon réservoir à proximité de son extrémité amont, cette interface étant constituée d'un mélange de produit de revêtement et de produit de rinçage. Cette interface, dont les limites ne sont pas franches, bien entendu, occupe une faible longueur du tronçon réservoir. Lorsque la vanne 27 est fermée, le pointeau 14 du projecteur 13 s'ouvre, et la projection commence avec l'établissement de la haute tension 13a. Bien que le produit de revêtement soit conducteur, la canalisation de garde 112 emplie de liquide de rinçage isolant, et le conduit d'isolation 28 sec forment coupure d'isolement vers la masse, tandis que le tronçon réservoir, sur la longueur occupée par le produit de revêtement, est sensiblement au potentiel de la haute tension 13a. Pendant la projection du produit de revêtement, la pompe 50 refoule du produit de rinçage dans le circuit de distribution, et l'interface X progresse depuis l'amont vers l'aval du tronçon réservoir, assurant de ce fait un rinçage du tronçon réservoir. La coupure d'isolement fournie par la canalisation de garde 112 est renforcée par la formation d'une colonne de produit de rinçage dans le tronçon réservoir 41, en amont de l'interface X. En fin de cycle, l'automatisme de commande met fin à la projection. A ce moment l'interface X est parvenue à hauteur de la dérivation de purge. La haute tension 13a est coupée, le pointeau 14 se referme tandis que la vanne 27 s'ouvre. L'installation est revenue au stade de départ envisagé ci-dessus. L'installation représentée figure 2 diffère de celle de la figure 1 en ce que, entre la canalisation de garde 112 et le tronçon réservoir 41, est inséré un circuit de connexion commandé, isolé de la terre (de la masse) et composé d'une canalisation 100 sur laquelle viennent se piquer la canalisation de garde 112 et le tronçon réservoir 41 et de trois vannes commandées disposées sur la canalisation 100, à savoir une vanne 121 entre les piquages de la canalisation de garde 112 et du tronçon réservoir 41, une vanne 125 entre le piquage de la canalisation de garde 112 et une première extrémité de canalisation prolongée par un conduit d'isolement 129 débouchant dans un collecteur de purge 122, et une vanne 145 entre le piquage du tronçon réservoir 41 et la seconde extrémité de la canalisation 100, reliée à un circuit de rinçage ou unité de nettoyage 135 à travers un conduit d'isolation 128. Le jeu complémentaire des vannes 121 et 145 commute l'entrée du tronçon réservoir entre la canalisation de garde 112 et l'unité de nettoyage 135, tandis que l'ouverture de la vanne 125 dérive la canalisation de garde 112 vers le collecteur de purge 122. Avec cette disposition selon la figure 2, on peut, lorsque le produit de revêtement a été entièrement délivré au tronçon réservoir 41, fermer la vanne 121 et ouvrir la vanne 125 pour effectuer un rinçage de la pompe 50, du capteur de débit 30 et de la canalisation de garde en purgeant le rinçat vers le collecteur 122, et sécher le circuit à l'air comprimé, puis de rétablir la communication entre la canalisation de garde 112 et le tronçon réservoir 41 pour faire parvenir du produit de rinçage isolant au tronçon réservoir 41 pour alimenter le projecteur 13. En outre, en fin de projection, on ferme la vanne 121 et l'on ouvre la vanne 145, pour effectuer le nettoyage du tronçon réservoir 41 à partir de l'unité de nettoyage 135.On notera qu'il est possible d'alimenter l'unité de nettoyage 135 en produit de rinçage différent du produit de rinçage isolant utilisé dans l'unité de changement de produit de revêtement 11. Cette disposition réduit le risque qu'il subsiste, sur la paroi intérieure de la canalisation de garde 112, des traces de peinture hydrosoluble ou métallisée, que le produit de rinçage n' aurait pas enlevé complètement dès le début de son injection. En outre le produit de rinçage délivré par l'unité de nettoyage 135 peut être choisi plus efficace ou moins coûteux que le produit de rinçage isolant utilisé pour pousser le produit de revêtement, ce produit de rinçage délivré par l'unité de nettoyage 135 n'étant pas asservi à être isolant. Les dispositions représentées aux figures 3 et 4 reprennent les dispositions des figures 1 et 2 respectivement, pour l'essentiel. Toutefois ces dispositions des figures 3 et 4 ne comportent pas de pompe 50, et le produit de rinçage isolant délivré par l'unité de changement de produit Il de la figure 4, et par l'unité de nettoyage 35 de la figure 3 est délivré sous une pression élevée, de l'ordre d'une quinzaine de hars. A l'extrémité du tronçon réservoir 41 est disposé un régulateur de pression 29 rinçable, connu, qui permet d'adapter la pression de pulvérisation du produit de revêtement aux circonstances. On remarquera que, selon la figure 3, le capteur de débit 30 est alimenté par un circuit de connexion commandé à trois vannes 21, 25 et 45, connecté à une unité de changement de produit de revêtement 11 et à une unité de nettoyage 35. Le produit de rinçage délivré par l'unité de nettoyage 35 est isolant, et pousse le produit de revêtement dans le circuit de distribution. On peut ainsi rincer l'unité de changement de produit de revêtement 11 tandis que l'unité de nettoyage 35 assure la progression de produit de revêtement pendant la phase de projection. L'installation représentée figure 5 comporte, en parallèle, deux circuits de distribution 12a et 12k semblables au circuit de distribution 12 de la figure 2, entre une unité de changement de produit de revêtement 11 suivie d'une pompe 50 et d'un capteur de débit 30, et un projecteur 13 (ou un groupe de projecteurs) avec sa source de haute tension 13a. Les deux circuits de distribution 12a et 12b fonctionnent en alternance, un circuit étant en phase de projection tandis que l'autre est en phase de nettoyage. Pour ce faire, on dispose entre la sortie du capteur de débit 30 et l'entrée de chacune des deux canalisations de garde 112a et 112k deux vannes 165a et 165k respectivement à fonctionnement complémentaire, et entre les extrémités de chacun des tronçons réservoirs 41a et 41b et le pointeau 14 de projecteur 13, deux vannes 83a et 83b, respectivement, fonctionnant en synchronisme avec les vannes 165a et 165B. En outre on dispose deux vannes commandées 185â et 185b, reliant une unité de nettoyage 168 aux entrées respectives des canalisations de garde 112a et 112k. Ces vannes 185a et 185b sont commandées en même temps que les vannes 165b et 165a de façon que lorsqu'un circuit de distribution 12a ou 12b est alimenté à partir de l'unité de changement de produit de revêtement 11, l'autre circuit 12b ou 12a est relié au circuit de nettoyage 168. Toutefois le circuit de nettoyage 168 est prévu essentiellement pour le nettoyage et le séchage des canalisations de garde 112a et 112k, tandis que les nettoyage et séchage des tronçons réservoirs 41a et 41b sont exécutés à partir des unités de nettoyage 135a et 135b respectivement. On notera que le fonctionnement correct de l'installation selon la figure 5 impose en tous points l'utilisation de produits de rinçage isolant, puisque le rinçage des éléments des circuits de distribution 12a et 12b s'effectue avec le projecteur 13 à la haute tension. On appréciera que le séquençage des opérations, et notamment les commandes des différentes vannes, est réglé par un microprocesseur pilote, dont la programmation, en dehors du cadre de la présente invention, confère au processus une grande souplesse. Il sera possible de commander certaines opérations sur le circuit de distribution 12a ou 12b en nettoyage en synchronisme avec des stades opératoires sur le circuit de distribution 12b ou 12a en phase de projection, pour minimiser les interférences. On pourra par exemple exécuter des rinçages préliminaires sur le circuit en phase de nettoyage pendant le remplissage du tronçon réservoir du circuit en phase de projection, ce remplissage s'exécutant avec la source de haute tension 13a coupée. REVENDICATIONS 1. Installation de projection de produit de revêtement selon la revendication 1 du brevet principal, pour l'application dudit produit par voie électrostatique, où ladite unité de changement de produit de revêtement (11) est reliée à la terre, et où le circuit de distribution (12) est, en phase de projection au moins, relié à une haute tension (13a) appliquée à au moins un générateur électrostatique (13), caractérisée en ce que, le produit de rinçage étant choisi à haute résistivité, un capteur de débit (30) relié à la terre est disposé en amont du circuit de distribution (12), et une canalisation de garde (112) est insérée entre ce capteur de débit (30) et ledit tronçon réservoir (41) avec une longueur et une section telles que, remplie dudit produit de rinçage à haute résistivité, elle soit susceptible de ne dériver vers ledit capteur de débit (30) à la terre qu'une part minime du courant consommé par le projecteur (13). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une pompe (50), de préférence à engrenages, est disposée en amont immédiat dudit capteur de débit (30). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit produit de rinçage est admis sous pression élevée, et un régulateur de pression (29) rinçable et connu en soi est disposé entre ledit tronçon réservoir (41) et le projecteur (13). 4. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un circuit de purge est monté en dérivation sur le circuit de distribution (12) en amont immédiat dudit projecteur (13), ce circuit de purge comprenant une vanne commandée (27) à proximité du circuit (12), et un conduit (28) d'isolement électrique débouchant dans un collecteur de purge (26) à la masse. 5. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un circuit de connexion commandé, isolé (100) est disposé entre la canalisation de garde (112) et le tronçon réservoir (41), et apte à commuter ce tronçon réservoir entre la canalisation de garde (112) et un circuit de rinçage (135), et à dériver la canalisation de garde (112) sur un collecteur de purge (122), des conduits d'isolement (128, 129) étant disposés entre le circuit de connexion commandé et le circuit de rinçage (135) et le collecteur de purge (122) respectivement. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de connexion commandé comporte une canalisation (100) entre les conduits d'isolement et sur laquelle viennent se piquer la canalisation de garde (112) et le tronçon réservoir (41), et trois vannes (121, 125, 145), disposées sur la canalisation (100) respectivement entre la canalisation de garde (112) et le tronçon réservoir (41), la canalisation de garde et le collecteur de purge (122), et le tronçon réservoir et le circuit de rinçage (135). 7. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte deux circuits de distribution (12a, 12k) avec chacun un tronçon réservoir (41a, 41k) et une canalisation de garde (112a, 112b), et des moyens de connexion commandés (165a, 165b ; 185a, 185b) agencés pour relier alternativement l'un et l'autre des circuits de distribution (12a, 12b) à une unité de changement de produit de revêtement (11), via un capteur de débit (30) à la terre, et à un circuit de rinçage (168), à la terre également, respectivement.