Brevet FR2653866A1 — publié le 19910503

- 1 - 2653866 La présente invention a pour objet un procédé pour la gestion des conditions de fonctionnement d'un sécheur ultra-violet. Jusqu'à présent, la gestion des conditions de fonctionnement d'un sécheur ultra-violet est effectué de manière essentiellement manuelle. Il s'agit en fait d'un contrôle passif car le sécheur en cours de fonctionnement est muni de dispositifs fournissant des informations qui sont interprétées par l'utilisateur pour effectuer manuellement les corrections qui s'imposent. Il n'y a donc aucune traduction visuelle du fonctionnement ni de possibilité d'intervention automatisée sur le sécheur. L'invention a pour objet de remédier à ces inconvénients des dispositifs de l'art antérieur. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu avec un procédé pour la gestion des conditions de fonctionnement d'un sécheur ultra-violet, caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir un contrôle permanent de tous les organes induisant une réponse réactive immédiate et une commande réactive correspondante à savoir: - contrôles électriques de chaque émetteur à l'émission concernant la tension, l'intensité et le flux énergétique (éventuellement); - contrôles d'informations à chaque groupe de ventilation concernant les thermiques de sécurité, les disjoncteurs, les monostats ou pressostats, les thermostats de sécurité, - contrôles des sécurités aux fermetures du sécheur et de l'armoire électrique; contrôles au niveau du convoyeur quant à ses différentes phases de fonctionnement à savoir mise en route, accélération, vitesse stabilisée, décélération, arrêt; - contrôles des variations externes telles que: arrêt d'enduction, coupure de papier, arrêt d'urgence, coupure d'alimentation. On explicitera ci-après le procédé général objet de l'invention. En préalable, pour assurer une bonne polymérisation, le sécheur sera lié à l'accélération du convoyeur, comme le convoyeur sera lui aussi lié à la progression de mise en puissance du sécheur. Il y aura donc obligation d'interdépendance des deux systèmes contrôlés et gérés par un automate. On désignera dans tout ce qui suit par "automate" un organe de gestion quelconque tel que: - un automate - un micro ordinateur ou système informatisé - un servo régulateur A cet effet, l'utilisateur fournit à l'installation U.V. un signal analogique lié à la vitesse de la machine. Pour la mise en puissance des émetteurs, on engage successivement à chaque étape de vitesse, un, deux, trois, x émetteurs ou groupe d'émetteurs. Pendant sa phase de démarrage, chaque lampe est alimentée à pleine puissance. Une fois qu'une lampe a atteint son régime de fonctionnement, elle retombe en puissance réduite et attend que les autres aient dépassé le même régime transitoire. Au terme du régime transitoire de tous les émetteurs, le convoyeur est totalement débridé. La vitesse liée à la phase de polymérisation progressant, chaque émetteur l'un après l'autre passe à pleine puissance en fonction des valeurs progressives de cette vitesse. Si, pour une raison quelconque, le x ième émetteur n'a pas encore atteint son régime de fonctionnement, le convoyeur reste bridé par l'automate à la vitesse correspondant aux nécessités de dissipation thermique et ce n'est qu'une fois le régime transitoire terminé et caractérisé par ce dernier émetteur, que le convoyeur pourra à nouveau reprendre son accélération avec l'allumage successif à pleine puissance des derniers émetteurs. Pour la décélération du convoyeur, le fonctionnement est le suivant. La vitesse est réduite, et à chaque valeur de celle-ci, les émetteurs passent successivement de la pleine puissance en puissance réduite. On peut donc se trouver dans une situation de régime de vitesse intermédiaire engageant une partie des émetteurs à pleine puissance tandis que le reste est à puissance réduite. La consommation du sécheur UV est donc proportionnelle à la vitesse engagée. La montée en puissance en liaison avec l'accélération du convoyeur et de la même manière la réduction de puissance en liaison avec la décélération du convoyeur, peuvent être réalisées par palier ou de manière continue. - 3 - 2653866 Cependant, quand tous les émetteurs sont à puissance réduite, le système se trouve au seuil critique d'utilisation. L'automate tiendra compte alors d'une tolérance de seuil qui sera un compromis entre la réticulation recherchée par rapport à une augmentation progressive de la température du papier. Passé la limite de température acceptable au papier et défini par l'utilisateur, tous les émetteurs seront coupés: - soit selon un processus en cascade d'extinction U.V. en fonction de la décélération, - soit une extinction totale et immédiate de tous les émetteurs ou par groupe d'émetteurs. L'état de puissance réduite de tous les émetteurs indique la limite haute de la vitesse tandis que la température maximum supportable du papier donne la limite basse de la vitesse. Ce différentiel de vitesse est le régime transitoire de réticulation à la décélération. Passé ce seuil critique, fixé par l'utilisateur, tous les émetteurs s'éteignent ensemble ou séparément et simultanément l'enduction au papier est supprimée. Pour faire redémarrer le système, il faudra attendre quelques minutes, période pendant laquelle les émetteurs vont retrouver leur température ambiante obligatoire avant tout réamorçage. Cette période est liée à la chute de température de l'émetteur et contrôlée par l'automate qui, à partir d'une valeur limite basse de température de l'émetteur le plus lent, engage automatiquement le redémarrage de l'installation. Chaque cassette comporte son système de ventilation, le régime du débit d'air étant lié à chaque phase particulière du fonctionnement UV. La ventilation d'air est nécessaire à l'évacuation de l'ozone et au refroidissement des composants de la cassette: réflecteurs, boucliers, pourtour rayonné, languettes électromécaniques d'accrochage de l'émetteur, porteuses, et cadre lui-même, environnement de la machine. La valeur du débit d'air est déterminée en fonction de chaque régime de fonctionnement de la lampe. Pendant la période de mise en alimentation de puissance de la lampe (régime de préchauffe), tension et intensités électriques sont liées à la pression interne de la lampe qui est elle même liée à la température - 4 - 2653866 du bulbe. Pour permettre à la tension et à l'intensité d'atteindre rapidement leur valeur de fonctionnement nominal, on réduira la ventilation au débit le plus thermique possible correspondant à la capacité d'absorption du composant le plus fragile pendant un temps minimum de préchauffe. Une mesure électrique de la tension ou de l'intensité, une mesure de flux énergétique, ou un précallage par minuterie d'une valeur arbitraire d'un temps de préchauffe, permettent de passer du régime de préchauffe au régime qui suit, c'est-à-dire le régime nominal. C'est l'état dans lequel les émetteurs étant à leurs caractéristiques électriques de puissances nominales (les tensions et intensités sont aux valeurs prescrites par le constructeur des émetteurs) et dans lequel la ventilation donne un débit d'air suffisant pour maintenir la température des composants de la cassette à des valeurs inférieures à leur valeur de détérioration. Il existe aussi un régime de demi puissance qui entraîne la réduction de l'énergie thermique parasite libérée par les émetteurs UV de l'ordre de la moitié de la valeur initiale. Donc compte tenu que l'équation des échanges thermiques est constituée des facteurs qui la composent à la puissance un, de fait la valeur du débit d'air à travers le couple "émetteur-réflecteur" diminue de moitié. Quant au régime d'arrêt de la ventilation, il est le suivant. Que l'arrêt de l'installation soit consécutif au régime nominal ou au régime demie-puissance, le variateur de vitesse est shunté ou passe à sa valeur maximum, permettant ainsi d'obtenir un débit d'air très supérieur au débit nominal, ce qui provoque: - la chute de température quasi immédiate des composants de la cassette et des émetteurs - la réduction du temps nécessaire au processus de redémarrage de l'installation La mise en place d'un coussin d'air au droit de la face rayonnante permet de repousser énergétiquement tout produit léger (exemple : feuille, bande, toile, etc...) qui, pour différentes raisons, tendrait à se rapprocher, voire toucher les éléments chauds de la partie rayonnante. Au bout d'un certain temps donné par automate ou minuterie ou autre moyen, - 5 - 2653866 et que définit l'expérience du refroidissement de tous les composants non seulement de la cassette mais aussi de l'installation, la ventilation s'arrête. Un nouveau cycle complet peut alors être entrepris. Pour les filtres, l'air est puisé dans un milieu propre (un par cassette). Cependant, pour compenser l'augmentation de la perte de charge du ventilateur due à l'encrassage progressif du filtre, un manostat mesure en permanence la dépression dans la colonne d'air entre le filtre et le ventilateur. La variation du signal est renvoyée au système de régulation de l'armoire électrique (comme par exemple régulateur, ou automate ou micro ordinateur) qui agit sur les variateurs de vitesse des ventilateurs de soufflage et d'extraction. Quand le signal du manostat atteint 10 volts, 20 mA ou tout autre signal analogique, par exemple: - une alarme signale le fait - l'afficheur ou l'écran indique "filtre encrassé A cet instant, l'utilisateur dispose de un, deux ou trois jours pour nettoyer son filtre. Au terme de ce délai, l'installation ultra violet s'arrête d'elle-même. Cette période de un, deux ou trois jours sera réglée en valeur fixe sur place à la mise en route en fonction de la vitesse d'encrassement du filtre qui est directement liée à la qualité de propreté de l'air dans l'atelier. Passé ce délai, l'automate arrête l'installation. Chaque émetteur est lié à un compteur horaire ou gestion horaire dans l'automate qui lui est propre; dès qu'un des compteurs arrive à la limite de la durée de vie de l'émetteur, alors, à cet instant le processus de signalement et d'arrêt automatique de l'installation procède du même principe que celui défini pour les filtres ci-dessus. L'automate compte le temps d'utilisation de chaque émetteur, et intègre en valeur de temps chaque remise en route de l'émetteur. A la limite de durée de vie de celui-ci, le processus de signalement s'engage, et l'installation fonctionne alors pendant une durée déterminée, au bout de laquelle elle s'arrête automatiquement et obligatoirement. Chaque émetteur est contrôlé séparément en tension, et température. Les signaux sont renvoyés à l'automate qui gère le processus de pilotage de tous les émetteurs ainsi que la variation de vitesse du - 6 - 2653866 convoyeur en fonction du comportement de ou des émetteurs. Cette gestion permanente des caractéristiques électriques de chaque émetteur dans les tolérances indiquées par le constructeur, associée à la surveillance de la durée de vie, garantit la bonne réticulation du vernis. Si un des émetteurs ne trouvait pas son régime de fonctionnement au bout de cinq minutes, le processus de signalement et l'arrêt automatique de l'installation procèdent du même principe que celui défini pour les filtres ci-dessus. Indépendamment de la gestion de puissance aux émetteurs, le procédé assure une gestion de paramètres divers: - la gestion aéraulique aux ventilateurs - paramètres variables tels que durée de vie des émetteurs et encrassage des filtres - la gestion en boucle fermée - la vitesse convoyeur associée au taux d'engagement des émetteurs L'automate prend en compte les paramètres divers qui sont les suivants: -contrôle de la tension alimentation, réseau induisant une correction de mesure tension intensité aux émetteurs - contrôle de l'ouverture fermeture du sécheur - contrôle fermeture armoire moyenne tension - contrôle de flux à chaque émetteur contrôle de la température par émetteur - contrôle de la température limite des organes du sécheur - contrôle des informations de l'environnement du sécheur (mise en route/arrêt enduction, rupture de bande, etc...) - contrôle de la longueur rebutée -7 - REVENDICATIONS 1. Procédé pour la gestion des conditions de fonctionnement d'un sécheur ultra-violet, caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir un contrôle permanent par automate de tous les organes induisant une réponse réactive immédiate et une commande réactive correspondante à savoir: - contrôles électriques de chaque émetteur à l'émission concernant la tension, l'intensité et le flux énergétique, - contrôles d'informations à chaque groupe de ventilation concernant les thermiques de sécurité, les disjoncteurs, les monostats ou pressostats, les thermostats de sécurité, contrôles des sécurités aux fermetures du sécheur et de l'armoire électrique, - contrôles au niveau du convoyeur quant à ses différentes phases de fonctionnement à savoir mise en route, accélération, vitesse stabilisée, décélération, arrêt; - contrôles des variations externes telles que: arrêt d'enduction, coupure de papier, arrêt d'urgence, coupure d'alimentation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la mise en puissance des émetteurs, on engage successivement à chaque étape de vitesse, un, deux, trois, x émetteurs ou groupe d'émetteurs, que pendant sa phase de démarrage, chaque lampe est alimentée à pleine puissance, une fois qu'une lampe a atteint son régime de fonctionnement, celle-ci retombant en puissance réduite et attendant que les autres aient dépassé le même régime transitoire, que au terme du régime transitoire de tous les émetteurs, le convoyeur est totalement débridé, que la vitesse liée à la phase de polymérisation progressant, chaque émetteur l'un après l'autre passe à pleine puissance en fonction des valeurs progressives de cette vitesse. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que si, pour une raison quelconque, le x ième émetteur n'a pas encore atteint son régime de fonctionnement, le convoyeur reste bridé par l'automate à la vitesse correspondant aux nécessités de dissipation thermique et que une fois le régime transitoire terminé et caractérisé par ce dernier émetteur, - 8 - 2653866 le convoyeur peut à nouveau reprendre son accélération avec l'allumage successif à pleine puissance. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour la décélération du convoyeur la vitesse est réduite, que à chaque valeur de celle-ci, les émetteurs passent successivement de la pleine puissance en puissance réduite. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé en ce que la montée en puissance en liaison avec l'accélération du convoyeur et de la même manière la réduction de puissance en liaison avec la décélération du convoyeur, sont réalisés par palier ou de manière continue. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque cassette comporte son système de ventilation, le régime du débit d'air étant relié à chaque phase particulière du fonctionnement UV, que la valeur du débit d'air est déterminée en fonction de chaque régime de fonctionnement de la lampe, que pendant la période de mise en alimentation de puissance de la lampe (régime de préchauffe), tension et intensités électriques sont liées à la pression interne de la lampe qui est elle-même liée à la température du bulbe. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que pour l'arrêt de la ventilation, que l'arrêt de l'installation soit consécutif au régime nominal ou au régime demiepuissance, le variateur de vitesse est shunté ou passe à sa valeur maximum, permettant ainsi d'obtenir un débit d'air très supérieur au débit nominal, ce qui provoque: - la chute de température quasi immédiate des composants de la cassette et des émetteurs, - la réduction du temps nécessaire au processus de redémarrage de l'installation. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque émetteur est lié à un moyen de gestion horaire propre dans l'automate, chaque émetteur étant contrôlé séparément en tension et température.