Brevet FR2928466A1 — publié le 20090911

La présente invention concerne un procédé de commande d'un système de dosage et de mélange d'un produit composé d'un premier composant et d'un deuxième composant devant être mélangés dans un mélangeur à un rapport de dosage prédéterminé. L'invention concerne également un tel système de dosage et de mélange dans lequel le procédé de commande peut être mis en oeuvre. Le rôle de ce système est de délivrer en continu un mélange de deux composants dans un rapport défini par un opérateur. Ce mélange est ensuite utilisé directement dans les applications, par exemple pour la io pulvérisation d'une peinture à l'aide d'un pistolet qui est connecté à ce système de dosage et de mélange. Le système comprend une première pompe verticale alternative à double effet apte à injecter le premier composant dans le mélangeur, et une deuxième pompe verticale alternative à double effet apte à injecter le 15 deuxième composant dans le mélangeur de façon séquentielle par rapport à la première pompe. Le déplacement du piston de chaque pompe peut être inversé d'un sens d'expulsion du composant à un sens d'aspiration et d'expulsion du composant et vice versa. Le circuit de chaque pompe comprend, outre un clapet d'aspiration et un clapet de refoulement, une 20 vanne d'injection insérée entre le clapet de refoulement de chaque pompe et le mélangeur. Un procédé de commande connu comprend les phases suivantes consistant à : - ouvrir la vanne d'injection de la première pompe et effectuer une 25 injection d'une dose prédéfinie dans le mélangeur en fonction dudit rapport de dosage prédéterminé; -fermer la vanne d'injection de la première pompe ; - ouvrir la vanne d'injection de la deuxième pompe et effectuer une injection d'une dose prédéfinie dans le mélangeur en fonction dudit rapport de dosage prédéterminé; - fermer la vanne d'injection de la deuxième pompe de manière à 5 terminer les phases d'un premier cycle d'injection ; -déclencher l'inversion du piston de chaque pompe dans son sens de d'aspiration et d'expulsion lorsqu'il est nécessaire de remplir de nouveau cette pompe du composant correspondant ; et - ouvrir de nouveau la vanne d'injection de la première pompe io pour commencer le cycle suivant en répétant ces phases. Dans ce système connu à injection séquentielle, l'inversion du déplacement du piston de la pompe du sens d'expulsion vers le sens d'aspiration et d'expulsion de la pompe est déclenché par une butée de fin de course du piston de la pompe. is Le but de l'invention est de rendre le fonctionnement du système plus souple et efficace en supprimant, au moins pour une grande partie, le temps mort lors d'une de l'inversion d'une pompe et l'attente pendant ce temps de l'autre avant de pouvoir continuer l'injection séquentielle, sans pour autant créer une pression différentielle pouvant entraîner un 20 déséquilibre entre les deux circuits de pompe pour ne pas avoir des fluctuations de débit à la sortie de distribution du système. Un premier objet de l'invention est un procédé de commande qui est caractérisé par le fait qu'il comprend en outre les phases suivantes consistant à : 25 - déterminer à chaque fermeture d'une vanne d'injection le volume restant dans la pompe correspondante, - et si le volume restant est insuffisant pour l'injection de la dose suivante, inverser le déplacement du piston de la pompe dans le sens d'aspiration et d'expulsion du composant correspondant en même temps que la vanne d'injection de l'autre pompe est ouverte pour l'injection de la dose de l'autre composant dans le mélangeur. Selon d'autres caractéristiques du procédé selon l'invention : - le volume restant dans chaque pompe est déterminé en continu en détectant le déplacement du piston de la pompe ; - la même pression est maintenue dans les pompes ; lo - lors de l'injection de la dose à partir de la première pompe, on détecte une fuite éventuelle dans le circuit de la deuxième pompe en observant un déplacement du piston de celle-ci alors que sa vanne d'injection est fermée, et inversement ; - l'on détecte une fuite dans un clapet de refoulement ou dans la 15 vanne d'injection associée en déterminant un déplacement du piston de la pompe correspondante dans le sens d'aspiration et d'expulsion, alors que sa vanne d'injection est fermée ; - l'on détecte une fuite dans un clapet d'aspiration ou dans la vanne d'injection associée en déterminant un déplacement du piston de la 20 pompe correspondante dans le sens d'expulsion, alors que sa vanne d'injection est fermée. Un deuxième objet de l'invention est un système de dosage et de mélange commandé selon le procédé défini ci-dessus pour le dosage et le mélange d'un produit composé d'un premier composant et d'un deuxième 25 composant devant être mélangés dans un mélangeur à un rapport de dosage prédéterminé, le système comprenant une première pompe alternative apte à injecter une dose dudit premier composant dans le mélangeur, et une deuxième pompe alternative apte à injecter une dose dudit deuxième composant dans ledit mélangeur de façon séquentielle par rapport à la première pompe, le déplacement du piston de chaque pompe pouvant être inversé d'un sens d'expulsion du composant à un sens d'aspiration et d'expulsion du composant, et inversement. Une vanne d'injection est insérée entre chaque pompe et le mélangeur, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un contrôleur programmé pour déclencher le déplacement du piston d'une pompe dans le sens d'aspiration et d'expulsion du volume de cette pompe après avoir io déterminé, suite à la fermeture de la vanne d'injection, que le volume restant dans la pompe est insuffisant pour injecter la dose suivante du composant correspondant dans le mélangeur. Selon d'autres caractéristiques du système selon l'invention : - ledit contrôleur est relié à un détecteur de déplacement associé à 15 chaque pompe pour détecter en continu le déplacement du piston de la pompe ; -ledit détecteur de déplacement est un détecteur linéaire ; - le premier composant est une base et le deuxième composant est un catalyseur. 20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue de face d'un système de dosage et de mélange selon l'invention ; 25 - la figure 2 est une vue de derrière du système de dosage et de mélange de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue partielle à plus grande échelle du système de dosage et de mélange selon l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique illustrant le fonctionnement du système de dosage et de mélange selon l'invention ; et s - la figure 5 montre un exemple de dosage de deux composants d'un système de dosage et de mélange selon l'invention. Un mode de réalisation de l'invention sera maintenant décrit en référence aux figures dans lesquels les éléments identiques ou équivalents porteront les mêmes signes de référence. io Le système de dosage et de mélange illustré sur les figures est destiné au dosage et au mélange d'un produit tel qu'une peinture, à l'aide d'un pistolet de pulvérisation (non représenté), ce produit étant composé d'un premier composant 4, tel qu'une base, et d'un deuxième composant 5, tel qu'un catalyseur. Le système comprend une première pompe 15 alternative à double effet 1 contenant le premier composant, et une deuxième pompe alternative à double effet 2 contenant le deuxième composant. Dans l'exemple illustré, les pompes 1 et 2 sont des pompes pneumatiques. Ces première et deuxième pompes sont aptes à injecter leur 20 composant respectif dans un mélangeur 3 à la sortie duquel le produit mélangé des deux composants 4, 5 est distribué, par exemple par un pistolet de pulvérisation (non représenté). Chaque pompe 1, 2 est reliée à un réservoir de composant respectif 4', 5' (voir figure 4) par l'intermédiaire d'un clapet d'aspiration respectif 25 6, 7. Le piston (non représenté) de chaque pompe peut être déplacé dans un sens de remplissage en aspirant le composant (d'en bas vers le haut sur les figures) pour remplir le volume de la pompe lorsque le clapet d'aspiration correspondant 6, 7 est ouvert en mettant le volume de la pompe en communication avec le réservoir respectif 4', 5'. Ensuite, le piston de la pompe peut être déplacé dans l'autre sens qui est un sens expulsion du composant vers le mélangeur 3 par l'intermédiaire d'un clapet de refoulement respectif 8, 9. Chaque pompe est reliée au mélangeur 3 par une vanne d'injection respective 10, 11 qui peut être basculée entre une position entièrement fermée et une position entièrement ouverte pour l'injection. Le mouvement alternatif des pistons de pompe est indiqué par des flèches dans la figure 4. lo Chaque pompe est de manière électronique pourvue d'une butée basse 12 et d'une butée haute 13 (voir figure 3) définissant les positions extrêmes du piston dans les deux sens. Ces butées basse et haute 12, 13 sont définies par étalonnage, ce sont des butées électroniques de position lues par des capteurs. is L'inversion du piston de chaque pompe 1, 2 est déclenchée dans un sens ou dans l'autre par une électrovanne respective 14, 15 (voir figure 4). Les vannes d'injection 8, 9 et les électrovannes d'inversion 14, 15 sont tous reliés à une boîte électronique de commande 16 qui commande 20 l'ouverture et la fermeture des vannes d'injection 10, 11 et des électrovannes d'inversion 14, 15. La boîte de commande 16 comporte un écran d'affichage 17 des valeurs entrées à l'aide d'un jeu de boutons 18 de réglage et de marche/arrêt prévus sur un panneau de réglage 19 associé à la boîte de 25 commande 16. Avant de commencer l'utilisation du système, on effectue les réglages suivants à l'aide du panneau de réglage 19 : - réglage de la pression en agissant sur deux régulateurs d'air (non représentés), un pour chaque pompe ; cette pression est maintenue égale dans les deux pompes 1, 2 ; - réglage du rapport de dosage des premier et deuxième 5 composants 4, 5 ; - réglage de la dose individuelle devant être expulsée de chaque pompe à chaque ouverture de la vanne d'injection correspondante 10, 11. Ce réglage est effectué à l'aide d'un potentiomètre (non représenté). A titre d'exemple, la pression peut être réglée dans une plage de 10 lo à 200 bars, le rapport de dosage dans une plage de 1/1 à 20/1, et la dose de chaque pompe dans une plage de 0,5 cc à 200 cc, le rapport de dosage étant automatiquement maintenu à la valeur précédemment fixée. Par ailleurs, la précision du dosage est par exemple de l'ordre de +/- 3%. 15 Selon l'invention, la boîte électronique 16 comporte un contrôleur 20 programmé pour déclencher le déplacement du piston d'une pompe 1, 2 dans le sens d'aspiration et d'expulsion du volume de cette pompe après avoir déterminé, suite à la fermeture de la vanne d'injection 10 respectivement 11, que le volume restant dans la pompe 1, 2 est 20 insuffisant pour injecter la dose suivante dans le mélangeur 3. Afin de déterminer à chaque instant le volume restant dans chaque pompe 1, 2, le contrôleur 20 est relié à un détecteur de déplacement 21 associé à chaque pompe pour détecter en continu le déplacement du piston de la pompe. Ainsi, le contrôleur est capable de calculer 25 exactement le volume de composant expulsé en fonction du déplacement du piston de chaque pompe et par là aussi le volume restant du composant dans la pompe. Selon une autre caractéristique de l'invention, le détecteur de déplacement 21 est un détecteur linéaire. Ainsi, le contrôleur reçoit un signal de sortie du détecteur 21 et calcule à chaque instant le volume restant dans la pompe 1, 2 pour déterminer si le volume restant est suffisant ou non pour la prochaine injection d'une dose. Si le volume restant ne suffit pas à la dose suivante, le contrôleur 20 déclenche l'inversion du piston de la pompe en commandant les électrovannes 14, 15, et cela avant d'atteindre la butée basse 12 ou haute 13. io L'inversion est ainsi effectuée pendant l'injection de l'autre composant de l'autre pompe de manière à éviter une chute de pression et de débit lors de l'utilisation en continu du système lorsque une des pompes est inversée. La figure 5 illustre deux situations différentes I et II. On voit que 15 le rapport de dosage entre le composant de la première pompe et celui de la deuxième pompe est pratiquement 1:2. Les pompes fonctionnent de manière séquentielle, ce qui veut dire que pendant l'injection du composant de la première pompe dans le mélangeur, le contrôleur fait attendre la deuxième pompe jusqu'à la 20 fermeture de la vanne d'injection de la première pompe avant de commander l'injection de la dose à partir de la deuxième pompe en ouvrant la vanne d'injection de celle-ci. Le détecteur de déplacement du piston de chaque pompe détecte en continu le déplacement et son signal de sortie est alimenté vers le 25 contrôleur qui peut ainsi calculer exactement le volume restant dans la pompe immédiatement après la fermeture de la vanne d'injection de la pompe. Dans la situation I, il reste suffisamment de composant dans les deux pompes pour effectuer l'injection suivante. Dans la situation II, le volume restant dans la première pompe ne suffit pas pour injecteur la dose suivante, et le contrôleur commande l'inversion du piston de la première pompe en même temps que la vanne d'injection de la deuxième pompe est ouverte pour l'injection de la dose suivante. Autrement dit, cette inversion du piston pour le remplissage de la pompe est commandée avant que le piston atteigne la butée basse, alors io que la butée haute est actionnée lorsque le piston de la pompe est arrivé dans une position dans laquelle le volume de la pompe est rempli du composant. Ainsi, l'inversion de la première pompe est effectué en même temps que la deuxième pompe effectue l'injection d'une dose de son 15 composant, et inversement. Par conséquent, l'inversion de la première pompe a lieu en temps masqué. Le système de dosage et de mélange fonctionne d'une manière plus efficace du fait que le temps d'injection du composant à partir d'une pompe est utilisé pour le remplissage de l'autre pompe quand besoin en est. 20 Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que lors de l'injection de la dose à partir de la première pompe, on peut détecter une fuite éventuelle dans le circuit de la deuxième pompe en observant un déplacement du piston de celle-ci alors que sa vanne d'injection est fermée, et inversement. 25 On peut ainsi détecter une fuite dans un clapet de refoulement ou dans la vanne d'injection en déterminant un déplacement du piston de la pompe dans le sens de remplissage, alors que sa vanne d'injection est fermée. De la même manière, on détecte une fuite dans un clapet d'aspiration ou dans la vanne d'injection en déterminant un déplacement du piston de la pompe dans le sens d'expulsion, alors que sa vanne d'injection est fermée. Le contrôleur peut également bloquer une pompe qui présente un dysfonctionnement, par exemple si la pompe s'emballe, c'est-à-dire si son piston se déplace trop vite par rapport à une vitesse maximale définie. lo Le procédé et le système sont particulièrement bien adaptés pour mélanger un premier composant constitué par une base avec un deuxième composant constitué par un catalyseur. io REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un système de dosage et de mélange d'un produit composé d'un premier composant (4) et d'un deuxième composant (5) devant être mélangés dans un mélangeur (3) à un rapport de dosage prédéterminé, le système comprenant une première pompe alternative (1) apte à injecter ledit premier composant (4) dans le mélangeur (3), et une deuxième pompe alternative (2) apte à injecter ledit deuxième composant (5) dans ledit mélangeur (3) de façon séquentielle par rapport à la première pompe (1), le déplacement du piston de chaque pompe (1, 2) pouvant être inversé d'un sens d'aspiration et d'expulsion du composant correspondant (4, 5) à un sens d'expulsion du composant et inversement, une vanne d'injection (10, 11) étant insérée entre chaque pompe (1, 2) et le mélangeur (3), le procédé comprenant les phases consistant à : - ouvrir la vanne d'injection (10) de la première pompe (1) et effectuer une injection d'une dose prédéfinie dans le mélangeur (3) en fonction dudit rapport de dosage prédéterminé; - fermer la vanne d'injection (10) de la première pompe (1) ; - ouvrir la vanne d'injection (11) de la deuxième pompe (2) et 20 effectuer une injection d'une dose prédéfinie dans le mélangeur (3) en fonction dudit rapport de dosage prédéterminé; - fermer la vanne d'injection 01) de la deuxième pompe (2) de manière à terminer les phases d'un premier cycle d'injection ; - déclencher l'inversion du piston de chaque pompe (1, 2) dans son 25 sens d'aspiration et d'expulsion lorsqu'il est nécessaire de remplir de nouveau cette pompe du composant correspondant ; et - ouvrir de nouveau la vanne d'injection (10) de la première pompe 11(1) pour commencer le cycle suivant en répétant ces phases, caractérisé par le fait que le procédé comprend en outre les phases suivantes consistant à : - déterminer à chaque fermeture d'une vanne d'injection (10, 11) le 5 volume restant dans la pompe correspondante (1, 2), et - si le volume restant est insuffisant pour l'injection de la dose suivante, inverser le déplacement du piston de la pompe (1, 2) dans le sens d'aspiration et d'expulsion du composant correspondant (4, 5) en même temps que la vanne d'injection (10, 11) de l'autre pompe est 10 ouverte pour l'injection de la dose de l'autre composant dans le mélangeur (3). 2. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le volume restant dans chaque pompe (1, 2) est déterminé en continu en détectant le déplacement du piston de la pompe. 15 3. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la même pression est maintenue dans les pompes (1, 2). 4. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lors de l'injection de la dose à partir de la première pompe (1), on détecte une fuite 20 éventuelle dans le circuit de la deuxième pompe (2) en observant un déplacement du piston de celle-ci alors que sa vanne d'injection (11) est fermée, et inversement. 5. Procédé de commande selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'on détecte une fuite dans un clapet de refoulement (8, 9) ou 25 dans la vanne d'injection associée (10, 11) en déterminant un déplacement du piston de la pompe correspondante (1, 2) dans le sens d'aspiration et d'expulsion, alors que sa vanne d'injection est fermée. 6. Procédé de commande selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'on détecte une fuite dans un clapet d'aspiration (6, 7) ou dans la vanne d'injection associée (10, 11) en déterminant un déplacement du piston de la pompe correspondante (1, 2) dans le sens d'expulsion, alors que sa vanne d'injection est fermée. 7. Système de dosage et de mélange commandé selon l'une des revendications précédentes pour le dosage et le mélange d'un produit composé d'un premier composant (4) et d'un deuxième composant (5) devant être mélangés dans un mélangeur (3) à un rapport de dosage 1 o prédéterminé, le système comprenant une première pompe alternative (1) apte à injecter une dose dudit premier composant (4) dans le mélangeur (3), et une deuxième pompe alternative (2) apte à injecter une dose dudit deuxième composant (5) dans ledit mélangeur (3) de façon séquentielle par rapport à la première pompe, le déplacement du piston de chaque 15 pompe (1, 2) pouvant être inversé d'un sens d'aspiration et d'expulsion du volume de la pompe vers un sens d'expulsion du composant correspondant (4, 5) et inversement, une vanne d'injection (10, 11) étant insérée entre chaque pompe (1, 2) et le mélangeur (3), caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un contrôleur (20) programmé pour 20 déclencher le déplacement du piston d'une pompe (1, 2) dans le sens de d'aspiration et d'expulsion du volume de cette pompe après avoir déterminé, suite à la fermeture de la vanne d'injection (10, Il), que le volume restant dans la pompe (1, 2) est insuffisant pour injecter la dose suivante du composant correspondant (4, 5) dans le mélangeur (3). 25 8. Système de dosage et de mélange selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit contrôleur (20) est relié à un détecteur de déplacement (21) associé à chaque pompe (1, 2) pour détecter en continu le déplacement du piston de la pompe. 9. Système de dosage et de mélange selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit détecteur de déplacement (21) est un détecteur linéaire. 10. Système de dosage et de mélange selon l'une quelconque des 5 revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que le premier composant (4) est une base et le deuxième composant (5) est un catalyseur.