EP1866098B1

EP1866098B1 - Installation de projection electrostatique de produit de revetement et procede de commande de l'alimentation en courant de moyens elevateurs de tension dans une telle installation

Info

Publication number: EP1866098B1
Application number: EP06743631A
Authority: EP
Inventors: Thierry Buquet; Michel Di Gioia
Original assignee: Sames Technologies SAS
Current assignee: Sames Kremlin SAS
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: WO2006106216A1; US20080111000A1; FR2883775B1; US7677481B2; DE602006020025D1; EP1866098A1; FR2883775A1

Abstract

Cette installation de projection électrostatique de produit de revêtement comprend un pulvérisateur (2) pourvu de moyens élévateurs de tension (101) aptes à générer une haute tension continue pour la charge électrostatique du produit, ce pulvérisateur étant équipé d'une vanne (113) commandée contrôlant l'écoulement d'air de pulvérisation à l'intérieur du pulvérisateur en direction d'une tête de pulvérisation (24). Un capteur de pression (200) intégré au pulvérisateur (2) est apte à détecter une valeur représentative de la pression (P) d'air de pulvérisation en aval de la vanne (113) et à délivrer un signal (S1) exploitable pour contrôler l'alimentation en courant des moyens élévateurs de tension (101). On peut contrôler l'alimentation des moyens élévateurs de tension (101) en fonction, notamment, du signal (S1) reçu du capteur (200).

Description

L'invention a trait à une installation de projection électrostatique de produit de revêtement ainsi qu'à un procédé de commande de l'alimentation en courant de moyens élévateurs de tension au sein d'une telle installation.
Dans le domaine de la projection de produits de revêtement au moyen d'un pulvérisateur électrostatique, il est connu d'installer sur la ligne d'alimentation en air de pulvérisation du pulvérisateur un dispositif de détection de débit d'air, parfois dénommé « débit-contact », qui est le plus souvent placé hors de la cabine de projection, c'est-à-dire hors de l'atmosphère réputée explosive, à proximité d'un module d'alimentation en courant de la cascade haute tension intégrée au pulvérisateur. Ce débit-contact comprend généralement un flotteur dont le déplacement généré par le flux d'air est détecté par un capteur adapté. Un tel débit-contact est onéreux et s'avère, en pratique, peu fiable, du fait de la présence de parties mobiles, telles que le flotteur. En outre, ce débit-contact installé à distance du pulvérisateur ne permet pas de tenir compte des éventuelles fuites ou obstructions de la ligne d'écoulement d'air en aval.
Il est par ailleurs connu de US-A-4,441,656 de contrôler un circuit multiplicateur de tension grâce à la position de l'extrémité d'une gâchette actionnée par un peintre. Une telle approche permet de s'assurer que le champ électrostatique est généré uniquement lorsque la gâchette est actionnée. Le pulvérisateur en question est de type « Airless », c'est-à-dire alimenté en produit de revêtement sous pression sans utilisation d'air de pulvérisation. Ce matériel ne permet pas de tenir compte d'éventuels défauts dans l'alimentation en air d'un pulvérisateur dans lequel on utilise de l'air de pulvérisation. En outre, ce matériel connu est encombrant, lourd et onéreux.
C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une installation de projection électrostatique de produit de revêtement dont le fonctionnement est sécurisé par rapport aux matériels connus. Le document US2003/0160105 divulgue un appareil de projection électrostatique comportant une source électrique à haute tension et un capteur de pression, toutefois le lien entre le capteur et le pilotage de la tension n'est pas défini.
Dans cet esprit, l'invention concerne une installation de projection électrostatique de produit de revêtement comprenant un pulvérisateur pourvu de moyens élévateurs de tension aptes à générer une haute tension continue pour la charge électrostatique du produit, ce pulvérisateur étant équipé d'une vanne commandée contrôlant l'écoulement d'air de pulvérisation à l'intérieur du pulvérisateur, en direction d'une tête de pulvérisation. Cette installation est munie d'un capteur de pression intégré au pulvérisateur, et est caractérisés par le fait que ce capteur est apte à détecter une valeur représentative de la pression d'air de pulvérisation en aval de la vanne et à délivrer un signal exploitable pour contrôler l'alimentation en courant des moyens élévateurs de tension.
Grâce à l'invention, les moyens élévateurs de tension peuvent être activés en fonction de la détection d'une valeur de pression d'air de pulvérisation correspondant à un écoulement effectif en aval de la vanne commandée. Ainsi, une fuite dans la ligne d'alimentation en air de pulvérisation n'engendre pas l'activation des moyens élévateurs de tension, à la différence de ce qui peut se produire avec une installation pourvue d'un débit-contact, l'activation inopinée de ces moyens élévateurs de tension pouvant créer un champ électrostatique potentiellement dangereux. Les préambules de la revendication 1 et de la revendication 9 s'appuyent sur le document US2003/0160105 .
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle installation peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible :

Un module distinct du pulvérisateur est prévu pour l'alimentation en courant des moyens élévateurs de tension, alors que le signal précité est transmis à ce module qui contrôle l'alimentation en courant des moyens élévateurs de tension en fonction de ce signal. Ce module d'alimentation est avantageusement pourvu d'un afficheur de la valeur de la pression détectée par le capteur, le contrôle de cette pression permettant d'assurer la maîtrise du processus d'application de produit. On peut en outre prévoir que le signal du capteur est transmis au module précité à travers la ligne d'alimentation en courant des moyens élévateurs de tension à partir de ce module. En variante, le signal du capteur peut être envoyé au module de commande par une liaison sans fil.
Les moyens d'exploitation du signal émis par le capteur sont aptes à corriger, à la pression atmosphérique, les dérives du capteur.
Le pulvérisateur est manuel et la vanne est commandée par une gâchette destinée à être actionnée par un opérateur.
Le capteur est apte à détecter une élévation anormale de pression à l'intérieur du pulvérisateur, hors du chemin d'écoulement de l'air de pulvérisation, et à délivrer un signal correspondant à des moyens de traitement.

L'invention a également trait à un procédé de commande de l'alimentation en courant de moyens élévateurs de tension qui peut être mis en oeuvre dans une installation telle que mentionnée ci-dessus et, plus spécifiquement, un procédé qui comprend des étapes consistant à :

a) - détecter, en aval d'une vanne commandée de contrôle de l'écoulement d'air de pulvérisation à l'intérieur du pulvérisateur, une valeur représentative de la pression d'air de pulvérisation et
b) - contrôler l'alimentation en courant des moyens élévateurs en fonction, notamment, d'un signal représentatif de la valeur détectée.

Grâce au procédé de l'invention, l'alimentation des moyens élévateurs de tension est contrôlée en tenant compte de la réalité de l'écoulement de l'air de pulvérisation à l'intérieur du pulvérisateur.
Avantageusement, les moyens élévateurs de tension sont alimentés à partir d'un module distinct du pulvérisateur, alors que le signal précité est fourni à ce module. On peut en outre prévoir que, après chaque fermeture de la vanne, on réinitialise, en tenant compte du signal à la pression atmosphérique, le capteur au moyen duquel est détectée la valeur de la pression, ce qui permet d'éviter une dérive de la valeur détectée, par exemple en fonction de la température. Après chaque fermeture de la vanne, le capteur peut également être utilisé pour détecter une éventuelle fuite interne au pulvérisateur.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une installation conforme à son principe et d'un procédé de commande mis en oeuvre dans cette installation, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une installation conforme à l'invention ;
la figure 2 est une vue partielle en perspective avec arrachement du pulvérisateur de l'installation de la figure 1 ; et
la figure 3 est une vue en perspective selon un autre angle des éléments représentés en traits pleins à la figure 2, la gâchette du pulvérisateur étant actionnée.

L'installation I représentée à la figure 1 est destinée au revêtement par voie électrostatique d'un objet O déplacé par un convoyeur C.
L'installation I comprend un réservoir 1 de produit de revêtement à projeter ainsi qu'un pulvérisateur manuel ou pistolet 2 de revêtement électrostatique alimenté à partir du réservoir 1 par un tuyau souple 3.
Le pistolet 2 est également relié à une source d'air sous pression 4 et à un module de commande 5 délivrant au pistolet 2 un courant permettant le fonctionnement d'une cascade haute tension 101 disposée dans le canon 21 du pistolet 2. L'air provenant de la source 4 est utilisé pour pulvériser le produit en l'entraînant à partir du pistolet 2 en direction des objets O.
On note 6 le tuyau souple d'alimentation du pistolet pulvérisateur à partir de la source 4 et 7 le câble reliant le module 5 au pistolet 2. Le module 5 est lui-même alimenté en courant à partir du secteur, au moyen d'un câble non représenté.
Un câble 102 représenté à la figure 2 par sa trace en traits mixtes permet de relier un connecteur 103 de raccordement du câble 7 à la cascade 101. La cascade 101 est ainsi alimentée à partir du module 5. Elle génère une haute tension continue transmise par un conducteur électrique 104 à deux électrodes 105 et qui permettent de charger le produit de revêtement pulvérisé à partir d'une buse de pulvérisation 22 montée, au moyen d'une bague 23, au niveau de la tête de pulvérisation 24 du pistolet 2. En variante, seule une électrode ou plus de deux électrodes peuvent être utilisées.
L'extrémité aval 31 du conduit 3 est reçue dans une douille de raccordement 106 disposée à proximité de la tête de pulvérisation 24.
De façon connue en soi, la poignée 25 du pistolet 2 est pourvue d'une plaque 26 sur laquelle est rapporté le connecteur 103 ainsi qu'un connecteur 107 de raccordement du tuyau 6, la plaque 26 définissant un logement 26a de réception et de coincement du tuyau 3. Selon une variante non représentée de l'invention, un raccord connecté à la terre peut être prévu pour le tuyau 3 au niveau de la plaque 26.
Une gâchette 27 est articulée sur le corps 28 du pistolet 2 autour d'un axe Y-Y' globalement perpendiculaire à l'axe longitudinal X-X' du canon 21.
Un conduit 110 s'étend dans la poignée 25 à partir du connecteur 107 et jusqu'au niveau d'une chambre 111 entourant le pointeau 112 d'une vanne 113 dont la tige 114 est destinée à recevoir en appui la poignée 27.
Le pointeau 112 est de forme adaptée pour venir en appui contre un siège 115 de forme correspondante sous l'effet d'un effort de rappel exercé par un ressort 116 maintenu en position par un bouchon 124 formant point fixe d'appui pour ce ressort. Un autre bouchon 125 permet d'isoler le conduit 117 et la vanne 113 de l'atmosphère ambiante du côté de la gâchette 27. Par défaut, la vanne 113 est fermée sous l'effet de l'effort de rappel dû au ressort 116.
En aval du pointeau 112, un conduit 117 s'étend autour de la tige 114 et débouche dans un autre conduit 118 de liaison avec une chambre 119 ménagée dans le prolongement du canon 21 et qui communique par une ouverture latérale 120 avec une chambre annexe 121 à partir de laquelle s'étend un conduit 122 qui se prolonge jusqu'au niveau, de la tête de pulvérisation 24, son prolongement étant matérialisé par une gorge 123 aux figures 2 et 3, étant entendu que, en pratique, cette gorge est fermée vers le haut sur ces figures par un élément du pistolet qui n'est pas représenté.
La chambre 119 est également reliée par un conduit 130 à une chambre auxiliaire 131 dans laquelle est montée la partie de détection 201 d'un capteur 200 de pression relative. Compte tenu de la communication des chambres 119 et 131, le capteur 200 est à même de détecter la pression de l'air de pulvérisation dans la chambre 119, c'est-à-dire dans le circuit d'alimentation de la tête 24, en aval de la vanne 113.
Le capteur 200 peut être de tout type adapté à sa fonction et notamment un capteur, piézo-électrique, capacitif ou résistif.
La pression P en aval de la vanne 113 varie selon que cette vanne est fermée ou ouverte. Lorsque la vanne 113 est fermée, c'est-à-dire lorsque le pointeau 112 repose contre le siège 115, la pression P dans la chambre 119 est sensiblement égale à la pression atmosphérique, ce que peut détecter le capteur 200.
Lorsque l'opérateur agit sur la gâchette 27 et exerce un effort représenté par la flèche F₁ à la figure 3, le pointeau 112 est décollé du siège 115 et un écoulement d'air de pulvérisation se produit à travers les conduits et chambres 110, 114, 117, 118, 119, 120, 121, 122 et 123, jusqu'au niveau de la tête 24, comme représenté par les flèches E. Le débit d'air de pulvérisation engendre une augmentation de pression P dans la chambre 119, de l'ordre de plusieurs bars, ce qui est immédiatement détecté par la partie 201 du capteur 200 dans la chambre 131 car la pression dans cette chambre peut être considérée comme égale à la pression P. En pratique, le seuil de détection de la partie 201 est fixé à environ 300 mbar. Il pourrait être fixé à une autre valeur, par exemple 50, 100 ou 200 mbar.
Lorsque l'opérateur relâche la gâchette 27, l'alimentation de la chambre 119 en air de pulvérisation est coupée et la pression dans cette chambre redevient rapidement sensiblement égale à la pression atmosphérique, ce que détecte également le capteur 200.
Le capteur 200 est relié à une carte de circuit électronique 202 qui est elle-même reliée au câble 102 par un fil conducteur 203. Le capteur est alimenté en courant à partir du module 5, à travers les éléments 7, 102, 203 et 202. La carte 202 n'est pas obligatoire et le capteur 200 pourrait être relié directement au module 5.
Il est ainsi possible d'adresser au module 5, à travers les câbles 203, 102 et 7, un signal S₁ représentatif de la valeur de pression P détectée par le capteur 200 lorsque la vanne 113 est ouverte ou fermée.
Une unité logique 51 intégrée au module 5 permet de traiter le signal S₁ pour contrôler l'alimentation en courant du pistolet pulvérisateur 2 en fonction de courbes caractéristiques pré-établies. Plus précisément, l'unité logique 51 assure que du courant est injecté dans le câble 7 uniquement lorsque la valeur de pression P, détectée par le capteur 200 et transmisse sous la forme du signal S₁, est supérieure à une valeur prédéterminée qui correspond au fait que la vanne 113 est ouverte, c'est-à-dire au fait que la gâchette 27 est actionnée par l'opérateur.
Un afficheur 52 est prévu en face avant du module 5 et permet à l'opérateur de prendre connaissance de la valeur de la pression P du gaz de pulvérisation dans le pulvérisateur 2, ce qui lui est utile pour régler les paramètres de fonctionnement du pulvérisateur. En outre, selon un aspect non représenté de l'invention, la chambre 119 peut être débouchante vers l'arrière du pulvérisateur 2 et équipée d'un élément de réglage permettant de créer une perte de charge variable dans la chambre 119, ce qui permet également à l'opérateur d'ajuster la pression P d'alimentation de la tête 24 en air de pulvérisation.
Le fait que la pression détectée par le capteur 200 est affichée au niveau du module 5 permet à l'opérateur d'en prendre facilement connaissance, ce qui s'avère beaucoup plus pratique que l'utilisation d'un système dans lequel un indicateur de pression serait monté sur un pistolet, car il est habituel pour les peintres de recouvrir leur pistolet d'une housse de protection, voire de film étirable, ce qui empêche la lecture sur un afficheur prévu sur un pistolet.
L'alimentation des éléments 101 et 200 et le transfert d'information relative au signal S₁ sont effectués au moyen de conducteurs distincts formant les câbles 7, 102 et 203.
En variante, la technique du multiplexage peut également être utilisée pour transmettre le signal S₁ à travers les câbles 7 et 102 qui forment la ligne d'alimentation en courant de la cascade 101.
Selon une variante non représentée de l'invention, le signal S₁ peut être transmis à partir du capteur 200 ou de la carte 202 grâce à un émetteur sans fil, de type à ultrasons ou infra-rouge, un récepteur adapté étant alors prévu au niveau du module d'alimentation 5.
Pour éviter une dérive de la valeur de pression mesurée par le capteur 200, l'unité logique 51 est dotée de moyens de calcul permettant de détecter un abaissement rapide de la pression P correspondant au relâchement de la gâchette. Il est alors possible, immédiatement après chaque fermeture de la gâchette, de calibrer la mesure du capteur 200 en tenant compte de la valeur de la pression atmosphérique réelle. Pour ce faire, la valeur du signal S₁ émis par le capteur 200 lorsqu'il mesure la pression atmosphérique est stockée en mémoire par l'unité 51 puis soustraite de la valeur du signal S₁ émis par le capteur 200 lorsque la gâchette est actionnée. On pratique ainsi une réinitialisation du capteur 200 à chaque fois que la gâchette est relachée. Une telle approche permet de s'affranchir des dérives des valeurs détectées par le capteur 200 sous l'effet de variations de la température ambiante ou de la température de l'air de pulvérisation. Les opérations de calibrage et de soustraction de la valeur correspondant à la pression atmosphérique ont en fait lieu dans l'unité logique 51 où est traité le signal S₁ provenant du capteur 200.
Le capteur 200 est pourvu d'une prise de pression 204 située sur sa face arrière opposée à sa partie 201 et permettant de détecter la pression à l'intérieur du corps 28 dans une zone extérieure aux conduits et chambres d'écoulement d'air de pulvérisation. Cette pression est normalement égale à la pression atmosphérique, pour autant que les conduits d'écoulement E de l'air de pulvérisation sont bien isolés de l'extérieur.
Cette prise de pression 204 permet au capteur 200 de fournir un signal S₁ représentatif de la pression relative dans la chambre 131.
Le capteur 200 permet également de détecter une fuite interne du pistolet 2 lorsque la gâchette 27 est relâchée. En effet, lorsque la gâchette est relâchée, la pression dans les conduits d'écoulement de l'air de pulvérisation diminue rapidement, de même que dans la chambre 131, jusqu'à atteindre la pression atmosphérique. En cas de fuite interne au pistolet, la pression dans le corps 28, pression qui est détectée par la prise 204, augmente progressivement, au point que la pression relative détectée par le capteur 200 devient alors négative, ce qui est un signe d'anomalie.
En pratique, la valeur de pression détectée par le capteur 200 lors de chaque relâchement de la gâchette 27 est comparée à une valeur minimale P_mini. Si la valeur de pression P détectée est supérieure à P_mini, alors l'unité 51 procède au recalibrage du capteur pour que la valeur de P soit considérée égale à 0 par l'unité 51. Si la pression mesurée est inférieure à P_mini, un signal d'alarme est alors émis par le module 5, de façon à informer l'opérateur d'une fuite à l'intérieur du pistolet 2.
Il convient de noter que, même si la valeur de la pression dans la chambre 131 n'est pas identique à la valeur de la pression dans la chambre 119, la valeur détectée par le capteur 200 est représentative de la valeur de la pression d'alimentation de la tête 24 en air de pulvérisation.
L'invention a été représentée dans le cas de son utilisation avec un pulvérisateur manuel. Elle est cependant applicable avec un pulvérisateur automatique, auquel cas la vanne est commandée à distance. L'invention est applicable à un pulvérisateur de produit de revêtement liquide ou pulvérulent.

Claims

Installation de projection électrostatique de produit de revêtement comprenant un pulvérisateur pourvu de moyens élévateurs de tension aptes à générer une haute tension continue pour la charge électrostatique dudit produit, ledit pulvérisateur étant équipé d'une vanne commandée contrôlant l'écoulement d'air de pulvérisation à l'intérieur dudit pulvérisateur en direction d'une tête de pulvérisation, d'un capteur de pression et caractérisée en ce que ce capteur de pression (200) intégré audit pulvérisateur (2) est apte à détecter une valeur représentative de la pression (P) d'air de pulvérisation en aval de ladite vanne (113) et à délivrer un signal (S₁) exploitable pour contrôler l'alimentation en courant desdits moyens élévateurs de tension (101).
Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend également un module (5), distinct dudit pulvérisateur (2), pour l'alimentation en courant desdits moyens élévateurs de tension (101) et en ce que ledit signal (S₁) est transmis audit module qui contrôle (51) l'alimentation en courant desdits moyens élévateurs de tension en fonction dudit signal.
Installation selon la revendications 2, caractérisée en ce que ledit module d'alimentation (5) est pourvu d'un afficheur (52) de la valeur de la pression (P) détectée par ledit capteur (200).
Installation selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que ledit signal (S₁) est transmis audit module (5) à travers la ligne (7, 102) d'alimentation en courant desdits moyens élévateurs de tension (101) à partir dudit module.
Installation selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que ledit signal (S₁) est envoyé audit module de commande par une liaison sans fil.
Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens (51) d'exploitation dudit signal (S₁) émis par ledit capteur (200) sont aptes à corriger, à la pression atmosphérique, les dérives dudit capteur (200).
Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit pulvérisateur (2) est manuel et ladite vanne (113) est commandée par une gâchette (27) destinée à être actionnée par un opérateur.
Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit capteur (200) est apte à détecter une élévation anormale de pression à l'intérieur dudit pulvérisateur (2), hors du chemin (110, 114, 118-123) d'écoulement (E) de l'air de pulvérisation, et à délivrer un signal (S₁) correspondant à des moyens de traitement (51).
Procédé de commande de l'alimentation en courant de moyens élévateurs de tension appartenant à un pulvérisateur électrostatique de produit de revêtement et aptes à générer une haute tension continue pour la charge électrostatique dudit produit, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à :
a) - détecter (en 131), en aval d'une vanne commandée (113) de contrôle de l'écoulement (E) d'air de pulvérisation à l'intérieur dudit pulvérisateur (2), une valeur représentative de la pression (P) d'air de pulvérisation et

b) - contrôler (en 51) l'alimentation en courant desdits moyens élévateurs (101) en fonction, notamment, d'un signal (S₁) représentatif de la valeur détectée.
Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens élévateurs (101) sont alimentés en courant à partir d'un module (5) distinct dudit pulvérisateur et en ce que ledit signal (S₁) est fourni audit module.
Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que, après chaque fermeture de ladite vanne (113), on réinitialise, en tenant compte du signal (S₁) à la pression atmosphérique, un capteur (200) au moyen duquel est détectée la pression (P).
Procédé selon l'une des revendications 9 à 10, caractérisé en ce que, après chaque fermeture de ladite vanne (113), un capteur (200) au moyen duquel est détecté la pression (P) est utilisé pour détecter une éventuelle fuite interne audit pulvérisateur (2).