MC200005A1 - Pompe à injection pour machine distributrice de colorants - Google Patents

Description

Description de l'invention industrielle désignée :

Pompe à injection pour machine distributrice de colorants

L'invention industrielle désignée se réfère au secteur des machines distributrices de colorants, en particulier, celles comprenant un système de pompe à injection.

De telles machines sont employées pour distribuer une quantité préétablie de colorants, lesquels sont mélangés, selon des formules préalablement définies, à des produits de base, de couleur blanche ou neutre, afin d'obtenir des peintures finies de diverses couleurs. Généralement, les quantités de colorants utilisées représentent seulement un faible pourcentage du poids ou du volume de la peinture définitive. Ainsi la moindre variation de la quantité de colorant administrée peut donner des teintes finales complètement différentes les unes des autres

L'exigence primordiale dans le secteur des machines distributrices de colorants consiste à fournir des dosages très précis et pouvant être répétés dans le temps ceci, afin d'assurer des résultats toujours constants. Les machines distributrices actuelles, du type à injection sont composées, au minimum, d'un réservoir pour chaque colorant, d'une pompe comprenant un piston mobile situé dans un cylindre et d'une vanne qui connecte, par alternance, l'intérieur du cylindre avec le réservoir ou avec un conduit de distribution. Lorsque le piston se soulève, le colorant est aspiré dans le cylindre à travers la vanne. Successivement, celle-ci est commutée pour mettre le cylindre en contact avec le conduit de distribution. L'abaissement du piston provoque ainsi la sortie du colorant du cylindre vers le conduit de

distribution. La quantité de colorant distribuée dépend ainsi du mouvement du piston et du diamètre du cylindre.

En matière de distribution de colorants, les exigences de précision et de stabilité dépendent de nombreux facteurs dont l'assemblage entre le piston et le cylindre ainsi que le positionnement précis du piston dans son mouvement d'aspiration et de distribution. Le montage entre piston et cylindre requiert généralement un contrôle rigoureux des données dimensionnelles et géométriques de ces deux composants et du choix des joints coulissants et d'étanchéité empêchant ainsi tout éventuel écoulement de colorant le long des parois du cylindre.

La définition précise de la trajectoire du piston, et ainsi de la quantité de colorant aspiré et débité en un seul passage, est abordé différemment dans ce type de machines, via des systèmes mécaniques qui comprennent, par exemple, un arrêt de fin de course et qui peuvent être fixés dans une position préétablie afin d'empêcher la levée du piston au-delà d'une certaine position. Un exemple d'une telle solution est illustré dans le brevet US 5511695, qui met ainsi en évidence un mode de réglage à double commande, dans lequel un premier réglage plus superficiel peut être effectué par l'intermédiaire d'un pivot inséré dans une série d'encoches équidistantes alors qu'un second réglage plus précis est obtenu grâce à un élément fileté qui peut être maintenu dans des positions d'angles prédéfinis.

L'inconvénient majeur des machines distributrices actuelles à injection du type ci-dessus mentionné, consiste dans le fait que, pour garantir une grande précision et une répétition constante des doses distribuées, une manutention régulière et assez onéreuse du système

d'étanchéité entre le piston et le cylindre est indispensable. En particulier, la majorité des machines de ce type exige le remplacement périodique, par exemple chaque six mois, des joints d'assemblage entre le piston et le cylindre. De plus, la nécessité d'obtenir des tolérances dimensionnelles et géométriques précises du cylindre et du piston impliquent des coûts de fabrication élevés.

D'autre part, si l'on veut obtenir une grande précision et une continuité dans la distribution du produit, il est alors pratiquement impossible ou, tout au moins, vivement déconseillé de fabriquer la pompe à injection avec des matériaux plastiques, qui sont, il est vrai relativement peu coûteux, de manipulation facile et rapide, mais qui ne peuvent pas garantir la précision indispensable, pouvant être obtenue, par exemple, avec l'acier.

Par ailleurs, les systèmes de réglage des machines actuelles de ce type sont parfois insuffisants pour garantir le dosage précis de la quantité de colorant nécessaire afin d'obtenir la teinte de peinture souhaitée. De toute manière, les pas du mouvement du piston entre les deux crans de réglage successifs sont de petites dimensions et discrets. II est généralement impossible d'obtenir avec précision que la course du piston rejoigne une position intermédiaire entre deux crans successifs. D'autre part, les pas de réglage du mouvement du piston sont généralement indiqués dans l'unité de mesure se référant à la quantité de colorant distribué. De ce fait, il est difficile de modifier l'unité de mesure pour adapter la machine aux exigences des divers marchés puisqu'il faut modifier la structure même de la machine.

A titre d'exemple, dans le brevet déjà mentionné US 5511695, la position des encoches,

lesquelles sont insérés le pivot de réglage et le pas des crans de réglage, est étroitement liée au réglage de la distribution même du produit qui est exécuté partiellement en once liquide.

Si l'on veut convertir les réglages dans une autre unité de mesure, par exemple en centimètre cube, il serait nécessaire alors de modifier non seulement les sérigraphies sur le corps de la machine mais également la distance entre les encoches et le pas des crans de réglage.

D'un point de vue pratique, étant donné l'aspect onéreux des modifications mentionnées ci-dessus, il est quasiment impossible de "localiser" une machine distributrice de colorants qui s'adapterait aux exigences des marchés et des divers consommateurs.

Ladite invention a pour objectif de résoudre les divers problèmes soulevés par les machines distributrices actuelles. En particulier, celui de fournir une machine distributrice de type à injection garantissant précision et constance des résultats, sans avoir recours à une manutention incessante et onéreuse. Le second but de ladite invention consiste à présenter une machine distributrice simple et économique qui puisse être fabriquée en série, même en employant de la matière plastique, sans qu'il soit nécessaire de contrôler en détail les tolérances dimensionnelles et géométriques. De plus, ladite invention vise à garantir la distribution de colorants en quantité voulue et dans l'unité de mesure choisie.

Afin d'atteindre les objectifs décrits ci-dessus, les diverses propriétés de l'invention, ayant pour objet une machine distributrice de colorants du type à injection, sont présentées dans les revendications suivantes.

Cependant, des caractéristiques et avantages additionnels relatifs à la dite invention seront soulevés par la description ultérieure d'une version de fabrication plus adaptée, se référant aux dessins en annexe, donnés purement à titre d'exemple non exhaustif, et dans lesquels :

- la figure 1 représente une vue latérale d'une pompe à injection d'une machine distributrice de colorants sur la base de ladite invention

- la figure 2 est une section longitudinale de la pompe à injection de la figure 1 .

Se référant aux schémas, une pompe (10) comporte un support de base (11) dans lequel est disposé un conduit d'accès (12) destiné au colorant, qui est généralement relié à un réservoir de colorants (non illustré) et un conduit de distribution (13). Une valve (14) actionnable par un levier (21) ou une pièce similaire, connecte par alternance soit le conduit d'accès (12) soit le conduit de distribution (13) avec la chambre interne (15) d'un élément pompant à parois flexibles qui, dans la version réalisée et illustrée, est un soufflet (16). Le soufflet ( 16) est contenu à l'intérieur d'un corps tubulaire de commande ( 17) dont l'extrémité inférieure (18) est fixée au support de base (11).

La chambre interne (15) du soufflet (16) est de préférence complètement fermée à l'exception d'une ouverture (22) effectuée sur le fond (23),pour une lumière (24) de contact avec la valve (14) - le fond (23) du soufflet (16) est fixé au corps du support (11), alors que l'extrémité supérieure (25) est fixée à une plaque (26) mobile hermétique située à l'intérieur du corps tubulaire (17). Du fait que la chambre interne (15) du soufflet soit clos dans sa partie supérieure, il est inutile que la plaque (26) soit hermétique aux parois du

corps tubulaire de commande (17), lequel n'entre jamais en contact avec le produit colorant et peut être ainsi réalisé avec un matériel sélectionné librement, y compris la matière plastique.

Dans la version conseillée de réalisation de la dite invention, le soufflet (16) présente une pluralité de parois relativement rigides (27) articulées par des charnières (22). Dans le cas où le soufflet est réalisé en matière plastique, par exemple le Téflon ou un simili, les charnières (28) peuvent être des charnières en plastique obtenues à partir des parois rigides (27) du soufflet.

Sur le corps tubulaire de commande (17), sont effectuées deux entailles verticales (19) desquelles des appendices dépassent (20) de la plaque (26). Ceux ci sont reliées en forme de U à un curseur (30), qui est fixé à l'extérieur du corps tubulaire et qui est coulissant sur un rail rectiligne (40). Il peut être bloqué sélectivement dans diverses positions grâce à un dispositif de freinage commandé de préférence par deux poussoirs (41).

Un capteur de position, encoder linéaire ou tout autre dispositif similaire est fixé sur le curseur (30) de manière à surélever la position du curseur même, et ainsi de la plaque (26) par rapport au rail (40). Le capteur peut contenir un ou plusieurs transducteurs d'un modèle généralement connu, qui sont de nature résistante, et qui présente une large capacité, des inducteurs, et des transformateurs différentiels linéaires, des transducteurs photoélectriques, encoder ou similaire.

Naturellement la configuration illustrée sur le schéma est donnée uniquement à titre d'exemple, ainsi le capteur peut être fixé dans d'autre positions, par exemple entre le corps tubulaire (17), selon les propriétés physiques du capteur même, des avantages financiers et du caractère économique relatif à la réalisation de la pompe (10). Le signal de position relevé par le capteur est envoyé à un circuit électrique comportant une visionneuse (31) par exemple du type à sept segments illustré dans la figure. Malgré le soufflet (16) qui fournit déjà par lui-même un rapport substantiellement linéaire entre le déplacement axial du curseur (30) et le volume de la chambre (15), le circuit électronique permet de corriger d'éventuels comportements non linéaires du soufflet, particulièrement lié à l'état d'extension et de compression .

Le circuit électronique permet notamment de convertir, par des tables internes de conversion, l'indice du déplacement linéaire du curseur (30) ou de la plaque (26). Celui- ci est relevé sur ledit capteur, dans l'indice du volume de colorant contenu dans le compartiment (15), ou dans une valeur correspondante indiquée dans les unités de mesure choisies. De plus, par les techniques actuelles de relevé et de mesures du déplacement de la plaque (26), et par le capteur fixé sur le curseur (30), il est possible d'obtenir une indication précise au choix - à moins d'une résolution physique du capteur - de la quantité dérivée de colorant contenu dans le compartiment (15), pouvant ainsi atteindre un degré de précision plus élevé dans l'obtention de la teinte finale de la peinture. La constance des résultats est assurée par le fait que les parties de la pompe (10), mobiles, ne sont pas en contact avec le colorant, lequel reste confiné dans les conduits du support de base et à l'intérieur du soufflet (16).

De toute manière, malgré l'absence du système électronique, il est possible d'obtenir une grande précision de dosage en adaptant l'un des systèmes de mesure actuels relatif aux 170 quantités à distribuer, qui se basent, par exemple, sur des jauges graduées ou un système similaire, grâce au fait que la pompe ne prévoit pas de joints coulissants.

Ainsi suite à la description ci dessus, on peut constater aisément que la pompe à injection de ladite invention n'est pas sujette aux phénomènes d'usure et par conséquent, offre la 175 précision et la constance relatives à la quantité de colorant distribué, sans avoir recours à une manutention onéreuse de la pompe. La simplicité de construction ainsi qu'une grande facilité d'utilisation font de cette pompe un modèle particulièrement adapté toutefois, pas de façon exclusive, à l'emploi sur des appareils distributeur de colorant, de petite dimension et à fonctionnement manuel.

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Toutes les formes d'actualisation et les caractéristiques de réalisation pourront varier amplement par rapport à ce qui a été décrit et illustré ci dessus, sans pour autant quitter le domaine et le principe de ladite invention.

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10

Claims (10)

Revendications

1. Pompe à injection pour machine distributrice de colorants, comprenant une chambre interne de pompage (15) et des valves (14) sélectivement actionnables pour connecter 190 par alternance le compartiment de pompage (15) avec un conduit d'accès (12) et un conduit de distribution (13), d'un colorant, qui se caractérise par le fait qu'elle comprend une partie pompante à parois (27,28) au moins partiellement flexibles lesquelles définissent le compartiment de pompage des pièces en mouvement (26,30) provoquant sélectivement l'extension et le repliement des parois afin d'amener la 195 chambre interne de pompage (15) d'un volume minimum à un volume maximum souhaité, et vice versa.

2. Pompe à injection selon la description du point 1, caractérisée par le fait que la pièce pompante est un soufflet (16).

200

3. Pompe à injection selon la description du point 2, caractérisée par le fait que le soufflet (16) présente une pluralité de parois relativement rigides (27) articulées les unes avec les autres par des charnières (28).

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4. Pompe à injection selon la description du point 3, caractérisée par le fait que le soufflet

(16) est situé lors de l'extension et de la compression à l'intérieur d'un corps tubulaire

(17).

11

5. Pompe à injection selon la description du point 4, caractérisée par le fait que le corps tubulaire est fixé à un support de base (11) dans lequel se trouvent les soupapes (14) et les conduits d'accès (12) et de distribution (13) du colorant.

6. Pompe à injection selon la description du point 2, caractérisée par le fait que les pièces d'actionement (26,30) comprennent une plaque mobile (26) fixée à la première extrémité (25) du soufflet.

7. Pompe à injection selon les descriptions des points 4 et 5, caractérisée par le fait qu'une seconde extrémité (23) du soufflet, sur laquelle se situe une ouverture (22) destinée au passage du colorant, est fixée symétriquement à l'extrémité du corps tubulaire ( 17) à son tour fixé au support de base (11).

8. Pompe à injection pour appareil distributeur de colorant, comprenant une structure de base (11), un corps tubulaire ( 17) à l'intérieur duquel est définie un compartiment destiné au pompage (15) et des valves (14) sélectivement actionnables pour connecter respectivement la chambre de pompage (15) au conduit d'accès (12) et au conduit de distribution (13) pour un colorant. La chambre interne de passage est caractérisée par le fait qu'elle comprend des parties actionnables (26,30) lesquels provoquent sélectivement une augmentation ou une diminution du volume de la chambre de pompage pour atteindre d'un volume minimum à un volume maximum recherché et vice versa, au moyen de capteurs relevant le déplacement des moyens d'exécutions (26,30) et transmettant un signal de position à un circuit électronique qui possède des moyens de visualisation (31 ).

9. Pompe à injection selon le point 7, caractérisée par le fait que le circuit électronique possède des facultés d'élaboration du signal en provenance de capteurs afin de traduire la mesure se référant à la position linéaire des moyens exécutoire (26,30) en une valeur correspondante. De telles valeurs sont indiquées par les moyens de visualisation (31).

10. Appareil distributeur de colorant, comprenant au moins une pompé à injection (10) selon une des revendications ci dessus indiquées.