JP2020066003A - 流体をスプレイするための装置及び関連方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これらの装置の操作には、スプレイされる流体を溶解又は希釈することができる溶媒の使用が必要になることがよくある。したがって、ある流体を別の流体と交換する間に、例えば、ある色から別の色へ移行する間に、スプレイされる流体が以前にスプレイされていた流体によって汚染されるのを回避するために、流体が循環するパイプを清掃する必要がある。
・回路に注入された液体の総体積を所定の体積と比較し、そして
・注入された液体の総体積が前記所定の体積に等しいときに注入を停止する、
ように構成されている。
-前記インジェクタは、液体を含むことができるシリンダ、該シリンダに受け入れられるピストン、及び、該シリンダ内でピストンを第一の位置から第二の位置に移動することができるアクチュエータを含み、前記インジェクタはシリンダ内でのピストンの第二の位置への移動が循環パイプに液体を注入させるように構成されている。
-前記インジェクタは前記シリンダ内における前記ピストンの位置を決定し、少なくとも決定された位置から注入された液体の体積を推定することができる。
-前記インジェクタによって回路に注入される液体の体積流速は規定され、前記インジェクタは、体積流速の少なくとも1つの値を決定し、測定された流速値から注入体積を推定するように構成されている。
-前記インジェクタは、液体を推進することができる気体を回路中に注入するようにさらに構成されており、前記インジェクタは前記液体を第一の圧力で注入し、前記気体を第二の圧力で注入するように構成されており、前記第一の圧力は前記第二の圧力以上である。
-前記装置は前記第一の圧力を測定することができる圧力センサを含む。
-前記アクチュエータは電気モータを含み、該電気モータによって消費される電流の少なくとも1つの値から第一の圧力を推定することができる。
-上流方向及び下流方向は循環パイプに対して規定されており、流体が前記循環パイプによって前記ポンプから前記噴霧器に導かれるときに流体は上流から下流に循環しており、前記インジェクタは循環パイプの上流端に液体を注入するように構成されている。
-前記回路は前記ポンプに複数の区別される流体を供給することができる色変更ユニットを含み、ここで、
・前記インジェクタは液体を色変更ユニットに注入するように構成されており、及び/又は、
・前記インジェクタは液体をポンプに注入するように構成されており、及び/又は、
・前記インジェクタは液体を噴霧器に注入するように構成されており、前記噴霧器は特に回転ボウルを含み、該回転ボウルに液体を導くことができる。
・前記注入工程の開始から回路に注入された液体の体積と所定の体積とを比較すること、及び、
・注入された液体の総体積が前記所定の体積に等しいときに注入を停止すること、
を含む。
装置10は第一の流体Fをスプレイするように構成されている。
装置10は、例えば、色変更ユニット11、ポンプ12、及び、ペイントガン又は噴霧器などの第一の流体Fをスプレイするための部材13を含む。
装置10は、流体F循環パイプ15、スクレーパ20及び少なくとも1つのインジェクタ21をさらに含む。
色変更ユニット11、ポンプ12、循環パイプ15及びスプレイ部材13は、第一の流体Fを循環させるための回路16を共同で形成する。回路16は、特に、色変更ユニット11からスプレイ部材13に第一の流体Fを導くことができる。
第一の流体Fは、例えば、塗料又は別のコーティング製品などの液体である。
色変更ユニット11は、ポンプ12に第一の流体Fを供給するように構成されている。特に、色変更ユニット11は、ポンプ12に複数の第一の流体Fを供給し、ポンプ12の供給をある第一の流体Fから別の第一の流体Fに切り替えるように構成されている。
特に、色変更ユニット11がポンプ12に供給することができる第一の流体Fのそれぞれは、例えば、他の第一の流体Fの色とは異なる色を有する塗料である。
ポンプ12は、色変更ユニット11から受け入れるある流速の第一の流体Fを循環パイプ15中に注入することができる。例えば、ポンプ12は、バルブ14によって循環パイプ15に接続されている。
ポンプ12は、例えばギアタイプポンプである。
スプレイ部材13は、第一の流体Fを受け入れ、該第一の流体Fをスプレイすることができる。
例えば、スプレイ部材13は、バルブ22及びスプレイヘッド23を含む。
スプレイ部材13は、例えば、第一の流体Fをスプレイしなければならない物体に向けてスプレイ部材13を向けることができる移動アームに取り付けられている。
バルブ22は、循環パイプ15をスプレイヘッド23に接続し、循環パイプ15からスプレイヘッド23への第一流体Fの通過を可能にする開放構成と、この通過を防止する閉止構成との間で切り替えるように構成されている。
スプレイヘッド23は、バルブ22から受け入れた第一の流体Fをスプレイするように構成されている。
流体循環パイプ15は、バルブ14から受け入れた第一の流体Fをスプレイ部材13に導くように構成されている。
流体循環パイプ15は筒形である。例えば、流体循環パイプ15は円形断面を有し、第一の軸A1に沿って延在している。
流体循環パイプ15は、第一の軸A1に垂直な平面内で流体循環パイプ15の開口部を範囲規定している内面25を有する。
流体循環パイプ15は、図3に見ることができる外面27をさらに有する。図1、2及び4〜7を簡略化するために、外面27は図3にのみ示されている。
循環パイプ15には、上流方向及び下流方向が規定されている。上流方向及び下流方向とは、第一の流体Fのスプレイ中に、第一の流体Fが循環パイプ15内を上流から下流に循環することで規定される。
例えば、ポンプは、循環パイプ15の上流端15Aで第一の流体を注入するように構成されており、循環パイプ15の下流端15Bは噴霧器に接続されて、第一の流体Fを上流から下流に、循環パイプ15を介してポンプから噴霧器へ循環させることができる。これは、図1に矢印26で示されている。
循環パイプ15は、50センチメートル以上、例えば1メートル以上の長さを有する。1つの実施形態によれば、第一の部分28及び第二の部分29のそれぞれは、1メートル以上の長さを有する。
第一の部分28は、第二部分29の上流に配置されている。
第一の部分28は、例えば、スプレイ部材13の動きに追従するように変形するように構成されている。
第二の部分28は、例えば、スプレイ部材13に収容され、それとともに移動可能である。
第二の部分29は、例えば、らせん状である。
内径Diは、流体循環パイプ15に対して規定される。内径Diは、内面25の直径方向に対向する点の間で第一の軸A1に垂直な平面で測定される。
内径Diは、例えば、3.8〜6.2mmである。循環パイプ15の内径Diは変動していてもよいことに留意されたい。
流体循環パイプ15は、例えば、金属材料から作られている。変形例において、流体循環パイプ15はポリマー材料から作られている。
スクレーパ20は流体循環パイプ15内を循環するように構成されており、それにより、流体循環パイプ15内でのその移動中に、内面25内に存在する第一の流体Fをその前方に押し戻す。特に、スクレーパ20は内面25を清浄する、すなわち、スクレーパ20の通過前に内面25を覆う量よりも少ない量の第一の流体Fで覆われた内面25を残す、例えば、スクレーパ20が循環するパイプ15の部分の内面25を覆う第一の流体Fのすべてを除去するように構成されている。
「その前方に追いやる」とは、流体循環パイプ15中においてある方向に循環しているスクレーパ20が、スクレーパ20が移動している方向でパイプ15の一部で受けられる第一の流体Fにこの方向の動きを強制することを意味する。例えば、上流から下流に移動しているスクレーパ20はスクレーパ20の下流に位置する第一の流体Fに下流方向への移動を強制する。
スクレーパ20は第二の軸A2に沿って延在している。
スクレーパ20は第二の軸A2に垂直な平面内に円形断面を有する少なくとも1つの部分を含む。
図2に示すように、スクレーパ20が循環パイプ15の開口部に受け入れられ、第一の軸A1が第二の軸A2と組み合わされたときに、スクレーパ20は循環パイプ15内を循環するようにスクレーパ20は設けられている。
スクレーパ20はある外径を有する。その外径は、第二の軸A2に垂直な平面内で最大の外径を有するスクレーパ20の部分の外径である。
その外径は第一の値はDe1である。
第一の値De1は循環パイプ15の内径Diよりも厳密に小さい。
循環パイプ15の内径Diと第一の値De1との差は100マイクロメートル(μm)以上である。例えば、その差は200μm以上である。
その差は300μm以下である。
1つの実施形態によれば、その差は200μmに等しい。
スクレーパ20は第二の軸A2に垂直な平面内でスクレーパ20を範囲規定する側面35をさらに有する。スクレーパ20が実質的に円筒形であるときに、外径は、側面35の直径方向に対向する2つの点の間で測定される。
スクレーパ20は、例えば、チャンバ45を範囲規定するシェル40を含む。この例において、端面30及び側面35はシェル40の外面である。特に、シェル40は第二の軸A2に沿ってシェル40の外側からチャンバ45を分離する2つの端壁46を含む。この例において、端面30は端壁46の面である。
端壁46は、例えば、第二の軸A2に垂直な平坦な壁である。
シェル40は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリオキシメチレン(POM)又はポリアミドから作られている。
変形例において、スクレーパ20は中実である、すなわち、シェル40によって範囲規定されるチャンバ45はない。この例において、スクレーパ20は、エラストマーなどの良好な弾性特性を有する材料、特に、溶媒に対して耐性のある過フッ素化エラストマーから作られている。
インジェクタ21は、第二の流体を回路16、特に循環パイプ15に注入するように構成されている。例えば、インジェクタ21は、インジェクタ21によって制御可能な流速を有する第二の流体の流れを循環パイプ15中に注入するように構成されている。
インジェクタ21は、例えば、第二の流体を循環パイプ15の上流端15Aに注入するように構成されている。変形例において、インジェクタ21は、第二流体を循環パイプ15の下流端15Bに注入するように構成されおり、又は、第二の流体を上流端15A又は下流端15Bのいずれかに注入するように構成されている。
第二の流体は、例えば、スプレイされる流体Fとは別個の流体である。例えば、第二の流体は液体であり、時に「クリーニング液」とも呼ばれる。その液体は、特に、第一の流体Fを溶解又は希釈することができる溶媒である。例えば、第一の流体Fが水性の塗料である場合に、前記液体は水である。使用される溶媒のタイプは、特に第一の流体Fの性質に応じて変更可能であることに留意されたい。
また、溶媒以外の液体を第二の流体として使用できることにも留意されたい。
変形例において、第二の流体は、循環パイプ15内に存在する第一の流体Fの後にスプレイされることが意図された第一の流体Fであり、例えば、循環パイプ15内に存在する第一の流体Fとは異なる色を有する第一の流体Fである。別の変形例によれば、第二の流体は圧縮空気などの気体である。
注入される第二の流体の関数として、多くのタイプのインジェクタ21を装置10で使用することができる。例えば、インジェクタ21はギアタイプのポンプ又はガス流を生成することができるコンプレッサである。
インジェクタ21はポンプ12とは別個のデバイスとして前述されてきたが、例えば、色変更ユニット11が第二の流体リザーバを備え、次いで、ポンプ12がパイプ15に注入可能であるならば、インジェクタ21の役割をポンプ12によって実行することが考えられることに留意されたい。
この方法は、例えば、パイプ15の内面25を洗浄するための方法である。パイプ15を洗浄する以外の方法の適用を考慮することができることに留意されたい。
初期工程の間に、第一の流体Fは循環パイプ15内の開口部に存在する。例えば、第一の流体Fは循環パイプ15の内面を部分的に覆う。
循環工程の間に、スクレーパ20は循環パイプ15内を循環する。例えば、スクレーパ20は循環パイプ15の一端15A、15Bに挿入され、循環パイプ15の他端15A、15Bに第二の流体の流れによって推進される。
次に、第二の流体の流れは、端面30の1つに、第一の軸A1に沿って循環パイプ15内でスクレーパを推進する傾向がある力を及ぼす。
循環工程20の間に、第一の軸A1及び第二の軸A2は組み合わされる。
その循環中に、スクレーパ20は、循環パイプ15内に存在する第一の流体Fをその前方に追いやり、それにより、第一の流体Fの回収を可能にする。例えば、パイプ15の下流端に現れる第一の流体Fの回収バルブにより、スクレーパ20によって追いやられた第一流体Fを出させることができる。変形例において、第一の流体Fはスプレイ部材13のバルブ22を通って循環パイプを出る。
したがって、循環パイプ15の内面25は、スクレーパがパイプ15の内面25上に存在する第一の流体Fをその前方に追いやるため、洗浄される。
スクレーパ20の第一の外径値De1と循環パイプ15の内径Diとの差は100μm以上であるため、スクレーパ20と内面25との間の摩擦は制限される。したがって、スクレーパ及び循環パイプ15の摩耗は現状技術の装置の場合よりも低い。しかしながら、第一の流体Fはスクレーパ20によって効果的に回収される。
200μm以上の差があると、特に摩擦が減り、したがって摩耗が減る。
第二の例示的な装置10を図3に示す。
装置10は、スクレーパ20が循環パイプ15内に挿入されたときに循環パイプ15に対するスクレーパ10の相対的並進運動を防止するように構成された維持システムを含み、第一の流体Fが循環パイプ15内で移動されると、もはや望ましくない。
維持システムは、特に、旋回軸Apを中心にスクレーパ20を旋回させるように構成されている。旋回軸Apは第一の軸A1に垂直である。
より具体的には、維持システムは、スクレーパ20を、第一の軸A1と第二の軸A2が組み合わされた第一の位置と、第一の軸A1と第二の軸A2との間の角度αが厳密にゼロより大きい第二の位置との間で旋回するように構成されている。
図3に示すように、スクレーパ20が第二の位置にあるときに、スクレーパ20は、その両端のそれぞれが循環パイプ15の内面25に押し付けられる。
スクレーパ20は循環パイプ15の内径Diよりも厳密に小さい外径De1を有するので、スクレーパ20は、例えば、重力の影響を受けて、上流の第二の流体Fを動かすことなく、循環パイプ15内を移動することができる。これは特に、スプレイが停止されるたびに起こる。
維持システムにより、スクレーパ20の望ましくない動きのリスクが制限される。
1つの実施形態によれば、維持システムは磁石50及び磁場発生器55を含む。
磁石50はスクレーパ20に固定されている。磁石50は、例えば、チャンバ45に収容されている。
磁石50は、例えば、ネオジム磁石などの永久磁石である。
しかしながら、磁石50が電磁石である実施形態も考えられる。
磁石50は、N極N及びS極Sを有する。磁石50のN極N及びS極Sは第三の軸A3に沿って整列している。
角度βは、第一の軸A1と第二の軸A2との間の角度α以上である。角度βは5°以上である。
磁場発生器55は、循環パイプ15の少なくとも一部において、第一の軸A1と第三の軸A3とを整列させる傾向がある磁場Mを発生するように構成されている。
磁場発生器55は、例えば、循環パイプ15の外側に配置される。図3に示す例によれば、磁場発生器は循環パイプ15の外面27と接触されている。
変形例において、磁場発生器は、循環パイプ15に少なくとも部分的に含まれる。特に、磁場発生器は、循環パイプ15の外面27と内面25との間に少なくとも部分的に含まれる。
磁場発生器55は、例えば、循環パイプ15の少なくとも一部を包囲している導電性巻線を含む電磁石である。この例において、電磁石55に電流が供給されると、電磁石55は、循環パイプ15中に、第一の軸A1に平行に配向された磁場Mを発生する。
1つの変形例によれば、磁場発生器55は永久磁石である。例えば、磁石50が電磁石である場合に、磁場発生器55は永久磁石である。
1つの特定の実施形態によれば、磁場発生器55は永久磁石を含み、磁石50は永久磁石である。例えば、磁場発生器55の永久磁石は、磁場発生器55が循環パイプ15の一部で無視できる磁場を発生する第一の位置と、磁場発生器55が、循環パイプ15の少なくとも一部において、第一の軸A1と第三の軸A3とを整列させる傾向がある磁場Mを発生する第二の位置との間で、循環パイプ15に対して移動可能である。
別の実施形態によれば、磁場発生器55及び磁石50は両方とも電磁石である。
旋回工程は、例えば循環工程の後に実施される。特に、旋回工程は、スクレーパ20が循環パイプ15の開口部に収容されるときに実施されるが、例えば、循環パイプ15を動かさなければならない場合、又は、循環パイプ15の第一の軸A1が無視できない垂直成分を有し、スクレーパ20がその重量の影響下で循環パイプ15内でスライドしうる場合に、スクレーパ20は循環パイプに対して第一の軸A1に沿って並進移動できないことが望ましい。
旋回工程中に、スクレーパ20は、その第一の位置からその第二の位置まで旋回する。
特に、電磁石55は、第三の軸A3を第一の軸A1と整列させる傾向がある磁力をスクレーパ20に加える磁場Mを生成する。したがって、スクレーパ20は、旋回軸Apを中心にその第二の位置まで旋回する。
磁力は、スクレーパ20の両端を循環パイプ15の内面25に押し付け、摩擦によって、スクレーパの循環パイプ15に対する第一の軸A1に沿った並進運動を防止する。
第三の例示的な装置10を図4に示す。
第三の例示的な装置10はまた、スクレーパ20が循環パイプ15中に挿入されたときに、循環パイプ15に対するスクレーパ10の相対的並進運動を防止するように構成されている維持システムを含む。
維持システムは、スクレーパ20の少なくとも一部の外径を第一の直径値De1から第二の直径値De2まで増加させるように構成されている。
第二の直径値De2は第一の直径値De1より厳密に大きい。
特に、第二の直径値De2は内径Diに等しい。
インジェクタ21は、パイプ15の下流端を通る第一の流体Fの流出が防止されるときに、例えばスプレイ部材13のバルブ22が閉じられるときに、循環パイプ15内の圧力を変えることができる。
第一の圧力値は、スクレーパ20が循環パイプ15内を循環するときの装置10の動作のための典型的な圧力値である。
第一の圧力値は、例えば、2バール〜8バールである。第一の値は変更可能であることに留意されたい。
第二の圧力値は第一の圧力値よりも厳密に大きい。第二の圧力値は、例えば10バール以上である。1つの実施形態によれば、第二の圧力値は500ミリバールの範囲内で10バールに等しい。
スクレーパ20は、循環パイプ15内の圧力が所定の圧力閾値以上である場合に、第二の軸A2に沿って押しつぶされるように構成されている。
換言すれば、スクレーパ20は、図4に示す非押しつぶし構成及び図5に示す押しつぶし構成を有する。非押しつぶし構成における第二の軸A2に沿ったスクレーパ20の長さL1は、押しつぶし構成のスクレーパ20の長さL2よりも厳密に長い。
さらに、スクレーパ20は、スクレーパ20の押しつぶしにより、スクレーパ20の外径が第一の値De1から第二の値De2に増加するように構成されている。したがって、非押しつぶし構成では、スクレーパ20の外径は第一の直径値De1を有し、一方、押しつぶし構成では、外径は第二の直径値De2を有する。
1つの実施形態において、押しつぶし構成において、外径は、スクレーパ20が循環パイプ15に収容されていないときの循環パイプ15の内径Diよりも厳密に大きい値を有する。したがって、スクレーパ20が押しつぶし構成で循環パイプ15に収容されるときに、スクレーパ20の外径が内径Diによって制限されるため、スクレーパ20の外径は第二の直径値De2を有する。次いで、スクレーパ20は、循環パイプ15の内面25に対して摩擦力を及ぼし、該摩擦力はスクレーパ20を循環パイプ20に対して所定の位置に維持する傾向がある。
例えば、シェル40は可撓性ポリマー材料から作られており、端壁46が互いに近づけられるとシェル40の中央部57がシェル40の外側に向かって半径方向に変形するように設けられている。
可撓性ポリマー材料は、例えば、過フッ素化ポリマー、テフロン、ポリアミド及びポリオレフィンから選ばれる。
インジェクタ、シェル40及び弾性要素60は共同で維持システムを形成している。
弾性要素60はシェル40によって範囲規定されたチャンバ45に収容されている。
弾性要素60は端壁46に弾性力を及ぼし、該弾性力は端壁46を互いに分離しようとする。特に、弾性要素60は、循環パイプ15内の圧力が圧力閾値以下であるときに、端壁46を互いに近づける傾向がある圧力よりも厳密に大きい値を有する弾性力を及ぼすように構成されている。
弾性要素60はさらに、循環パイプ15内の圧力が圧力閾値よりも厳密に大きいときに、端壁46を互いに近づける傾向がある圧力よりも厳密に大きい強度を有する弾性力を及ぼすように構成されている。
弾性要素60は、例えば、つる巻きばねなどのばねである。他のタイプの弾性要素60も考えることができることに留意されたい。
第三の例の動作についてここで説明する。特に、第三の例の装置10によって実施される第三の例の移動方法をここで説明する。
循環工程の間に、循環パイプ15内の圧力は第一の圧力値を有する。したがって、スクレーパ20は非押しつぶし構成にある。
第三の例は、圧力を上げる工程及び押しつぶし工程を含む。
圧力を上げる工程の間に、インジェクタは循環パイプ内の圧力を第一の値から第二の値に上げる。例えば、第一の流体Fが循環パイプ15から出ることを可能にするバルブ22を閉じ、インジェクタは、第二の圧力値に達するまで第二の流体を循環パイプ15に注入する。
押しつぶし工程の間に、スクレーパ20は端壁46に加えられる圧力の影響下でその押しつぶし構成に切り替わる。押しつぶしにより、スクレーパ20の外径が第二の直径値De2まで増加する。
維持システムは、そこで、スクレーパ20が押しつぶされたときにスクレーパ20を循環パイプ15の特定の部分で定位置に維持することができ、一方、非押しつぶし構成で、内径及び外径Di及びDe1の差により、スクレーパ20と循環パイプ15との間の摩擦が低減されうる。
第三の例の維持システムは、第一の例と比較して、弾性要素60以外の追加の機器を想定していない。特に、スクレーパ20の外側に追加の要素は必要ない。したがって、流体スプレイ装置10は非常に単純であり、スクレーパ20は既存の流体スプレイ装置10で使用することができる。
第三の例の変形例によれば、スクレーパ20は弾性要素60を含まない。シェル40は、2つの端部65と1つの押しつぶし部70を含む。
各端部65は、例えば、剛性である。特に、各端部65は、スクレーパ20が押しつぶし構成から非押しつぶし構成へ又はその逆に移行したときに変形しないように構成されている。
押しつぶし部70は2つの端部65の間で第二の軸A2に沿って挿入されている。
押しつぶし部70は筒形であり、第二の軸A2に沿って延在している。したがって、押しつぶし部70は第二の軸A2に垂直な平面内で円形断面を有する。
押しつぶし部70は、2つの端部65を2つの端部65を互いに引き離す傾向がある力を2つの端部65に及ぼすように構成されている。
特に、押しつぶし部70は、循環パイプ15内の圧力が圧力閾値以下であるときに、2つの端部65を互いに近づける傾向がある圧力よりも厳密に大きい値を有する弾性力を及ぼすように構成されている。
押しつぶし部70はさらに、循環パイプ15内の圧力が圧力閾値よりも厳密に大きい場合に、2つの端部65を互いに近づける傾向がある圧力よりも厳密に大きい値を有する弾性力を及ぼすように構成されている。
押しつぶし部70は、例えばエラストマー材料から作られている。この意味で、部分70はエラストマー部分として認定されうる。
押しつぶし部70は、図6に示すように、2つの端部65が互いに近づけられると、シェル40の外側に向かって半径方向に変形するように構成されている。
第四の例示的な装置10について説明する。
スクレーパ20は強磁性要素を含む。
強磁性とは、特定の物体が外部磁場の影響下で磁化され、その磁化の一部を保持することができる能力を指す。
強磁性要素は、特に、シェル40に固定されている。
装置10は磁場発生器55を含む。
磁場発生器55は、例えば、前述の第二の例で使用される磁場発生器55と同様である。
磁場発生器55は、循環パイプ15の少なくとも一部において、強磁性要素を磁場発生器55に近づける傾向がある磁場を発生させるように構成されている。
例えば、磁場発生器55は、強磁性要素を磁石に引き付けることができる磁場を発生する磁石である。
次に、この方法は、例えば旋回工程を置き換える誘引工程を含む。
誘引工程の間に、磁場発生器55は循環パイプ15の対応する部分において磁場を発生させる。例えば、磁場発生器55が永久磁石である場合に、磁場発生器55を循環パイプ15の一部に近づけ、スクレーパ20を維持することが望まれる。
磁場の影響下で、強磁性要素は磁場発生器55に引き付けられる。その結果、スクレーパ20は、パイプ15の内面25と接触するまでパイプ15内に移動される。特に、スクレーパ20は内面25に押し付けられる。
第四の例示的な装置10は実施するのが特に簡単である。
次に、第一の流体Fをスプレイする方法について説明する。
この方法は、第一のスプレイ工程、循環工程、戻し工程及び第二のスプレイ工程を含む。
第一のスプレイ工程中に、第一の流体Fはスプレイ装置10によりスプレイされる。特に、第一の流体Fはポンプ12により循環パイプ15中に注入され、そして循環パイプ15によりスプレイ部材13に送られ、スプレイ部材13は第一の流体Fをスプレイする。
例えば、第一のスプレイ工程中にスプレイされる第一の流体Fは第一の色を有する。
第一のスプレイ工程は第一の流体Fの第一の体積を決定することを含む。第一の体積は、第一のスプレイ工程の開始からスプレイされた第一の流体Fの体積である。
第一の体積は、例えば、ポンプ12の流速、及び、第一のスプレイ工程の開始からのポンプ12の総動作時間を知ることにより決定される。
第一のスプレイ工程は、スプレイされる第一の流体Fの総体積と第一の体積との差が所定の第二の体積に等しくなるまで実施される。
総体積は、例えば、所定の物体、又は、物体、構造又は装置の所定の領域を第一の流体Fで覆うことを可能にするために、装置10によってスプレイされる第一の流体Fの総体積である。
第二の体積は、循環工程中にスクレーパ20が動かすことができる第一の流体Fの体積である。例えば、第二の体積は、循環パイプ15に第一の流体Fを充填し、循環工程を実施することにより実験的に決定される。
第二の体積は、例えば、循環パイプ15に含まれる第一の流体Fの体積である。特に、第二の体積は循環パイプ15の開口部の体積である。
言い換えれば、第一のスプレイ工程は、循環パイプ15に含まれる及びスクレーパ20によってスプレイ部材13に追いやられることができる第一の流体Fの体積が、物体、構造又は装置の領域を第一の流体Fで覆うのに十分になるまで実行され、ここで、上記領域はFで覆うことが望まれているが、まだ覆われていない領域である。
循環工程は第一のスプレイ工程の後に実施される。
循環工程の間に、スクレーパ20は循環パイプ15に導入され、例えば循環パイプ15の上流端15Aに導入され、そしてインジェクタ21はスクレーパ20の上流に第二の流体を注入する。
循環工程の間に、バルブ22は開いている。
スクレーパ20はインジェクタ21によって上流端15Aに注入される第二の流体の影響下で、循環パイプ15内を上流から下流に循環する。例えば、スクレーパ20は、循環パイプ15の全長の1/2半分以上、特に全長の90%以上の循環パイプ15の長さを移動する。
スクレーパ20は、循環パイプ15内に存在する第一の流体Fの一部をスプレイ部材13まで、特にスプレイヘッド23まで追いやる。
循環工程中に、第一の流体Fの第二の体積は、スクレーパ20によってスプレイヘッド23にまで追いやられる。言い換えると、循環工程中に、バルブ22を通過する第一の流体Fの体積は第二の体積に等しい。
スクレーパ20によってスプレイヘッド23にまで追いやられた第一の流体Fはスプレイヘッド23によってスプレイされる。
戻し工程は循環工程の後に実施される。
戻し工程中に、インジェクタ21はスクレーパ20の下流で循環パイプ15中に第二の流体を注入する。次いで、第二の流体はスクレーパ20を追いやり、スクレーパ20は循環パイプ中で上流方向に移動する。
例えば、バルブ17は開いており、それにより、第二の流体がスクレーパ20の上流で循環パイプ15を出ることが可能になる。
戻し工程の最後に、スクレーパ20は循環パイプ15から取り出される。
第二のスプレイ工程は、第一のスプレイ流体Fを除いて第一のスプレイ工程と同一である。特に、第二のスプレイ工程中に、ポンプ12によって循環パイプ15に注入され、スプレイ部材13によってスプレイされる第一の流体Fは、第一のスプレイ工程中にポンプ12によって注入される第一の流体Fとは異なる第一の流体Fである。特に、第二のスプレイ工程中にスプレイされる第一の流体Fは、第一のスプレイ工程中にスプレイされる第一の流体Fの色とは異なる色を有する。
スプレイ方法は、スクレーパ20を使用してこの第一の流体Fをスプレイ部材13に追いやることにより、循環パイプ15内に存在する第一の流体Fのより大きな部分を使用することが可能になる。したがって、消費された流体の一部がスプレイの終了時に循環パイプ15に残り、効果的に回収されない他のスプレイ方法よりも、流体の消費量の点で効率が良い。
この液体が溶媒である場合に、スクレーパ20の通過後に循環パイプ15内に残っている第一の流体F、特に内面25を部分的に覆うことができる第一の流体Fは、溶媒によって溶解又は希釈され、パイプ15から溶媒とともに抽出される。したがって、パイプ15は部分的に洗浄され、第一のスプレイ工程中にスプレイされた第一の流体Fによる第二のスプレイ工程中にスプレイされる第一の流体Fの汚染のリスクは限定される。
戻し工程が第二の流体として使用されるこの溶媒を使用して行う場合にパイプ15の洗浄はさらに改善される。というのは、循環パイプ15はスクレーパの下流方向、次いで、上流方向への循環中に、2回、溶媒により洗浄されるからである。
スクレーパ20が、第一、第二、第三及び第四の先行の例で記載したスクレーパ20による場合に、すなわち、循環パイプ15の内径Diと第一の値De1との差が100マイクロメートル(μm)以上である場合に、スクレーパ20は、真っ直ぐではない循環パイプ15の部分、特に、らせん状である第二の部分29においてさえ容易に循環する。回収される第一の流体Fの量は増加する。というのは、スクレーパ20によって移動されることができないパイプ15の部分は循環工程の終わりに第一の流体で満たされることが防止されるからである。
第二のらせん部分29の使用により、第一の流体Fが導電性粒子を含むときに、第一の流体Fをスプレイするために頻繁に使用される電界の影響下で、第二の部分29に含まれる第一の流体F中での導電接続の形成を防止することができる。したがって、第一、第二、第三及び第四の例によるスクレーパ20はこれらの用途にとって特に興味深い。
第一の例の装置10と同一の要素については再度説明しない。差のみを示す。
しかしながら、第五の例の装置10において、循環パイプ15の内径Diと第一の値De1との間の差は変動することができ、特に厳密に100μm未満、例えばゼロに等しくなることができ、又は、第一の例の場合のように、100μm以上になることができることに留意されたい。
この差が100μm以上である場合に、第五の例の装置10は、スクレーパ20及び該スクレーパ20による維持システム55を備えることができ、そして第二、第三及び第四の例の装置10及び第二、第三及び第四の例に上述した変形例の維持システムを備えることができる。
考えることができる1つの変形例によれば、第五の例の装置10はスクレーパ20を含まない。
インジェクタ21は、色変更ユニット11、ポンプ12、循環パイプ15及びスプレイ部材13のうちの少なくとも1つに第二の流体を注入するように構成されている。図7に示す実施形態によれば、インジェクタ21は、バルブ105によって色変更ユニット11に、バルブ110によってポンプ12に、バルブ47によって循環パイプ15に、そしてバルブ115によってスプレイ部材13に接続されている。
そこで、第二の流体は液体、例えば、第一の流体Fを溶解又は希釈することができる液体溶媒、又は、水である。
インジェクタ21は、所定の体積の第二の流体を回路16に注入するように構成されている。インジェクタ21は、注入された体積が所定の体積に等しいときに注入を停止するようにさらに構成されている。
例えば、インジェクタ21は、注入の開始から回路16に注入された第二の流体の総体積の値を推定し、その総体積が所定の体積に等しいときに注入を停止するように構成されている。
第五の例で使用可能なインジェクタ21の例を以下に説明する。
インジェクタ21はさらに、ガス流を回路16に導入するように構成されている。特に、インジェクタ21は、所定の体積の第二の流体を回路16に導入し、次にガスを回路16に噴射して、回路16内で第二の流体の移動を引き起こすように構成されている。
例えば、インジェクタ21は加圧ガス源に接続されている。
ガスは、例えば圧縮空気である。
第五の例の装置10は回路16に第二の流体を注入する工程を含む方法を実施することができる。
例えば、注入工程中に、第二の流体は循環パイプ15に注入される。
変形例において、第二の流体は、色変更ユニット11、ポンプ12、循環パイプ15、スプレイ部材13のうちの少なくとも1つに注入される。
注入工程の間に、インジェクタ21は、注入工程の開始から注入される第二の流体の体積を推定する。例えば、インジェクタ21は、注入工程の開始から注入された第二の流体の体積を定期的に推定する。1つの実施形態によれば、インジェクタ21は、100ミリ秒以下の時間で注入される第二の流体の体積を推定する。推定された体積はインジェクタ21によって所定の体積と比較される。
第二の流体の推定体積が所定の体積より厳密に少ないならば、インジェクタ21は回路16内の第二の流体の注入を続ける。
推定体積が所定の体積以上であるならば、インジェクタ21は注入を停止する。例えば、インジェクタ21はインジェクタ21を回路16に接続するバルブ47、105、110及び115を形成する。
シリンダ75は第二の流体を収容するように構成されている。例えば、シリンダ75は、第二の流体を収容することができる筒形キャビティを範囲規定している。
シリンダ75は、シリンダ75に特有の軸Acに沿って延在している。
シリンダ75はシリンダ75の軸Acに垂直な平面内に円形の基部を有することができるが、多角形の基部又は任意の形状の基部を有することができることに留意されたい。
シリンダ75は、例えば、ステンレス鋼又はアルミニウムなどの金属材料から作られている。シリンダ75によって範囲規定されるキャビティは、50立方センチメートル(cc)〜1000ccの内部体積を有する。
ピストン80は、シリンダ75によって範囲規定されたキャビティに収容される。ピストン80はシリンダ75によって範囲規定されたキャビティを可変体積の2つのチャンバ95、100に分離する。
ピストン80は、例えば、金属材料から作られている。1つの実施形態によれば、チャンバ100を範囲規定しているピストン80の面はステンレス鋼から作られている。変形例において、この面はポリマーから作られているか、ポリマーの層又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の層で覆われている。
ピストン80は、チャンバ95及び100のそれぞれの体積を変えるために、シリンダ75に対して一次位置と二次位置との間で並進可能である。特に、ピストン80は、シリンダ75の軸Acに沿って移動可能である。
一次位置はチャンバ100の体積が最大になる位置である。ピストン80が一次位置にあるときに、チャンバ95の体積は、例えばゼロに等しい。
二次位置はチャンバ100の体積が最小になる位置である。例えば、ピストン80が二次位置にあるときに、ピストン80はチャンバ100の体積がゼロに等しくなるように、シリンダ75の端壁に当接する。
ピストン80は範囲規定しているチャンバ95、100間の第二の流体の通過を防止するように構成されている。例えば、ピストン80は、シリンダ75の軸に垂直な平面内でピストン80を囲むシールなどのシール手段を担持する。
チャンバ100は、例えばバルブ47によって循環パイプ15に接続することができる。図7の例によれば、チャンバ100は循環パイプの上流端15Aに接続することができる。変形例において、チャンバ100は、下流端15B、又は両端15A、15Bに接続することができる。
アクチュエータ85は、ピストン80をその一次位置と二次位置との間で動かすように構成されている。アクチュエータ85は、例えば、モータと、ピストン80を動かすためにモータからピストン80に力を伝達することができるロッドとを含む。
アクチュエータ85は、特に、シリンダ75に対するピストン80の位置を決定し、決定された位置の関数としてピストン80の移動を命令又は停止するように構成されている。多くのタイプのアクチュエータ85はピストンの位置のそのような決定を可能にする。
1つの実施形態によれば、モータはサーボモータ、すなわち位置スレーブモータである。例えば、モータは、ピストン80をシリンダ75に対して所定の位置に維持するように制御され、ここで、所定の位置は変更可能である。
変形例において、モータは、ピストン80を動かすことができる空気圧又は液圧部材、例えば、ピストンを動かすためにチャンバ95に液体を注入することができるポンプに置き換えられる。
アクチュエータ85は、特に、第三の圧力値以上の圧力を第二の流体に加えるように構成されている。例えば、圧力センサはチャンバ100に組み込まれ、制御モジュールは、チャンバ100内の第二の流体の圧力が第三の圧力値以上になるまで、アクチュエータによってピストン80に加えられる力の増加を命令することができる。
変形例において、アクチュエータ85は、アクチュエータ85の電気モータの供給電流の値からチャンバ100内の流体の圧力を推定するように構成されている。
ピストン80の動きの影響下に、第二の流体は循環パイプ15中に注入される。
アクチュエータ85は、シリンダ75内のピストン80の位置、特に、一次位置からシリンダ75の軸に沿ってピストン80が移動する距離を定期的に決定する。移動距離の決定は注入体積の決定に等しい。それは、注入された体積は移動距離の全単射関数であり、すなわち、移動距離は単一の注入体積に対応するからである。
変形例において、アクチュエータ85は、ピストン80が所定の体積に対応する所定の位置に到達したかどうかを判定することにより、総注入体積を所定の体積と比較する。
所定の位置は、特に、一次位置から二次位置へのピストンの移動により、チャンバ100の体積を所定の体積に等しい体積値だけ減少するような位置である。
例えば、ピストン80が所定の位置に到達していないならば、アクチュエータ85はピストン80を二次位置に向かって動かし続ける。
ピストン80が所定の位置にあるならば、アクチュエータ85はピストン80の移動を停止する。
変形例において、インジェクタ21は、ピストン80が所定の位置に達するとバルブ47を閉じるように構成されている。第五の例において他のタイプのインジェクタ21を使用できることに留意されたい。
例えば、インジェクタ21は第二の流体の供給源及び流量計を含む。
第二の流体の供給源は、例えば、第三の圧力値以上の圧力下の第二の流体リザーブであり、又は、歯車式ポンプ又は蠕動ポンプなどの第二の流体流を生成することができるポンプである。
インジェクタ21は、例えば、特に第二の流体の供給源の出口パイプに配置され、供給源を出る第二の流体の圧力を測定することができる圧力センサを含む。
流量計は、回路16内でインジェクタ21によって注入された第二の流体の流速の値を測定することができる。
流速は、例えば、体積流速である。変形例において、流速は質量流速である。
インジェクタ21は、総体積が所定の体積に等しくなると、注入を中断する。例えば、インジェクタ21は、インジェクタ21を回路16に接続するバルブ47、105、110、15を閉じる。
注入工程は、例えば、上記に規定されたように、循環工程中に実施される。この例において、スクレーパ20は、注入された第二の流体の影響下に、循環パイプ15内を上流から下流に循環する。
変形例において、又は、追加的に、注入工程は、スクレーパ20を下流から上流へ推進するための戻し工程中に実施される。
第五の例の装置10は、特に、前述のスプレイ方法、ならびに他のスプレイ方法を実施することができる。
他の可能な変形例によれば、注入工程は、色変更ユニット11、ポンプ12及びスプレイ部材13のうちの少なくとも1つを洗浄するための方法の間に実施される。
第二の流体の注入体積が所定の体積に等しいときに第二の流体の注入を停止することができるインジェクタ21の使用により、注入工程中に使用される第二の流体の量を正確に制御できる。特に、この体積は、回路16内に存在する第一の流体Fの粘度(又は第一の流体Fと第二の流体との間の混合)に依存せず、逆に、第二の流体源が所定の時間の間に回路16に接続されている現状技術の方法に依存する。というのは、回路に含まれる流体の粘度は、とりわけ、回路16内に存在する第一の流体Fと第二の流体との比に依存するためである。
これは、スクレーパ20又は第二の流体によって追いやられた第一の流体Fをスプレイすることを含む循環工程中に特に興味深い。なぜなら、第一の流体Fのスプレイ体積はうまく制御されるからである。
ピストン80が移動した距離からの第二の流体の注入体積の推定は、シリンダ75、ピストン80及びアクチュエータ85以外の装置を必要とせずに注入体積量の正確かつ簡単な推定を可能にする方法である。
測定された流速値から実際に注入された第二の流体の体積を推定するインジェクタ21により、第二の流体の注入量のより良い制御も可能になる。
気体の圧力以上の圧力で第二の流体を注入すると、気体を使用して第二の流体を推進することが可能になり、したがって、必要な第二の流体の量が低下する。
消費された電流からこの圧力を推定することにより、センサの必要性をなくすことができ、したがって装置10を簡素化できる。
本発明は、上述の実施形態の技術的に可能なあらゆる組み合わせに対応する。
Claims (10)
- 流体(F)をスプレイすることができる噴霧器(13)、ポンプ(12)及び流体(F)用の循環パイプ(15)を含む、流体(F)循環回路(16)を含む、流体(F)をスプレイするための装置(10)であって、前記ポンプ(12)は前記流体(F)を前記循環パイプ(15)に注入するのに適しており、前記循環パイプ(15)は前記流体(F)を前記ポンプ(12)から前記噴霧器(13)に導くように構成されており、前記装置(10)は、前記流体(F)とは別個の液体を前記回路(16)に注入するように構成されている少なくとも1つのインジェクタ(21)をさらに含む、装置において、
前記インジェクタ(21)は
・前記回路に注入された液体の総体積を所定の体積と比較し、そして、
・注入された液体の総体積が前記所定の体積に等しいときに注入を停止する、
ように構成されていることを特徴とする、装置。 - 前記インジェクタ(21)は、液体を含むことができるシリンダ(75)、該シリンダ(75)に受け入れられるピストン(80)、及び、該シリンダ(75)内で前記ピストン(80)を第一の位置から第二の位置に移動することができるアクチュエータ(85)を含み、前記インジェクタ(21)は前記シリンダ(80)内でのピストン(75)の第二の位置への移動が前記循環パイプ(15)に液体を注入させるように構成されている、請求項1記載の装置。
- 前記インジェクタ(21)は前記シリンダ(75)内における前記ピストン(80)の位置を決定し、少なくとも決定された位置から注入された液体の体積を推定することができる、請求項2記載の装置。
- 前記インジェクタ(21)によって回路(16)に注入される液体の体積流速は規定され、前記インジェクタ(21)は、体積流速の少なくとも1つの値を決定し、測定された流速値から注入体積を推定するように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項記載の装置。
- 前記インジェクタ(21)は、液体を推進することができる気体を前記回路(16)中に注入するようにさらに構成されており、前記インジェクタ(21)は前記液体を第一の圧力で注入し、前記気体を第二の圧力で注入するように構成されており、前記第一の圧力は前記第二の圧力以上である、請求項1〜4のいずれか1項記載の装置。
- 前記第一の圧力を測定することができる圧力センサを含む、請求項5記載の装置。
- 前記アクチュエータ(85)は電気モータを含み、前記アクチュエータは前記電気モータによって消費される電流の少なくとも1つの値から第一の圧力を推定することができる、請求項2もしくは3と組合わせた、請求項5記載の装置。
- 上流方向及び下流方向は循環パイプ(15)に対して規定されており、前記流体(F))が前記循環パイプ(15)によって前記ポンプ(12)から前記噴霧器(13)に導かれるときに、前記流体(F)は上流から下流に循環しており、前記インジェクタ(21)は循環パイプ(15)の上流端(15A)に液体を注入するように構成されている、請求項1〜7のいずれか1項記載の装置。
- 前記回路(16)は前記ポンプ(12)に複数の区別される流体(F)を供給することができる色変更ユニット(11)を含み、ここで、
・前記インジェクタ(21)は液体を色変更ユニット(11)に注入するように構成されており、及び/又は、
・前記インジェク(21)は液体をポンプ(12)に注入するように構成されており、及び/又は、
・前記インジェクタ(21)は液体を噴霧器(13)に注入するように構成されており、前記噴霧器(13)は特に回転ボウルを含み、該回転ボウルに液体を導くことができる、請求項1〜8のいずれか1項記載の装置。 - 流体(F)を噴霧することができる噴霧器(13)、ポンプ(12)及び流体(F)用の循環パイプ(15)を含む、流体(F)循環回路(16)を含む、流体(F)をスプレイするための装置(10)によって実施される方法であって、前記ポンプ(12)は前記循環パイプ(15)に流体(F)を注入するのに適しており、前記循環パイプ(15)は、前記ポンプ(12)から前記噴霧器(13)に流体(F)を導くように構成されており、前記装置(10)は少なくとも1つのインジェクタ(21)をさらに含み、前記方法は、前記インジェクタ(21)によって、前記流体(F)とは別個の液体を前記回路(16)に注入する工程を含む方法において、
注入工程は:
・前記注入工程の開始から回路に注入された液体の体積と所定の体積とを比較すること、及び、
・注入された液体の総体積が前記所定の体積に等しいときに注入を停止すること、
を含むことを特徴とする、方法。
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