Brevet FR2001179A1 — publié le 19690926

i 2001179 La présente invention concerne un dispositif pour le chauffage et le refroidissement de moules servant à la fabrication d'objets en matière plastique, notamment par le procédé par rotation, et dont les parois sont étudiées pour être traversées par 5 un liquide de chauffage, puis par un liquide de refroidissement, étant munies d'au moins un.conduit d'arrivée au moule et comportant une pompe de refoulement et au moins un conduit de retour évacuant le fluide du moule, d'où lequel ce fluide est renvoyé à la pompe de refoulement en passant par un dispositif de chauffage 10 ou par un dispositif de refroidissement. Les parois de ces moules doivent être aussi minces que possible afin qu'ils puissent être chauffés rapidement et refroidis de même. Par ailleurs, il faut que ces parois soient capables de résister à la pression du liquide de chauffage ou de refroidisse-15 ment envoyé par la pompe, ce qui présente certaines difficultés, notamment lorsqu'il s'agit de moules de grandes dimensions. En outre, ces moules qui doivent être utilisés selon le procédé par rotation doivent être aussi légers et aussi peu encombrants que possible. 20 On a déjà essayé de surmonter ces difficultés en montant dans le conduit de retour une pompe aspirante de puissance légèrement supérieure à celle de la pompe refoulante. On évite ainsi, en établissant un moule déterminé, c'est-à-dire afin d'obtenir une résistance déterminée du moule au passage du fluide ainsi 25 qu'une viscosité déterminée du liquide, qu'il se produise une surpression, de sorte qu'il est possible de construire des moules même très grands, de parois relativement minces pouvant être par conséquent facilement chauffés, puis refroidis. Par suite du pompage et de l'évacuation simultanée du liquide, il est possible de 30 le brasser à très grande vitesse de sorte que le gradient de température entre l'entrée du liquide de chauffage et l'évacuation du liquide de refroidissement est faible et que, par conséquent, même de très grands moules peuvent être maintenus à une température constante pouvant être déterminée avec précision. Ce détail 35 est important car c'est justement lorsqu'on utilise des moules de grandes dimensions qu'un chauffage uniforme est fréquemment déterminant pour la qualité des objets en matière plastique fabriqués avec ce moule. Afin d'améliorer encore le dispositif précité, il est prévu 40 un circuit de liquide chaud et un circuit de liquide froid, 69 01607 2 2001179 séparé du premier, une pompe refoulante et une pompe aspirante étant associées à chacun de ces circuits. Cependant, l'efficacité .des mesures précitées dépend, ainsi qu'il a été mentionné, de la résistance que le moule oppose au 5 passage du fluide ainsi que de la viscosité du fluide envoyé par la pompe à travers le moule. Dans le cas d'un tel dispositif, par exemple d'une machine rotative, il doit être cependant possible d'utiliser les moules les plus différents, de contenance et de surface souvent très différentes et opposant en conséquence des 10 résistances très différentes au passage du fluide. En outre la viscosité du liquide de chauffage et du liquide de refroidissement dépend fortement de la température, par exemple lorsqu'on chauffe à 220°C, et est infiniment moindre que lorsqu'on refroidit à 40°C. De cette manière, la température choisie pour le 15 chauffage et pour le refroidissement dépend de la nature du moule et de l'objet en matière plastique devant être fabriqué avec ce moule, et surtout des matières plastiques à traiter. On a constaté qu'un moule, lorsqu'il est bien traversé par le liquide de chauffage,se déforme pendant la traversée du liquide 20 de refroidissement, et éventuellement éclate par suite de la plus grande viscosité et par conséquent du moins bon écoulement et de la pression plus forte qui en résulte. Le même phénomène peut se produire lorsque le dispositif est établi pour un moule déterminé avec une résistance déterminée au passage du fluide, puis lors-25 qu'on utilise un autre moule dans lequel la résistance intérieure est plus élevée. Il est vrai qu'il est possible de remédier à ces risques en utilisant des moules plus épais mais ceci est en contradiction avec la condition exigée, c'est-à-dire de construire des moules de parois aussi minces que possible afin qu'il puisse 30 s'échauffer rapidement et se refroidir de même. Dans le cas d'un dispositif comportant une pompe aspirante supplémentaire dans le conduit de retour, on a constaté cet inconvénient encore plus grand, que lorsqu'on utilise un moule dans lequel la pression du liquide s'élève, soit par suite de la forme 35 du moule lui-même, soit par suite d'une plus grande viscosité du liquide, la pompe aspirante ne reçoit plus assez de liquide, d'où il s'en suit que le dispositif de chauffage et de refroidissement monté en aval dans le circuit n'est plus bien parcouru par le liquide. La pompe refoulante ne reçoit alors plus assez de 69 01607 3 2001179 liquide de chauffage et de refroidissement exactement tempéré, de sorte que la commande et le réglage précis du chauffage ou du refroidissement du moule s'effondrent et sont inopérants. le but de l'invention est de permettre la réalisation d'un dis-5 positif du type précité grâce auquel le moule est à l'abri de surpressions indésirables, la pompe aspirante étant en outre éventuellement toujours alimentée suffisamment et le dispositif de chauffage et de refroidissement monté en aval étant toujours suffisamment parcouru par le liquide, quelle que soit la résistance intérieure op-10 posée par le moule au passage du liquide et quelle que soit la viscosité du liquide de chauffage ou de refroidissement utilisé, le dispositif devant en outre être relativement simple. Pour résoudre ce problème, il est prévu suivant l'invention un conduit de dérivation raccordé au conduit d'arrivée, entre la pompe 15 refoulante et le moule, ce conduit de dérivation contenant un conduit de retour (ou débouchant dans un réservoir) et une soupape de décharge ou étant raccordé à un régulateur de circulation du circuit d'arrivée. Lorsque la pression, soit par suite de la résistance intérieure opposée par le moule à la traversée du liquide, soit par 20 suite d'une viscosité plus élevée du liquide, par exemple du liquide de refroidissement à 40°C par rapport au liquide de chauffage qui est à 220°0 monte dans le moule au delà d'une valeur déterminée, la soupape de décharge montée dans le circuit de dérivation s'ouvre plus ou moins et laisse passer plus ou moins de liquide directement 25 dans le conduit de retour. De ce fait, le moule est à l'abri de pressions intérieures excessives. C'est pourquoi il est rationnellement prévu peu avant le moule, ou de préférence sur le moule lui-même, un manomètre indiquant la pression du liquide traversant le moule. En outre, la soupape de décharge est avantageusement comman-30 dée par la pression. Le manomètre mentionné peut être associé à cette soupape de façon à la commander, de telle sorte qu'il en résulte un réglage automatique. Kais il peut également suffire de régler la soupape de décharge à la main, notamment lorsque la résistance intérieure opposée par le moule au passage du liquide 35 doit être prise en considération et non pas tellement les variations de viscosité du liquide de chauffage ou de refroidissement. Ceci est surtout le cas lorsque, ainsi qu'il a été mentionné dans les brevets précités, on travaille avec un circuit de liquide de 69 01607 4 2001179 chauffage et un circuit de liquide de refroidissement séparés, une pompe refoulante et un conduit de retour étant associés à chaque circuit. Suivant l'invention, un tel circuit de dérivation est ration-5 nellement prévu dans chaque circuit. A 1'encontre de ce qui est prévu dans les brevets antérieurs, on obtient cet avantage que, grâce à des moyens plus simples, c'est-à-dire en évitant de monter une pompe aspirante dans le conduit de retour, on obtient pour un grand nombre de moules de sections différentes, un écoule-, 10 ment meilleur et plus sûr, de sorte que ces moules peuvent être fabriqués avec des parois plus minces sans qu'ils risquent d'éclater. Dans le cas d'un dispositif dans lequel est montée une pompe aspirante dans le conduit de retour, comme proposé dans les bre-15 vets antérieurs, et dont le débit est de préférence légèrement supérieur à celui de la pompe refoulante, et le liquide étant ramené de la pompe aspirante à la pompe refoulante en passant par le dispositif de chauffage et de refroidissement, le conduit de dérivation débouche, suivant l'invention, à la manière d'un con-20 duit d'arrivée supplémentaire à la pompe aspirante, et en amont de celle-ci, dans le circuit de retour. Grâce à ce conduit d'amenée en dérivation supplémentaire alimentant la pompe aspirante, celle-ci est constamment alimentée avec une quantité suffisante de liquide de chauffage ou de refroidissement. Le courant de li-25 quide n'est plus interrompu et les dispositifs de chauffage et de refroidissement montés en aval restent constamment traversés de façon convenable par le liquide. Lorsque la pression régnant dans le moule monte, soit par suite d'une résistance intérieure opposée par le moule au passage du fluide, soit par suite d'une visco-30 site plus élevée du liquide, par exemple du liquide de refroidissement à 40°, par rapport au liquide de chauffage qui est à 220°, et que- cette pression dépasse une valeur déterminée, la soupape de décharge montée dans le conduit d'arrivée en dérivation s'ouvre plus ou moins et augmente plus ou moins l'alimentation de la 35 pompe aspirante. Lorsqu'on travaille avec un circuit de liquide de chauffage séparé du circuit de liquide de refroidissement, chaque circuit comportant une telle pompe refoulante et une telle pompe aspirante, il est alors prévu suivant l'invention de disposer rationnellement dans chaque circuit un tel circuit d'arrivée 60 O1607 5 2001179 en dérivation pour chaque pompe aspirante. Suivant un autre mode de réalisation de l'objet de l'invention, chaque conduit en dérivation est raccordé à un régulateur de débit monté dans chaque conduit d'arrivée. Ceci suffit notam-5 ment dans tous les cas dans lesquels notamment la résistance intérieure opposée par le moule au passage du fluide doit être, prise en considération, et, par exemple en prévoyant un circuit de refroidissement séparé du circuit de chauffage, il est possible de tenir compte d'une autre façon de la modification de viscosité du liquide traversant le moule, par exemple par le réglage préalable du régulateur de débit monté dans chaque conduit d'arrivée. La contenance et la surface intérieure de chaque moule, et par conséquent la résistance intérieure au passage du fluide, sont connues. Il est donc possible d'attribuer à chaque moule un indice numérique distinctif déterminé correspondant à la résistance intérieure au passage du liquide selon lequel le régulateur de débit peut être réglé, outre selon la viscosité de chaque liquide. Une quantité déterminée du liquide est déviée dans le conduit de dérivation ou dans le conduit d'arrivée en dérivation alimentant chaque pompe aspirante. Il serait alors possible de renoncer à monter un manomètre sur le moule. Mais de préférence, il est malgré tout prévu, un manomètre ou au moins un raccord auquel peut être adjoint un manomètre afin de permettre un contrôle. Chaque conduit de dérivation peut être également disposé contre ou à l'intérieur du moule lui-même. Eventuellement un tel moule peut être considéré comme partie constituante du dispositif suivant l'invention. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins schématiques annexés montrant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'objet de l'invention. La fig. 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation comportant une pompe refoulante et une pompe aspirante. La fig. 2 montre un second mode de réalisation comportant é-galement une pompe refoulante et une pompe aspirante. La fig. 3 montre le schéma d'un troisième mode de réalisation ne comportant qu'une pompe refoulante. Le moule, désigné par 1 sur ces figures est à doubles parois 69 01607 6 2001179 délimitant une chambre intérieure 2 parcourue par le liquide de chauffage et par le liquide de refroidissement. Suivant le mode de réalisation que montre là fig. 1, dans cet espace intérieur 2 débouche un conduit d'arrivée 3 d'où part un conduit de retour 5 4. Dans le conduit d'arrivée 3 est montée une pompe refoulante P^ et dans le conduit de retour 4 une pompe aspirante Pg. Cette dernière pompe a de préférence un débit légèrement supérieur à celui de la pompe refoulante P^. Le liquide est renvoyé par la pompe aspirante Pg à la pompe refoulante P^ par l'intermé-10 diaire d'un dispositif de chauffage ou de refroidissement (non représenté), des organes de commande correspondants étant prévus. Suivant l'invention, et dans le cas du mode de réalisation représenté à titre d'exemple sur la fig. 1, il est prévu entre la pompe refoulante P^ et le moule 1 un conduit d'arrivée de dé-15 rivation 5 raccordé au conduit d'arrivée 3 et destiné à alimenter la pompe aspirante P , ce conduit débouchant en amont de S la pompe aspirante dans le conduit de retour 4 et comportant une soupape de décharge 6. Sur le moule 1 est monté un manomètre 7 indiquant la pression du fluide qui le traverse. La soupape de 20 décharge .6 peut être réglée à la main selon les indications fournies par ce manomètre. Comme indiqué en 8, le manomètre 7 peut être également monté peu en amont du moule 1. En outre, on a indiqué en traits mixtes un conduit de communication et de commande 9 entre le manomètre 7 et la soupape de décharge 6, ce 25 qui permet à la soupape de décharge 6 d'être commandée automatiquement . Suivant le mode de réalisation que montre la fig. 2 il est prévu un circuit de fluide de chauffage avec conduit d'arrivée 10, une pompe refoulante un conduit de retour 11 et une 30 pompe aspirante Cette dernière ramène le conduit de chauf fage à la pompe refoulante Pdh en passant par un dispositif de chauffage 12. De même que suivant le mode de réalisation que montre la fig. 1, au conduit d'arrivée 10 du circuit de chauffage est raccordé un conduit 13 d'arrivée en dérivation qui débouche 35 dans le conduit de retour 11 en amont de la pompe aspirante Pgh» ce conduit 13 partant d'un régulateur 14 de passage du fluide monté dans le conduit d'arrivée 10. Ce régulateur est établi en fonction de la viscosité du liquide de chauffage utilisé et est en outre réglé selon la résistance intérieure opposée 69 01607 7 2001179 par le moule 1 au passage du fluide. Il est en outre prévu un circuit de fluide de refroidissement comportant un conduit d'arrivée 15, une pompe refoulante un conduit de retour 16 et une pompe aspirante Cette pompe aspirante renvoie le li-5 quide de chauffage à la pompe refoulante P^ par l'intermédiaire d'un réservoir 17 et (ou) d'un dispositif de refroidissement (non représenté). Entre le conduit d'arrivée 15 et le conduit de retour 16 est prévu, comme dans le circuit de chauffage, un conduit 18 0 d'arrivée et de dérivation associé à la pompe aspirante Ce conduit 18 d'arrivée et de dérivation part d'un régulateur de débit 19 monté dans le conduit d'arrivée 15. En amont du moule débouchent le conduit d'arrivée 10 du circuit de chauffage et le conduit d'arrivée 15 du circuit de refroidissement avec cha-5 que fois interposition d'une soupape de retenue 20 de type usuel, ces deux conduits 10 et 15 débouchant dans un conduit d'arrivée commun 21 allant au moule 1. De même, du moule 1 part un conduit d'évacuation commun 22 qui se scinde en deux conduits de retour 11 et 16. 0 Egalement suivant ce mode de réalisation représenté sur la fig. 2, un manomètre peut être monté peu en amont du moule 1 ou sur ce moule. Les régulateurs de débit 14 et 19 sont réglés selon des indices attribués soit à ce manomètre, soit au moule utilisé. Ces indices assurent que chaque pompe aspirante Pgli et 5 Pg^ sont toujours suffisamment alimentés en liquide et que par conséquent les dispositifs de chauffage et de refroidissement sont toujours correctement parcourus par le liquide. En outre, t ceci permet de soustraire le moule à desjpressions intérieures excessives. 0 II est naturellement possible également, lorsque les circuits de chauffage et de refroidissement sont séparés, de monter dans chaque conduit d'arrivée et de dérivation 13 et 18 une soupape de décharge 6 suivant le mode de réalisation que montre la fig. 1. Le moule 1 représenté sur la fig. 3 comporte également deux 5 parois délimitant un espace intérieur 2 que traversent le liquide de chauffage et le liquide de refroidissement. Dans cet espace intérieur 2 débouche un conduit d'arrivée 3 d'où part un conduit de retour 4. Sous ce rapport, ce mode de réalisation coïncide avec les modes de réalisation précédemment décrits et 6° 01607 8 2001179 représentés sur les fig. 1 et 2. Dans le conduit d'arrivée 3 est montée une pompe refoulante 24. Le conduit de retour 4 débouche dans un réservoir 25 pouvant contenir un dispositif de chauffage ou de refroidissement 26. De là, le liquide retourne 5 à la pompe refoulante 24 par un conduit 27, des organes de commande correspondants étant prévus à cet effet. Suivant l'invention, entre la pompe refoulante 24 et le moule 1 est raccordé au conduit d'arrivée 3 un conduit de dérivation 28 débouchant directement dans le réservoir 25 et comportant une soupape de décharge 29- Le conduit en dérivation 28 peut également déboucher dans le conduit de retour 4 en amont du réservoir 25. Sur le moule 1 est monté un manomètre 30 destiné à mesurer la pression du liquide qui le traverse. On règle la soupape de décharge 29 à la main selon les indications fournies par ce manomètre. Le manomètre 30 peut être également raccordé au conduit d'arrivée 3 peu en amont du moule 1. En outre, on a indiqué en traits mixtes un conduit de communication et de commande 31 entre le manomètre 30 et la soupape de décharge 29, ce conduit de communication réglant automatiquement la soupape de décharge 29. On a également indiqué en traits mixtes un régulateur de débit 32 monté dans le conduit d'arrivée 3 et qui, raccordé au conduit de dérivation . 21, peut remplacer la soupape de décharge 29- Ce régulateur de débit 32 est réglé selon la résistance intérieure opposée par le moule 1 au passage du fluide, soit conformément à des indices associés au manomètre 30, soit conformément à des indices associés au moule. Le moule est ainsi à l'abri des pressions intérieures excessives. On a représenté en outre en traits mixtes sur la fig. 3 une autre variante possible selon laquelle, le réservoir 25 étant constitué par un simple réservoir de réserve, c'est-à-dire sans dispositif de chauffage ni dispositif de refroidissement 26, une pompe 33 est montée en aval qui pompe le liquide du réservoir 25 pour l'envoyer dans un dispositif de chauffage ou de refroidissement spécial 34 d'où il est envoyé à la pompe refoulante 24 par un conduit 35- Sur la fig. 3S on n'a représenté qu'un seul dispositif de chauffage 26 et un seul dispositif de refroidissement 34. Il est prévu de monter, en parallèle avec un dispositif de chauffage, 69 01607 9 2001179 un dispositif de refroidissement correspondant, des organes de commande correspondants étant prévus de telle sorte que, d'une part, le circuit de chauffage soit fermé par le dispositif de chauffage et que, d'autre part, le circuit de refroidissement soit 5 fermé par le dispositif de refroidissement, le conduit de dérivation 28 intervenant dans les deux cas. C'est pourquoi le circuit de chauffage et le circuit de refroidissement comportent chacun un tronçon commun de conduit d'arrivée et un tronçon commun de conduit de retour.. Le conduit de dérivation 28 débouche alors 10 dans chacun de ces deux tronçons. Il est également possible (bien que ce ne soit pas représenté), de prévoir un circuit de liquide de chauffage et un circuit de liquide de refroidissement séparé du premier, à chaque circuit étant associés une pompe refoulante 24, un réservoir 25 et, sui-15 vant l'invention, un conduit de dérivation 28 avec soupape de décharge 29 ou régulateur de débit 32. Dans la pratique, l'ensemble de l'installation fait partie d'une machine, notamment d'une machine rotative utilisable pour la fabrication d'objets en matière plastique. Le dispositif, objet 20 de l'invention, est alors monté dans ou sur le corps de la machine. Les détails de réalisation peuvent être modifiés sans s'écarter de l'invention,, dans le domaine des équivalences techniques. 69 01607 10 2001179 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le chauffage et le refroidissement de moules utilisables pour la fabrication d'objets en matière plastique, notamment suivant le procédé par rotation, et dont les parois 5 sont étudiées pour être traversées par un liquide de chauffage et par un liquide de refroidissement, comportant au moins un conduit d'arrivée allant au moule et comportant une pompe refoulante et au moins un conduit de retour partant du moule, d'où le liquide est renvoyé à la pompe refoulante par un dispositif de chauffage et par un dispositif de refroidissement^caractérisé en ce qu'entre la pompe refoulante (P^, P^j 2i{) le moule (1) est rac cordé un conduit de dérivation (5, 13, 18, 28) court-circuitant le moule, qui débouche dans le conduit de retour (4, 11, 16) ou dans un réservoir (25) et comporte une soupape de décharge (6, 29) ou est raccordé à un régulateur de débit (14, 19, 32) monté dans le conduit d'arrivée (10, 15, 3). 2. Dispositif suivant la revendication 1, suivant lequel une pompe aspirante est montée dans le conduit de retour, dont le débit est quelque peu supérieur à celui de la pompe refoulante, le liquide provenant de la pompe aspirante étant renvoyé à la pompe refoulante en passant par le dispositif de chauffage ou de refroidissement, caractérisé en ce que le conduit de dérivation (5, 13j 18) constituant un conduit d'arrivée supplémentaire pour la pompe aspirante (Pg3 ^S]P débouche en amont de cette pompe dans le conduit de retour (4, 11, 16). 3- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la soupape de décharge (6, 9) est constituée par une soupape commandée par la pression. 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3a caractérisé en ce qu'il est monté peu en amont du moule ou de préférence sur le moule (1) un manomètre (7, 30) indiquant la pression du liquide qui le traverse. 5. Dispositif suivant les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le manomètre (7, 30) est relié par un conduit de communication (9, 31) à la soupape de décharge (6, 29) dont il assure la commande. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5 comportant un circuit de liquide de chauffage et un circuit de liquide de refroidissement, chaque circuit comportant une pompe refoulante 69 01607 ii 2001179 et éventuellement une pompe aspirante, caractérisé en ce que dans chaque circuit est disposé un conduit de dérivation (13» 18, 28), agissant éventuellement comme conduit d'arrivée supplémentaire associé à chaque pompe aspirante ~ sk^" 5 7» Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, carac térisé en ce que chaque conduit de dérivation est monté sur le moule ou dans le moule.