Brevet FR2004600A1 — publié le 19691128

La présente invention concerne une installation pour préparer des matières plastiques en particulier des mousses et des matériaux homogènes à base de polyuréthanes, à partir d'au moins deux constituants réagissant ensemble ; cette installation consiste essentiellement en autant 5 de réservoirs et de pompes de circulation qu'il y a de constituants ; ces pompes communiquent avec leurs réservoirs respectifs par leurs conduites d'aspiration et avec une installation de mélange par leurs conduites de refoulement. Pour préparer des mousses de polyuréthanes on utilise par 10 exemple comme réactif d'une part des polyisocyanates et d'autre part des composés contenant plusieurs atomes d'hydrogène réactifs. Ces constituants peuvent déjà contenir des produits auxiliaires, comme des stabilisants, des catalyseurs, des agents de réticulation, des agents gonflants, des émulsifiants, des produits régulateurs de porosités, des pigments, des 15 plastifiants, des inhibiteurs ou des accélérateurs. Mais on peut également les introduire dans les circuits d'aspiration ou de refoulement des produits finis, dans la mesure où les propriétés chimiques le permettent ou l'exigent. Pour des raisons particulières on peut avoir avantage à introduire directement ces produits auxiliaires dans l'installation de mélange. 20 Comme autres domaines d'application dë cette installation on peut citer par exdmple la préparation d'isocyaflurate à partir d'isocyanates et d'activeurs comme constituants, ou la préparation de mousse de polystyrène à partir de polystyrène et d'agent gonflant. On peut également préparer de cette manière des mousses de polyamide^. De plus, l'installation 25 convient aussi à la préparation de matériaux durs, que l'on solidifie à l'aide de produits chimiques après le mélange des constituants. Dans les installations connues jusqu'à présent on utilise des pompes à piston à commande par soupapes. Ces pompes présentent l'inconvénient de provoquer à l'aspiration des dépressions entraînant dans les 30 constituants transportés des dégagements de gaz qui conduisent à des irrégularités de débit et provoquent des variations de structure cellulaire particulièrement dans la préparation de mousses. Dans le traitement des isocyanates"on obtient en outre la formation de cristaux sous l'influence de conditions hygrométriques ou par surfusion ; ces cristaux commencent à 35 se former principalement sur les sièges de soupapes et provoquent des fuites dans ces dernières, ce qui entraîne des changements dans les proportions de mélange des constituants. Les pompes à piston en usage jusqu'à présent nécessitent l'utilisation d'un collecteur pour transformer le 69 08310 2 2004600 refoulement intermittènt en un refoulement continu sans à-coups. Il a fallu étudier les pompes pour satisfaire aux conditions mêmes permanentes de débit maximum ; et dans ce on renvoie dans la chambre d'aspiration la fraction non utilisée ; il est alors nécessaire pour cela de faire appel 5 à utl circuit particulier. On a découvert de façon inattendue que l'on peut éviter ces inconvénients en utilisant selon l'invention, comme pompes de circulation, des pompes à piston de type axial à commande par fentes. On est ainsi parvenu à réaliser une installation d'ensemble 10 à encombrement biën plus réduit, puisque les pompes à piston de type axial 'ont des dimensions plus petites pour le même débit et la même pression de service, ce qui constitue un avantage particulièrement dans le cas d'installations amovibles. L'absence de soupapes entraîne également la suppression de fous les inconvénients qu'ellest entraînent. 15 Ce type de pompe à piston >de type axial à commande par fentes consiste essentiellement en un rotor et en un stator. Le rotor est constitué par un corps de pompe monté sur un axe ; ce corps de pompe présente des alésages dans lesquels coulissent les pistons. Les cylindres communiquent avec l'extérieur par des ouvertures à l'aspiration et en refoulement. Les 20 extrémités des pistons opposées aux ouvertures des cylindres sont encastrées et guidées dans des supports lisses. Ces supports lisses coulissent sur un disque oblique faisant partie du stator ; il en résulte un déplacement des pistons au cours du mouvement de rotation du rotor. Le stator comprend en outre le corps de pompe, sur lequel est fixé le disque oblique, et le disque 25 de commande muni de fentes, logé également dans le corps de pompe. Il va sans dire que ce genre de pompe à piston de type axial à commande par fentes peut être également conçu, de manière que l'on puisse intervertir les rôles du stator et du rotor, c'est-à-dire que l'on ferait tourner le stator ci-dessus, le rotor restant fixe, en inversant le système de mise en oeuvre 30 de la pompe. À l'aspiration les cylindres de la pompe à fonctionnement instantané, communiquent avec le branchement d'arrivée de la pompe par les fentes d'admission du disque de commande. De même en refoulement les cylindres communiquent avec le côté refoulement de la pompe par les fentes de 35 sortie du disque de commande. Ce type de pompe permet de maintenir à l'abri des impuretés les matières transportées, puisque la lubrification des organes moteurs s'effectue d'elle-même par les matières transportées, ce qui permet d'éviter la lubrification extérieure. Un autre avantage de l'utilisation 69 08310 3 2004600 des pompes à piston de type âxial réside dans le fait que l'on peut installer ce type de pompe dans une position quelconque. Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux de la pompe à piston de type axial à commande par fentes de l'invention, 5 on équipe l'appareil d'un système de réglage de la course. A cet effet, le disque oblique, sur lequel coulissent les supports lisses des extrémités de piston, pivote autour d'un axe ; dans ces conditions, on peut régler la longueur de couse voulte en utilisant un système régulateur que l'on doit manoeuvrer de l'extérieur. De plus, la longueur de course présente 10 l'avantage particulier 1 de pouvoir se régler en cours de marche. On a ainsi la possibilité de faire varier pour un constituant la structure et le poids spécifique du produit final par le changement rapide de la cylindrée. Par exemple, dans le cas de la fabrication d'un siège, on peut obtenir en une seule opération le siège proprement dit et son dossier en 15 faisant varier le débit d'un constituant ; on obtient ainsi une densité ou une élasticité et une dureté différentes pour le siège proprement dit et son dossier. En particulier, dans le traitement des constituants qui, comme on l'a déjà vu, tendent à former des cristaux dans des conditions déter-20 minées, par exemple des isocyanates, on a spécialement avantage selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention à maintenir à une température supérieure ou égale à 35°C au moins le disque de commande et la surface du corps de pompe tournée vers ce dernier. On a avantage à opérer plus particulièrement dans un intervalle de température compris entre 55 et 65°C 25 environ. On évite ainsi de former en ces endroits des dépôts de cristaux qui seraient la source de fuites. Pour obtenir la température recherchée la pompe de l'invention est munie d'un type de thermostat bien connu. On peut opérer selon une autre solution de conception différente, mais plus simple au point de vue fonction-30 nement, qui consiste en ce que l'on obtient en service une température de frottement d'au moins 35°C. La pression nécessaire dépend en outre naturellement des matériaux de la pompe ou de l'effet lubrifiant des matières transportées. Bien que dans ce qui précède l'on ne décrive qu'un mode de mise 35 en oeuvre caractéristique des pompes à piston de type axial à commande par fentes, l'invention vise cependant tous les genres de pompes à piston de type axial, dont les diverses parties ne présentent que des différences au point de vue réalisation par rapport à celle décrite, sans qu'il y ait de 69 08310 4 2004600 modifications essentielles dans le principe de fonctionnement de la pompe. Par exemple, on peut remplacer dans le disque de commande les fentes par des trouâ.' Les objets et avantages de l'invention seront mieux compris à 5 l'aide de la description qui va suivre et des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente un schéma de l'installation et - la figure 2 représente la coupe longitudinale d'une pompe à piston de type axial à commande par fentes, muni d'un système de réglage 10 de la course. La figure 1 représente un réservoir 1 contenant un constituant A, par exemple un isocyanate. Une tuyauterie d'arrivée 2 aboutit à une pompe à piston de type axial à commande La figure 2 représente le rotor d'un corps de pompe 13, monté sur l'axe 14, qui présente des alésages 15, dans lesquels coulissent les pistons 16. Le cylindre proprement dit 17 communique par les ouvertures 18 30 avec le disque de commande 20 muni de fentes ou de trous 19. Les extrémités des pistons 16 opposées aux ouvertures 18 sont constituées par une tête à rotule 21 et un coussinet sphérique 22 ; ces derniers sont guidés dans une bague de coulissement 23. La bague 23 coulisse sur le disque oblique 24 du stator. Le disque pivote autour de l'axe 26 à l'aide d'un système de 35 réglage de course 25 ; on peut ainsi régler la longueur de course des pistons 16. L'axe 26 est logé dans le corps 27, qui présente en plus la surface d'étanchéification 28 du disque de commande 20. Le trou d'admission 29 et le trou de sortie 30 débouchent sur la trajectoire circulaire des fentes 19 du disque de commande 20. La cavité du corps de pompe 31 est remplie des matières transportées qui assurent la lubrification de la pompe. 08310 5 2004600 REVENDICATIONS 1 - Installation pour préparer des matières plastiques en particulier des mousses et des matériaux homogènes à base de polyuréthanes, à partir d'au moins deux constituants réagissant ensemble au cours de leur mélange, ladite installation consistant en autant de réservoirs et de pompes de circulation qu'il y a de constituants, les réservoirs communiquant avec les pompes correspondantes par des tuyauteries d'aspiration, et les pompes étant toutes reliées à une installation de mélange par des tuyauteries de refoulement, ladite installation étant caractérisée en ce que l'on utilise comme pompes de circulation des pompes à piston de type axial à commande par fentes. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on équipe les pompes à piston de type axial d'un système de réglage de course. 3 - Installation selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu ' au moins le disque de commande et la partie du,corps de pompe tournée vers ce dernier se trouvent à une température supérieure ou égale à 35°C. 4 - Installation selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la pompe à piston de type axial est équipée d'un thermostat. 5 - Installation selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le corps de pompe et le disque de commande sont serrés l'un contre 1'autre à une pression telle que l'on obtient en service une température de frottement d'au moins 35°C.