Brevet FR2095391A1 — publié le 19720211

i 2095391 La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour produire des substances homogènes ou des mousses à partir d'au moins deux composants réagissant l'un avec l'autre qui sont alimentés en continu, ces composants étant retournés en circuit fermé jusqu'aux côtés 5 aspiration correspondants des organes d'alimentation pendant les périodes d'arrêt, et étant au contraire pulvérisés dans une zone de mélange où ils sont mélangés pendant les périodes de travail, le mélange obtenu étant de préférence déchargé dans un moule. Le but du procédé et du dispositif est donc la production 10 de substances homogènes ou de mousses. Cette production s'accompagne d'une mise en forme, par exemple dans un moule, ou en vue du remplissage de cavités de pièces, par exemple d'éléments de carrosserie de véhicules automobiles, & cellules d'avion, de récipients à double paroi, ou en vue de l'enduc-tion de surfaces. 15 L'invention vise à éviter, lors de la production de ces matières synthétiques ou lors de la production de pièces composées de ces matières, la formation de défauts, notamment sur les surfaces, tels que les défauts qui se produisent lorsque l'un des composants de la réaction est en avance par rapport à l'autre composant au moment de l'entrée dans 20 la zone de mélange, ou lorsque l'un des composants est en retard par rapport à l'autre au moment de l'interruption du processus de mélange. En raison de cette avance ou de ce retard, une partie relativement faible d'un des composants n'est pas incorporée dans le mélange et est introduite de la zone de mélange dans le moule ou dans la cavité à cet état, si bien 25 qu'elle forme finalement un défaut affaiblissant la pièce moulée finie. Si un tel défaut est en outre visible à la surface de la pièce moulée et si la partie en question de la surface est exposée à la vue après le montage de la pièce moulée, comme cela est le cas par exemple pour la face d'un tableau de bord d'un véhicule automobile tournée vers l'habitacle de celui-ci, 30 toute la pièce moulée est inutilisable. Il est par conséquent d'une importance capitale d'empêcher l'avance ou le retard d'un des composants par rapport à l'autre. Conformément à l'invention, l'avance ou le retard d'un des composants est empêché par le fait que les composants sont également pul-35 vérisés pendant les périodes d'arrêt, mais sans être mélangés et pendant qu'ils circulent dans un circuit fermé. On connaît déjà la circulation des composants dans un circuit fermé par le brevet britannique 950 347, 71 22354 2 2095391 mais le dispositif connu décrit dans ce brevet se rapporte à une machine basse pression dont chaque conduit d'alimentation contient un robinet de commutation à trois voies, dans laquelle les deux robinets de commutation peuvent être manoeuvrés simultanément, et dans laquelle les composants 5 sont recyclés sans passer par les soupapes ou les buses d'admission proprement dites. La particularité essentielle de l'invention réside dans le fait que, grâce à la pulvérisation continue des composants, même pendant les périodes d'arrêt, l'ensemble du système de conduits d'alimentation reste 10 exempt de variations de la pression puisque c'est justement aux pressions élevées que les variations de la pression peuvent se produire, par exemple sous l'effet de résonances engendrées par l'action des buses. Ces variations provoquent à leur tour une avance ou un retard indésiré d'un des composants. L'invention permet donc d'effectuer la pulvérisation sous 15 pression des composants de telle manière qu'un jet uniforme sorte en permanence des buses d'admission, si bien que la pulvérisation'pendant les périodes de travail, c'est-à-dire pendant l'injection des composants dans la chambre de mélange, se déroule sous les mêmes conditions, y compris au début et à la fin du processus de mélange. 20 Le procédé suivant l'invention est applicable à tous les composants de réaction fluides et pulvérisables, par exemple pour la production de substances homogènes, pendant laquelle une matière synthétique est mélangée avec un durcisseur liquide. Le procédé convient en particulier pour la production de matières synthétiques ou de pièces moulées 25 massives ou alvéolaires à base de polyuréthanne, de polyester insaturé, de résine époxy, de 5 -caprolactame et de leurs copolymères. Le dispositif suivant l'invention pour la mise en oeuvre du procédé se compose, de manière en soi connue, d'au moins deux systèmes de conduits d'alimentation -l'un pour chaque composant- dans chacun desquels 30 est montée une pompe travaillant en continu, les parties des systèmes de conduits d'alimentation se trouvant du côté refoulement se terminant par des buses d'admission débouchant dans une chambre de mélange, et ces parties des systèmes de conduits d'alimentation se trouvant du côté refoulement contenant des robinets commutables à trois voies au moyen desquels les 35 parties des systèmes de conduits d'alimentation se trouvant du côté refoulement peuvent être reliées aux parties des systèmes de conduits d'alimentation se trouvant du côté aspiration pendant les périodes d'arrêt à ORIGINAL 71 22354 3 2095391 travers des conduits de retour, et au moyen desquels ces parties se trouvant du côté refoulement peuvent être reliées à la chambre de mélange pendant les périodes de travail. Selon l'invention, le dispositif comprend un seul robinet 5 commun à trois voies qui est monté entre les buses d'admission et la chambre de mélange et qui présente des canaux de retour et des canaux d'alimentation pour chaque composant, les canaux de retour établissant la communication entre les buses d'admission et les perçages de raccordement réalisés dans le corps du robinet pour les conduits de retour lorsque le robinet 10 occupe la position correspondant à une période d'arrêt, et les canaux d'alimentation établissant la communication entre les buses d'admission et la chambre de mélange lorsque le robinet occupe la position correspondant à une période de travail. Selon l'invention, les canaux de retour et les canaux d'alimen-15 tation peuvent être prévus soit complètement dans la partie mobile ou clé du robinet soit en partie dans la clé et en partie dans le corps ou boisseau du robinet. De nombreuses variantes de réalisation sont ainsi offertes au fabricant. L'utilisation d'un seul robinet commun à trois vois pour les deux composants assure que l'alimentation et la coupure de l'introduction 20 des composants dans la chambre de mélange s'effectuent toujours en synchronisme, sans que l'un des composants avance ou retarde par rapport à l'autre, à condition, bien entendu, que la fabrication du robinet à trois voies soit effectuée avec la précision voulue. Le robinet à trois voies est réalisé, soit sous la forme d'un 25 tiroir plat, soit sous la forme d'un tiroir rotatif. La demanderesse a trouvé qu'un mode de réalisation particulier du dispositif suivant l'invention, dans lequel la chambre de mélange est prévue tout au moins en partie mais de préférence en totalité, à l'intérieur du robinet à trois voies, est particulièrement avantageux. 30 La demanderesse a trouvé en outre qu'il est très avantageux de réaliser le robinet sous la forme d'un tiroir rotatif, de fraiser les canaux de retour dans la clé du tiroir, de réaliser les canaux d'alimentation sous la forme de perçages radiaux et de prévoir la chambre de mélange au centre, entre les canaux d'alimentation, à l'intérieur de la clé. Ce mode 35 de réalisation apporte l'avantage particulier que les canaux d'alimentation peuvent être très courts, de sorte que les buses d'admission -se trouvant l'une en face de l'autre- peuvent être disposées très près l'une de l'autre. 71 22354 4 2095391 Pour éviter la formation d'angles morts dans la chambre de mélange, également pendant les périodes d'arrêt, cette chambre est réalisée, conformément à une caractéristique particulière de l'invention, de manière que les canaux d'alimentation s'élargissent de façon continue depuis la 5 périphérie de la clé du robinet, et forment une zone de transition régulière avec la chambre de mélange. Le débit des composants en fonction du temps pendant le processus de commutation est en outre fonction de la forme géométrique des canaux de retour. C'est pourquoi une autre caractéristique avantageuse de l'invention 10 prévoit que la clé du robinet est interchangeable, ce qui permet l'utilisation de clés présentant des canaux de retour de différentes conformations, suivant les besoins. La réalisation du robinet sous la forme d'un tiroir rotatif a en outre l'avantage qu'un tel robinet est insensible aux dépôts pouvant se 15 formei; ce qui se traduit par une augmentation de la fiabilité. Le robinet à trois voies est de préférence équipé d'un dispositif de rinçage qui est alimenté, par exemple et de façon en soi connue, d'une substance de rinçage liquide ou d'air comprimé. Il va de soi que le dispositif peut être réalisé de façons très 20 diverses, sans sortir du cadre de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-tiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de l'ensemble d'un dispositif 25 suivant l'invention ; - la figure 2 est une coupe longitudinale du corps du tiroir plat constituant le robinet à trois voies, dans la position correspondant à une période de travail; - la figure 3 est une coupe longitudinale du corps du tiroir 30 plat représenté sur la figure 2, mais après une rotation de 90°; - la figure 4 est une coupe longitudinale du corps du tiroir plat représenté sur les figures 2 et 3, mais dans la position correspondant à une période d'arrêt; - la figure 5 est une coupe longitudinale du corps du tiroir 35 plat représenté sur la figure 4, mais après une rotation de 90°; - la figure 6 est une coupe longitudinale du corps d'un tiroir rotatif constituant le robinet à trois voies, dans la position correspondant 71 22354 5 2095391 à une période de travail; - la figure 7 est une coupe longitudinale du corps du tiroir rotatif représenté sur la figure 6, mais dans la position correspondant à une période d'arrêt; 5 - la figure 8 est une coupe suivant la ligne A-B de la figure 7, servant à illustrer le recyclage; et - la figure 9 est une coupe suivant la ligne C-D de la figure 7, servant à illustrer le processus de rinçage. La figure 1 représente des réservoirs d'alimentation 1 et 2 10 d'où les composants de réaction sont introduits, à travers des systèmes de conduits d'alimentation 3 et 4, dans une chambre de mélange 5. L'alimentation est assurée par des pompes 6 et 7 qui divisent chacun des systèmes de conduits d'alimentation 3 et 4 en une partie côté aspiration 8 ou 9 et une partie côté refoulement 10 ou 11. Les parties côté refoulement 15 10 et 11 se terminent par des buses d'admission 13, 14 qui débouchent dans la chambre de mélange 5. Le robinet à trois voies est désigné par 15. De la tête de mélange 5 partent des conduits de retour 16 et 17 qui sont raccordés aux parties côté aspiration 8 et 9 des systèmes de conduits d'alimentation 3 et 4. Un dispositif de rinçage, représenté très schématiquement, 20 est désigné par 18. La réalisation du robinet à trois voies 15 est décrite en détail relativement aux exemples particuliers représentés sur les figures 2 à 5 et 5 à 9. Dans l'exemple représenté sur les figures 2 à 5, le robinet à trois voies 19 se compose d'un corps 20 et d'un tiroir plat 21. Dans 25 la position correspondant à une période de travail (voir les figures 2 et 3), les deux composants a et b sont alimentés à travers les canaux 34, 35 et pulvérisés à travers les buses d'admission 22, 23 dans la chambre de mélange 24 qui est prévue directement à l'intérieur du tiroir plat 21. Le mélange quitte la chambre de mélange 24 et le corps 20 à travers le canal 30 de sortie 25. Le tiroir plat 21 présente en outre des canaux de retour 26 et 27. Ces derniers peuvent se raccorder dans le corps 20 à des perçages de raccordement 28, 29 pour des conduits de retour 30 et 31. Un raccordement pour la substance de rinçage est désigné par 32 et le canal de sortie pour la substance de rinçage est désigné par 33. 35 Les figures 4 et 5 représentent la position du tiroir plat 21 qui correspond à une période d'arrêt. Dans cette position, les composants sont également pulvérisés à travers les buses d'admission 22, 23, mais ils s'écoulent, grâce à la modification de la position du tiroir plat 21, à travers les canaux de retour 26, 27, les perçages de raccordement 28,29 71 22354 6 2095391 et les conduits de retour 30, 31 jusqu'à la partie côté aspiration du système de conduits d'alimentation correspondant. Le dispositif de rinçage non représenté presse en môme temps une substance de rinçage dans la chambre de mélange 24 à travers le raccordement 32 pour cette substance, 5 de sorte que cette chambre est nettoyée. La substance de rinçage quitte la chambre 24 à travers le canal de sortie 33 qui coïncide, dans cette position du tiroir plat 21, avec la partie 25^ -pratiquée dans ce tiroir-du canal de sortie 25 de la chambre de mélange 24. Dans l'exemple représenté sur les figures 6 à 9, le robinet 10 à trois voies 36 est composé d'un corps ou boisseau 37 et d'une clé 38. La figure 6 représente la position correspondant à une période de travail, position dans laquelle les composants sont alimentés à travers les canaux 42, 43 et pulvérisés dans la chambre de mélange 41 à travers les buses d'admission 39, 40. Le mélange quitte la chambre de mélange 41 15 à travers le canal de sortie 44. Les figures 7 à 9 représentent la position du"robinet qui correspond à une période d'arrêt, dans laquelle les composants sont également pulvérisés par les buses d'admission 39, 40, mais dans laquelle ils parviennent dans les canaux de retour 45, 46 qui dirigent les compo-20 sants jusqu'avec conduits de retour 47 , 48 d'où ils entrent dans les parties côté aspiration des systèmes de conduits d'alimentation. La chambre de mélange 41 et les canaux d'alimentation 42, 43 sont rincés pendant le recyclage-des composants. La substance de rinçage est introduite sous pression à travers le canal d'arrivée 49, elle s'écoule à travers le canal d'admis-25 sion 51 dans la chambre de mélange 41 au moment où le clapet 50 est ouvert et elle quitte cette chambre à travers le canal de sortie 44 (figure 7). -71 22354 7 2095391 R_E_V_E_N_D_X_C_A T_X_0_N_S 1. Procédé pour produire des substances homogènes ou des mousses à partir d'au moins deux composants réagissant l'un avec l'autre 5 qui sont alimentés en continu, ces composants étant retournés en circuit fermé jusqu'aux côtés aspiration correspondants des organes d'alimentation pendant les périodes d'arrêt, et étant au contraire pulvérisés dans une zone de mélange où ils sont mélangés pendant les périodes de travail, le mélange obtenu étant de préférence déchargé dans un moule, caractérisé en ce que 10 les composants sont également pulvérisés pendant-les-périodes d'arrêt, mais sans être mélangés et pendant qu'ils circulent dans un circuit fermé. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, comprenant au moins deux systèmes de conduits d'alimentation dans chacun desquels 15 est disposée une pompe travaillant en continu, les parties de systèmes de conduits d'alimentation se trouvant du côté refoulement se terminant par des buses d'admission débouchant dans une chambre de mélange, et ces parties des systèmes des conduits d'alimentation se trouvant du côté refoulement contenant des robinets commutables à trois voies au moyen desquels les 20 parties des systèmes de conduits d'alimentation se trouvant du côté refoulement peuvent être reliées aux parties des systèmes de conduits d'alimentation ou les réservoirs d'alimentation se trouvant du côté aspiration pendant les périodes d'arrêt à travers des conduits de retour, et au moyen desquels ces parties se trouvant du côté refoulement peuvent être reliées 25 à la chambre de mélange pendant les périodes de travail, caractérisé en ce que le dispositif comprend un seul robinet commun ■ à trois voies qui est monté entre les buses d'admission et la chambre de mélange et qui présente des canaux de retour et des canaux d'alimentation pour chaque composant, les canaux de retour établissant la communication entre les buses 30 d'admission et les perçages de raccordement réalisés dans le corps du robinet pour les conduits de retour lorsque le robinet occupe la position correspondant à une période d'arrêt, et les canaux d'alimentation établissant la communication entre les buses d'admission et la chambre de mélange lorsque le robinet occupe la position correspondant à 35 une période de travail. 71 22354 8 2095391 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le robinet à trois voies est réalisé comme un tiroir plat. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le robinet à trois voies est réalisé comme un tiroir rotatif. 5 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la chambre de mélange est au moins en partie disposée à l'intérieur du tiroir plat ou l'intérieur de la partie mobile du robinet. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5> caractérisé en que les canaux de retour sont fraisés dans la partie mobile ou clé du tiroir 10 rotatif, en ce que les canaux d'alimentation sont réalisés comme des perçages radiaux, et en ce que la chambre de mélange est prévue au centre, entre les canaux d'alimentation, à l'intérieur de la clé du robinet. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le robinet à trois voies est équipé d'un dispositif 15 de rinçage. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la clé du robinet est interchangeable, ce qui permet l'utilisation de clés dont les canaux de retour sont réalisés différemment.