Brevet FR2077794A1 — publié le 19711105

L'invention a trait à un dispositif pour le dosage, le mélange et l'injection automatiques de conlposants chimiques et en particulier pour le moulage de mousse de pol-urétnall. Tout mélange de composants chimiques pour la réalisation d'éléments en matières chimiques ou synthétiques telles que des éléments moulés en mousse de polyuréthan est soumis à un temps de réaction dont la durée est très variable. Lorsqu'il s'agissait de remplir des moules d'un mélange, il fallait que l'injection soit terminée avant le uébut de la réaction. Toutefois, pour remplir les moules il fallait un temps relativement long et on ne pouvait utiliser que des mélanges ayant un temps de réaction analot,tue Le démoulage de la pièce étant proportionnel au temps de réaction, il s'écoulait un temps très important pour la confection desdits éléments. De ce fait, la réalisation des éléments à base de composants chimiques était très limitée.De plus, la surface de l'élé- ment était très restreinte puisque poui:l'obtention d'un élément de grande surface il fallait un temps d'injection supérieur au temps de réaction et on ne pouvait réaliser de telles pièces. Par ailleurs, chaque moule ne pouvait être rempli que par l'intermédiaire d'une tête d'injection desservie par un usager. Ainsi, il fallait utiliser un nombre de personnes relativement important, ce qui rehaussait le prix de revient. Après remplissage du moule, l'usager était obligé de chasser à travers la tête d'injection un diluant pour entraîner tout résidus de composants chimiques risquant de durcir à l'intérieur de la tête d'injection et de la rendre de ce fait inutilisable. Ce diluant était dirigé vers les eaux salubres et poluait ainsi les cours d'eau. En plus, le diluant irrécupérable est relativement comateux, ce qui entraîne des dépenses élevées. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de fournir un dispositif permettant d'utiliser des composants chimiques ayant un temps de réaction extrêmement court, de confectionner des pièces de grandes surfaces à des piix de revient réduits en raison de la diminution du temps de réalisation et de restreindre le nombre de servants du dispositif. A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour ieabe, mélange et injection automatiques de composants chimiques et en particulier pour le moulage de mousse de polyuréthan caractérisé en ce qu'il comporte des moyens au tomatiques poni le dosage, des moyens automatiques pour le mélange et des moyens automatiques pour l'injection, sous haute ou basse pression de composants chimiques additionnés ou non d'une charge, combinés à des moyens automatiques de rinçage en circuit fermé pour la réalisation d'éléments à base de composants chimiques sournois à un temps de r éaction d'une durée extrêmement courte. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente le schéma d'un moule comportant le dispositif selon l'invention - la figure 2 représente en coupe le dispositif selon l'invention On se réfère à la figure 1. Le moule 1 comporte un ou plusieurs dispositifs 2, 3, 4, etc.., ce qui permet de réaliser des pièces de grande surface. Pour la confection de toute pièce à base de composants chimiques, il faut que le temps d'injection soit inférieur à la somme de la durée nécessaire pour la fermeture du moule 1 et du temps de réaction chimique des différents composants. Pour remplir un moule il faut un certain volume de produits. Toutefois, il faut que la durée d'injection soit très courte.A cet effet, on pourvoit le moule d'une pluralité de dispositifs 2, 3, 4 .... Ainsi le volume de composants injectés est divisé par le nombre de dispo sitifspour un même volume donné on peut réduire le temps d'injection. En outre, le moule 1 peut comporter une ou plusieurs soupapes de vidange d'air 5, G qui fonctionnent en même temps que les dispositifs 2, 3, 4 . ... On provoque un vide à l'intérieur du moule 1 et on crée en même temps une certaine aspiration des composants chimiques, ce qui permet d'accélérer la pha- se d'injection et de réduire sa durée. Du fait que l'injection doit être réalisée avant le temps de réaction des composants chimiques, on-peut utiliser des composants ayant un temps de réaction extrêmement court, composants qui ne pouvaient être utilisés avec les dispositifs connus.Cette étendue d'utilisation de composants chimiques est l'un des avantages essentiels de la présente invention, puisqu'elle permet d'utiliser d'une manière plus économique et plus rationnelle tout composant chimique Chaque dispositif 2, 3, 4 . . . est relié par des conduites " 8, 9 à des bacs d'alimelatation 10, 11, 12 contenant chacun un composant chimique détermine Le dispositif 2, 3, 4 . . . est également relié à un circuit de rinçage 13. Ce circuit est un circuit fermé. Le produit de rinçage est stocké dans un réser voir 14 relié par une conduite 15 au dispositif 2, 3, 4 .... Le rinçage peut se faire avec un produit de rinçage adéquat dont la nature dépend de la composition des composants chimiques.Par une conduite retour 16 le produit de rincage utilisé est dirigé vers des agrégats complémentaires 17, 18, 19 permet tant la coagulatidon z laddijstillation et la neutralisation du produit de rinçage respectivement LL# composants chimiques. Après le dernier agrégat 19, le produit de rinçage est à nouveau utilisable et est dirigé vers le réservoir 14. De ce fait, on élimine toute perte du produit de rinçage, ce qui permet de réduire considérablement le prix de revient. En outre, on n'écoule pas ce produit de rinçage par les canalisations dans les cours d'eau. Par ailleurs, aucu ne odeur n'est perceptible, ce qui annihile les incommodités dues à l'émana- tion d'odeurs nocives. Selon un autre mode de réalisation, on peut utiliser en tant que produit de rinçage l'un ou l'autre des composants chimiques. Il suffit de varier les proportions des composants chimiques mis en présence pour annihiler toute réaction et l'un des composants peut alors servir de produit de rinçage. Dans ce dernier cas, la conduite retour 20 est reliée par l'intermédiaire des agrégats 21 directement au réservoir 22 servant de stockage à ce composant chimique. On peut également incorporer dans le mélange des composants chimiques une charge quelconque dont l'adjonction peut se faire d'une manière régulière et à un dosage déterminé . Le déroulement des différentes phases dsprecessives de dosage, de mélange, et d'ouverture/ d'injection, de rinçage de fermeture,du moule est entièrement automatique. Cette automatisation se fait à l'aide d'éléments de commande mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électriques, électroniques. Par ailleurs, on peut incorporer dans ces éléments de commande, des éléments permettant de modifier le déroulement des différentes phases successives et de le conformer à un programme prédéterminé. Selon un mode de réalisation le ou les dispositifs sont solidaires du moule. Selon un autre mode, les moules se déplacent sous les dispositifs qui, en cours de fonctionnement, obturent les entrées du moule. On se réfère à la figure 2 qui représente en coupe un dispositif selon l'invention. Ce dispositif 2 comporte en premier lieu une tête de dosage 23 à chambres d'admission multiples 24, 25 .... Cette tête de dosage 23 se compose d'un corps 26 dans lequel sont pratiqués une pluralité d'orifices 27, chaque orifice étant relié soit à l'un ou l'autre des bacs de stockage des composants chimiques, soit au récipient de stockage de la charge, soit au bac de stockage du produit de rinçage. Dans les chambres d'admission 24, 25 se déplacent des pistons à tiroir 28# 29 qui ouvrent respectivement ferment les orifices e de retour d'arrivée~, 83; 27.La double position !'ouvert-fcrmé" des pistons à tiroir 28, 29 permet de régulariser la circulation des composants respectivement du produit de rinçage. Elle permet également de doser d'une manière quelconque la proportion et le nombre des composants pour l'obtention d'une composition quelconque des différents composants chimiques. La tête de stockage 23 coiffe le mélangeur 30. Celui-ci est maintenu solidaire de ladite tête de stockage 23 par une rondelle 31 enrobant le réservoir 32 en prenant appui contre l'épaulement 33 dudit réservoir 32. La rondelle 31 est maintenue en place par des moyens de fixation quelconques non représentés. Dans le réservoir 32 tourne un arbre mélangeur 24 permettant d'une part un mélange absolument homogène des différents composants chimiques et d'autre part de diriger le mélange vers la sortie 35. L'arbre mélangeur 34 comporte une hélice 36 impliquant au mélange une poussée vers la sortie 35. Cette hélice 36 aboutit à un rétrécissement 37 de l'arbre mélangeur 34 et des canaux 38 39 permettent le passage des composants chimiques depuis les chambres d'ad mission 24, 25 vers le réservoir 32. L'extrémité 40 de l'arbre mélangeur 34 est reliée à un élément moteur 41 dont la vitesse de rotation est progressive et réglable. Les différents composants chimiques peuvent être introduits dans le réservoir 32 à haute, moyenne ou basse pression, voire même par simple écoulement sans pression. La partie inférieure 42 du réservoir s'encastre dans un élément de jonction 43 servant indifféremment de canal d'alimentation et de fermeture du moule. Cet élément de jonction 43 se compose d'un élément de liaison 44 qui relie le mélangeur 30 au moule 1. Il sert également de corps au piston d'obturation 45. Celui-ci est soumis à un déplacement rectiligne. L'extrémité 46, en cas de fonctionnement du dispositif, obture le moule 1, Ce piston d'obturation 45 est réalisé de telle sorte que le résidu des composants chimiques mélangés collé à l'intérieur de ltélément de liaison 44, soit râclé des parois et dirigé vers le moule 1. En position de fonctionnement, le piston d'obturation ouvre le circuit de retour du produit de rinçage. Celui-ci s'écoulant de l'orifice 47 se répand dans la chambre 48, s'engage dans l'orifice 49 et est refoulé par le canal central 50 vers l'extérieur. L'invention pi évente de nombreux avantages et entre-autres - met à la disposition de l'usager un dispositif d'alimentation entièrement automatique, ce qui permet de réduire le personnel servant. - permet d'agrandir les moules en leur conférant une grande surface - permet d'étendre la gamme des composants chimiques et d'utiliser des composants chimiques ayant un temps de réaction extrêmement court - permet de réduire le temps de confection et ainsi de rentabiliser l'installa tion et de diminuer le prix de revient - permet l'utilisation d'une charge quelconque incorporée dans le mélange - permet une réutilisation du produit de rinçage circulant en circuit fermé - permet de supprimer le produit de rinçage en utilisant l'un des composants chimiques en tant que produit de rinçage - permet de confier le dispositif à du personnel moins qualifié donc moins cher - permet un remplacement facile et peu onéreux des anciens dispositifs par le dispositif selon l'invention Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes et de matériaux sans pour cela s'éloigner du cadre et de lssesprit de l'invention Revendications 1) Dispositif pour dosage, mélange et injection automatiques de composants chimiques et en particulier pour le moulage de mousse de polyuréthan caractérisé en ce qu'il comporte des moyens automatiques pour le dosage des moyens automatiques pour le mélange et des moyens automatiques pour l'injec- tion, sous haute ou basse pression de composants chimiques additionnes ou non d'une charge, combinés à des moyens automatiques de rinçage en circuit fermé pour la réalisation d'éléments à base de composants chimiques soumis à un temps de réaction d'une durée extrêmement courte. 2) Dispositif selon la première revendication caractérisé par le fait que les moyens automatiques pour le dosage sont une tête de dosage à chambres d'admission multiples, reliées par des orifices aux conduits de circulation des composants chimiques, dont le corps comporte des pistons à tiroir ouvrant res pectivemee######/par /parsuite de leur mouvement de va-et-vient, les orifices d'arrivée/des composants chimiques respectivement du produit de rinçage. 3) Dispositif selon la première revendication caractérisé par le fait que les moyens automatiques pour le mélange sont un réservoir, rendu solidaire par un moyen quelconque de la tête de dosage, un arbre mélangeur permettant d'une part un mélange absolument homogène des différents composants chimiques et d'autre part de diriger le mélange vers la sortie, et un élément moteur relié à l'arbre mélangeur, de vitesse de rotation progressive et réglable, l'arbre mélangeur comportant une hélice impliquant au mélange un mouvement d'avance, celte hélice étant pourvue de rainures débouchant sur un étranglement de l'arbre mélangeur, l'étranglement se trouvant en face des orifices d'arrivée de la tête de dosage. 4) Dispositif selon la première revendication caractérisé par le fait que les moyens automatiques pour l'injection sont un élément de liaison reliant le mélangeur au moule et servant de corps à un piston d'obturation qui, en cas de fonction, obture l'orifice d'alimentation du moule, ce piston étant réalisé de telle sorte que le résidus des composants chimiques mélangés,collé à l'intérieur de l'élément de liaison, soit r#clé des parois et dirigé vers le moule 5) Dispositif selon la première revendication caractérisé par le fait que les in oyens automatiques pour le rinçage sont un circuit fermé passant à travers la tête de dosage et 1 e mélangeur pour aboutir dans un canal central du piston d'obturation, canal relié par un orifice à la chambre d'écoulement en liaison avec l'extrémité du réservoir lorsque le piston est en position fermée, le circuit comportant plusieurs agrégats comp: émeiitaires pour la coagulation la distillation et la lletltralisatioil du produit de rinçage respectivement du résidu des composants chimiques. 6) Dispositif selon la première revendication caractérisé par le fait que le déroulement des différentes phases successives de dosage, de mélange, d'injection, de rinçage, de fermeture et d'ouverture du moule est entièrement automatique et qu'il comporte à cet effet des éléments de commande mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électriques et électroniques tels que programmeurs permettant d'établir à l'avance respectivement de modifier le déroulement et la succession des différentes phases. 7) Dispositif selon la première revendication caractérisé par le fait que le moule comporte une ou plusieurs soupapes de vidange d'air provoquant durant le remplissage du moule un vide à l'intérieur dudit moule et créant en même temps une certaine aspiration pour accélérer la durée de remplissage du moule. 8) Installation caractérisée en ce qu'elle comporte en poste fixe un ou plusieurs dispositifs selon la première revendication 9) Moule caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs dispositifs selon la première revendication.