Brevet FR2065700A1 — publié le 19710806

1. 2065700 La présente invention concerne un appareil distributeur de matières visqueuses capable d'effectuer d'une manière hautement efficace la distribution par quantités prédéterminées de matières à forte viscosité, gels, graisses, etc..., par exemple. Plus par-5 ticulièrement, la présente invention concerne un appareil perfectionné utilisable, par exemple, pour la mise en place dans des enveloppes de piles ou d'accumulateurs, et par quantités prédéterminées, d'un électrolyte gélifié, communément appelé "électrolyte sec" ou d'un gel électrolytique constitué par un mélange d'un 10 tel électrolyte et d'une matière active. Les gels électrolytiques et les électrolytes gélifiés utilisés dans les piles et les accumulateurs alcalins, comprennent en général un épaississant constitué par un gel sodique de la méthyl-cellulose ou de la carboxyméthylcellulose ou par un amidon naturel 15 dissous dans une solution de potasse caustique. Les gels électrolytiques sont préparés par mélange d'une matière active de la poudre de zinc en suspension par exemple, et d'un gel contenant une solution de potasse caustique rendue suffisamment visqueuse par une addition appropriée d'amidon ou des composés, de la cellulose 20 désignés ci-dessus. - Lorsqu'un électrolyte gélifié, ou un gel électrolytique obtenu par mélange d'une matière active et d'un électrolyte gélifié, est laissé en repos après sa préparation, ses composants se séparent. Cette séparation est due, dans le cas d'un électrolyte géli-25 fié, à ce que la structure moléculaire de l'amidon ou du dérivé de la cellulose utilisé est détruite par la potasse caustique, ce qui fait perdre à 1'électrolyte toute sa viscosité, et, dans le cas d'un gel électrolytique, à ce que, en raison de la différence de densité entre la matière active et l'électrolyte gélifié ; cette 30 matière active s'agglomère dans les couches inférieures du mélange même avant que la viscosité de 1'électrolyte gélifié n'ait été abaissé, ce qui provoque la séparation de 1'électrolyte et de la- -dite matière active. Cette perte de viscosité et cette répartition inégale des 35 constituants d'un électrolyte gélifié ou d'un gel électrolytique peuvent aussi se produire sous l'action de la température. Ceci est dû à ce que la viscosité de toute matière visqueuse quelconque diminue lorsque sa température augmente. Il est par conséquent essentiel, pour éviter cette perte de viscosité et cette répartition 40 inégale des constituants d'une matière visqueuse, de maintenir cet 70 33975 2. 2065700 te matière à basse température et de la maintenir agitée après sa préparation. Les matières visqueuses utilisées dans la fabrication des piles ou des accumulateurs, c'est-à-dire les électrolytes gélifiés 5 et les gels électrolytiques précités, doivent être manipulés avec précaution en raison de leur viscosité et de leur forte alcalinité, et, jusqu'ici, la mise en place simultanée et par quantités prédéterminées de.telles matières dans un grand nombre d'enveloppes de piles ou d'accumulateurs n'a pu être effectuée par un pro-10 cédé donnant toute satisfaction en ce qui concerne la précision et le rendement des opérations. L'un des objets de la présente invention est la réalisation d'un appareil de distribution d'une matière visqueuse dans lequel l'abaissement de la viscosité et la répartition inégale de ses 15 composants dans la masse de cette matière sont évités au moyen d'un agitateur logé dans le réservoir d'alimentation dans lequel est entreposée cette matière. Un autre objet de l'invention est la réalisatiqn de la distribution par quantités prédéterminées d'une matière visqueuse, 20 distribution effectuée à haut rendement au moyen d'un mécanisme distributeur constitué par deux ensembles piston-cylindre, réunis en une même pièce en forme de croisillon en communication avec le réservoir d'alimentation en matière visqueuse. Un autre objet de l'invention est l'élimination de ..toute 25 erreur sur la quantité de matière livrée à chaque opération en empêchant la matière visqueuse contenue dans le mécanisme d'alimentation de goutter après exécution de chaque opération de distribution, ce résultat étant obtenu par la construction même du mécanisme distributeur précité. 30 Un"autre objet de l'invention est la réalisation d'un appa reil "distributeur du type décrit et de conduite simple et commode, ce résultat étant obtenu par l'emploi d'un circuit de commande é-lectrique mis en action par les tiges de piston du mécanisme de distribution. 35 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, description faite à titre purement explicatif et nullement limitatif et avec référence aux dessins joints dans lesquels : - La figure 1 est une coupe verticale axiale faite dans un 40 mode de réalisation de l'appareil distributeur de l'invention ; 70 33975 3. 2065700 - La figure 2 est une coupe verticale axiale faite dans, le mécanisme distributeur de l'appareil de l'invention et montrant la façon dont ce mécanisme injecte dans une enveloppe de pile ou d'accumulateur la matière visqueuse qui a été préalablement intro- 5 duite dans l'un de ses cylindres ; - La figure 3 est une coupe verticale axiale et partielle montrant la position relative du piston et du cylindre de l'un des ensembles piston-cylindre du mécanisme distributeur au cours-de l'opération de distribution illustrée par la figure 2 ; et 10 - La figure 4 est une vue partielle et en perspective d'un autre mode de réalisation de l'invention comportant une pluralité de mécanismes distributeurs du type de celui représenté sur les figures 1, 2 et 3. L'invention sera décrite ci-après d'abord dans son mode de 15 réalisation des figures 1, 2, et 3, et dans son utilisation pour l'injection dans des enveloppes de piles ou d'accumulateurs et par quantités prédéterminées d'un gel électrolytique du type décrit. Sur les dessins joints, la référence 1 désigne un réservoir d'alimentation contenant un gel électrolytique, fait en une matiè-20 re, chlorure de polyvinyle dur par exemple, résistant aux acides et aux bases et dans lequel est logé le rotor 3 d'un agitateur comportant des pales 2 et fait aussi en chlorure de polyvinyle dur. Le gel électrolytique 4 (désigné ci-après simplement "gel") contenu dans le réservoir 1 est constamment agité par le rotor 3 qui 25 le maintient ainsi à l'état de gel stable et évite toute séparation de ses constituants. Le gel 4 contient de la potasse caustique, de la poudre de zinc en suspension et un épaississant dissous dans la potasse caustique à raison de trois parties pour une, la viscosité de ce gel étant de 300 Po. De préférence, cette viscosi-30 té doit se situer entre 150 et 300 Po. Le rotor 3 est mis en rotation par un moteur 5 monté sur l'une des faces latérales du réservoir 1. Un cylindre horizontal 6, qui fait partie du mécanisme distributeur de l'appareil, est raccordé au réservoir sur la partie in-35 férieure de sa face avant. De préférence, ce cylindre est fait en une matière suffisamment résistante d'une part aux acides et aux bases et, d'autre part, à l'usure que tend à lui faire subir le piston qui y coulisse intérieurement. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté, ce cylindre 6 est en céramique moulée. 40 Un piston 7 se déplace par coulissement axial dans le cylin 70 33975 4. 2065700 dre 6, ce piston étant en téflon et portant sur chacune de ses extrémités un segment de piston 8 qui assure son étanchéité dans le cylindre 6. Ce piston 7 forme dans sa partie médiane un évide-ment annulaire 9 qui l'entoure entièrement et qui constitue un con-5 duit de passage du gel, la largeur de cet évidement annulaire 9 é-tant égale au diamètre intérieur d'un cylindre d'injection qui sera décrit par la suite. D'autre part, le piston 7 est percé d'un conduit coudé "10 qui débouche par l'une de ses extrémités sur la face avant du piston et qui est, par suite, en communication avec 10 l'intérieur du réservoir 1, et qui débouche par son autre extrémité sur la paroi latérale du piston de façon à pouvoir être en communication avec l'intérieur dudit cylindre d'injection. De préférence, le piston 7 est lui aussi fait en une matière, téflon ou delrin (polyacétate) par exemple, qui n'est attaquée 15 ni par les bases ni par les acides contenus dans le gel et qui n'est pas susceptible de s'user par suite de son coulissement alternatif dans le cylindre. La référence 11 désigne un cylindre d'injection du gel, dont l'axe est perpendiculaire à celui du cylindre 6, et la référence 20 12 désigne une buse d'injection du gel qui prolonge coaxialement et vers le bas le cylindre d'injection 11. Un piston 13, qui coulisse dans le cylindre 11, et qui est porteur sur sa paroi latérale d'un segment de piston 13, permet de chasser hors de ce cylindre le-gel qu'il contient. Ce piston 25 13 ne comporte pas de conduit coudé et repousse le gel hors du cylindre 11 par sa face inférieure. La référence 15 désigne une tige de piston reliée par son extrémité inférieure au piston 13 et qui permet d'imprimer à celui-ci des mouvements de coulissement verticaux, l'extrémité su-30 périeure de cette tige de piston 15 étant rattachée au piston d'un cylindre pneumatique 16. La course du piston 15 dans ses mouvements qui lui sont imprimés par le cylindre pneumatique 16 est d'environ 100 mm. La référence 17 désigne un support sur lequel est fixé le cylindre pneumatique 16. Ce support est en outre muni d'une vis de 35 butée 18 qui limite les courses ascendantes de la tige de piston 15. > Cette tige de piston 15 porte une équerre 19 qui peut venir actionner un micro-interrupteur 21' situé à hauteur de l'extrémité inférieure de la vis de butée 18. L'équerre 19 peut aussi actionne ner deux micro-interrupteurs 20 et 21 qui commandent indirectement 70 33975 5. 2065700 les opérations du cylindre pneumatique 16. La référence 22' désigne une soupape d'inversion qui commande le sens de l'envoi d'air comprimé dans le cylindre 16 et la référence 23 désigne un régulateur qui contrôle la vitesse du piston du cylindre pneumatique 16 5 dans ses courses de retour, tous ces éléments étant à commande é-lectrique. D'autre part, le piston 7 qui se meut dans le cylindre 6 est rattaché à l'extrémité avant de la tige 26 du piston d'un cylindre pneumatique 25 monté sur un support 24 coaxialement et en opposi-10 tion directe avec l'extrémité ouverte du cylindre 6. De la sorte, le piston 7 coulisse horizontalement dans le cylindre 6 sous l'action de la tige de piston 26 lorsque le cylindre pneumatique 25 est actionné. 15 tionner un micro-interrupteur 27, lequel commande les opérations du cylindre pneumatique 16 précité et qui est relié à une soupape d'inversion 22". La référence 29 désigne l'enveloppe d'une pile ou d'un"accumulateur placée immédiatement sous la buse d'injection 12, et la référence 30 désigne une pédale qui commande la mise en mar-20 che et l'arrêt de l'appareil. Sur la figure 1 , le mécanisme distributeur de l'appareil de l'invention est représenté sur sa position qui précède immédiatement l'opération d'injection du gel dans l'enveloppe 29. Le mécanisme distributeur de l'appareil étant sur cette position, si un 25 circuit d'alimentation de l'appareil en énergie électrique est fermé à l'aide de la pédale 30, la soupape d'inversion 22" agit d'abord de façon à actionner le cylindre pneumatique 25- La tige de piston 26 se rétracte alors dans le cylindre 25 et le piston 7 coulisse de la gauche vers la droite dans le cylindre 6 et vient 30 occuper la position sur laquelle il est représenté sur.la figure 3. Par suite du mouvement de la tige de piston 26, le micro-interrupteur 27 est actionné par la bague 28, ce qui a pour résultat la mise en action du cylindre pneumatique le et la mise en extension d'un mouvement descendant de la tige de piston 15. Par conséquent, le pis-35 ton 13» qui est solidaire de cette tige de piston, coulisse vers le bas dans le cylindre il et en chasse le gel qui, après passage dans le conduit annulaire formé par l'évidement 9 du piston 7, s'éjecte par la buse 12. II s'ensuit qu'une quantité de gel égale à celle qui a été chassée dans la buse 12 est injectée dans l'enveloppe 29 40 placée sous cette buse. La tige de piston 26 porte une bague 28 qui peut venir ac- 70 33975 6. 2065700 Par suite du mouvement descendant de la tige de piston 15, le micro-interrupteur 20 est actionné par l'équerre 19 solidaire de cette tige, ce qui a pour effet d'actionner les soupapes 22 et 22' de commande du cylindre pneumatique 16 qui inversent alors le 5 sens de l'envoi de l'air comprimé dans ce cylindre. Le cylindre pneumatique 16 est par suite actionné en sens inverse et la tige de piston 15 est soulevée à partir de sa position extrême basse d'extension par l'action de ce cylindre. Le piston 13 remonte rapidement dans le cylindre 11, ce qui 10 a pour effet l'établissement dans ce cylindre d'une forte dépression voisine du vide parfait. Par conséquent, le.gel en excès qui se trouve au voisinage de l'orifice d'injection de la buse 12 et qui pourrait goutter dans l'enveloppe 29 est aspiré à l'intérieur de la buse, ce qui évite toute chute de gouttes de gel indésira-15 bles dans l'enveloppe 29- L'équerre 19 suit le mouvement ascendant de la tige de piston 15. Lorsque cette équerre cesse d'agir sur le micro-interrup-teur 20, la soupape 22 se ferme et le mouvement de remontée de la tige de piston 15 s'effectue sous le contrôle du régulateur de vi-20 tesse 23 qui ralentit la vitesse de remontée de la tige de piston 15. Le mouvement de remontée de cette tige de piston est arrêtée lorsque l'équerre 19 vient actionner le micro-interrupteur 21' qui est situé à la hauteur de l'extrémité inférieure de la vis de butée 18. Lorsque le micro-interrupteur 21* est ainsi actionné, le 25 cylindre pneumatique 25 est actionné et la tige de piston 26 est repoussée vers la gauche, ce qui a pour effet de faire déplacer le piston 7 dans le cylindre 6 de la droite vers la gauche et de le ramener sur sa position initiale de la figure 1. Il en résulte que le conduit coudé 10 de ce piston établit alors la communication 30 entre l'intérieur du réservoir d'alimentation 1 et l'intérieur du cylindre 11, et que le gel 4 contenu dans ce réservoir est aspiré dans le cylindre 11 par la dépression qui y a été établie. L'appareil distributeur se trouve ainsi à nouveau dans son état de la figure 1. 35 Un cycle, opératoire complet commençant par l'opération d'as piration du gel dans le cylindre 11 et se terminant par la décharge du gel dans l'enveloppe réceptrice 29 par la buse 12 se trouve ainsi effectué. Du fait que la fin de course haute du piston 13 est déterminée par la position du micro-interrupteur 21' et que la fin 40 de course basse de ce piston est déterminée par la position du mi 70 33975 7. 2065700 cro-interrupteur 20,lesquels, lorsque l'équerre 19 les actionne, inversent le sens du fonctionnement du cylindre 16, la course du piston 13 ne varie pas, même si ce piston est animé de mouvements fréquents et, par suite, la quantité de gel en provenance du ré-5 servoir 1 qui est aspirée dans le cylindre 11 par l'intermédiaire du conduit coudé 10 demeure constante. Il s'ensuit que la quantité de gel éjecté par la buse 12 est constante et que la quantité de gel reçue par chacune des enveloppes 29 successives est aussi constante. 10 Le tableau ci-dessous donne les caractéristiques de trois appareils distributeurs construits conformément à l'invention et ayant des diamètres différents du cylindre d'injection et des cour -ses différentes du piston de ce cylindre, ainsi que les résultats obtenus à l'aide de ces appareils. 15 Numéro de Diamètre inté- Course du pis- Poids de gel l'appareil rieur du cylln- ton du cylin- injecté à cha- dre d'injection dre d'injection que opération (mm) (mm) (g) I 18 72,6 43 20 II 12 70,3 18,5 III 6 86,5 5,7 Dans tous les cas, la quantité de gel injectée est égale à la quantité prédéterminée pour laquelle l'appareil a été réglé ou tend à être légèrement supérieure. Ceci est du au fait que le gel 25 demeuré dans la buse d'injection à la fin du cycle de distribution précédent est introduit dans l'enveloppe réceptrice avec le gel aspiré pendant le cycle de distribution suivant. Pour permettre la distribution simultanée dans un grand nombre d'enveloppes réceptrices de quantités de gel prédéterminées, 30 des cylindres 6 et 11 en nombre correspondant sont placés côte-à-cote comme représenté sur la figure 4. Dans l'appareil de la figure 4, il est prévu une pluralité de cylindres d'alimentation 6 et de cylindres d'injection 11 placés côte-à-côte, les tiges des pistons de l'une des batteries de ces cylindres, par exemple, les 35 tiges des pistons 7, étant toutes rattachées à une même traverse 31 fixée sur l'extrémité de la tige du piston du cylindre pneumatique 25. La mise en action par ce cylindre 25 de la traverse 31 a pour effet de faire déplacer simultanément les pistons 7 de tous les cylindres d'alimentation 6 de l'appareil. Il est préférable 40 que la force qui agit sur la traverse 31 se répartisse uniformément BAD ORIGINAL 70 33975 8. 2065700 sur les pistons de tous, les cylindres associés et que cette traverse se déplace avec le minimum possible de frottements. A cet effet, deux tiges de guidage, 32, 32, rattachées respectivement à l'une et l'autre des extrémités de la traverse 31» coulissent cha-5 cune dans une douille 33 et assurent ainsi la douceur des mouvements de la traverse 31. Les tiges de piston des cylindres d'injection 11 sont aussi réunjestoutes ensemble par une traverse 34 fixée sur l'extrémité de la tige du piston du cylindre pneumatique 16. Cette traverse 34 10 est pourvue, comme la traverse 31, de deux tiges de guidage 35, 35, rattachées respectivement à l'une et l'autre de ses extrémités et qui coulissent chacune dans une douille 36 qui guide leurs mouvements de coulissement. Un tel appareil, comportant une batterie de mécanismes d'in-15 jection placés côte-à-côte injectant chacun une quantité de gel prédéterminée dans un récipient récepteur et fonctionnant simultanément comme il vient d'être décrit, permet de réduire considérablement la durée des opérations, ces opérations pouvant d'ailleurs être complètement automatisées à l'aide de dispositifs de commande 20 électriques, le résultat étant que la main d'oeuvre nécessaire peut être considérablement réduite et que, de plus, les risques encourus par les ouvriers en charge des opérations et les risques de pollution des abords de l'appareil sont supprimés. Bien que l'appareil de l'invention ait été décrit dans son 25 application à la distribution d'un gel électrolytique constitué par un mélange d'un électrolyte gélifié et de zinc en poudre, l'application de l'invention s'étend aussi à la distribution dans des récipients quelconques de quantités prédéterminées de matières gélifiées, électrolytes gélifiés dits électrolytes secs, graisses et 30 autres matières visqueuses dont la consistance est voisine de celle d'un gel. L'appareil de l'invention, utilisable pour la distribution de quantités prédéterminées de matières visqueuses, présente l'avantage Dans l'appareil de l'invention, lorsque la matière visqueuse 40 à distribuer est un électrolyte gélifié ou un gel électrolytique 70 33975 9- 2065700 du type décrit, les parties constitutives de l'appareil qui sont en contact direct avec le gel peuvent toutes être faites en matières qui ne soient pas corrodées par ce gel. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réa-5 lisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de 1'art. 70 33975 10. 2065700 REVENDICATIOHS 1 - Appareil utilisable pour la distribution par quantités prédéterminées d'une matière visqueuse, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend : un réservoir d'alimentation en ma-5 tière visqueuse muni d'un agitateur ; un mécanisme distributeur constitué par deux cylindres réunis en une même pièce ayant la forme d'un croisillon et dans chacun desquels coulisse un piston, l'un de ces cylindres communiquant avec le réservoir d'alimentation ; des mécanismes moteurs mettant en mouvement ces pistons dans 10 leurs cylindres respectifs ; et un circuit électrique qui commande lesdits dispositifs moteurs en fonction des mouvements desdits pistons ; l'ensemble étant agencé de façon que la matière visqueuse contenue dans le réservoir soit aspirée par quantités prédéterminées dans l'autre desdits cylindres. 15 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ses deux cylindres sont en céramique. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'un de ses cylindres, qui est horizontal et dont l'une des extrémités est en communication avec le réservoir d'alimentation, 20 se déplace un piston percé d'un conduit coudé qui débouche par l'une de ses extrémités sur la face de ce piston la plus proche du réservoir d'alimentation et qui débouche par son autre extrémité sur la paroi latérale de ce piston, lequel forme sur sa surface latérale un évidement annulaire qui 1-'entoure complètement et dont 25 la largeur est égale au diamètre intérieur de l'autre cylindre, lequel est vertical, cet évidement étant en communication acrec ledit autre cylindre au cours de l'opération d'alimentation du mécanisme distributeur en matière visqueuse. 4 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que 30 le piston de l'un de ses cylindres, lequel est vertical, est brusquement rappelé vers sa position de retrait par son dispositif de commande à la fin de chaque cycle opératoire de l'appareil, ce par quoi est évité tout gouttage de la matière visqueuse contenue dans la buse d'injection de cette matière prévue dans le prolongement du 35 cylindre vertical de l'appareil. 5 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ses parties qui sont en contact avec la matière visqueuse distribuée sont faites en matières résistant à l'attaque des acides et des bases. 40 6 - Machine utilisable pour la distribution par quantités 70 33975 ii. 2065700 prédéterminées d'une matière visqueuse, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte : un réservoir d'alimentation en matière visqueuse ; une pluralité de mécanismes distributeurs placés côte-à-côte, chacun en communication avec le réservoir d'alimenta-5 tion et constitués chacun par deux cylindres, l'un vertical, l'autre horizontal, réunis en une même pièce en forme de croisillon ; un dispositif reliant entre eux tous les pistons des cylindres horizontaux de ces mécanismes ; un dispositif moteur agissant sur ledit dispositif qui réunit les pistons des cylindres horizontaux 10 et actionnant simultanément tous ces pistons ; un dispositif reliant entre eux tous les pistons des cylindres verticaux ; et un dispositif moteur agissant sur le dispositif qui réunit tous ces pistons et les actionnant ainsi simultanément ; ce par quoi ladite matière visqueuse est distribuée simultanément et par quantités 15 prédéterminées en une pluralité de points de distribution.