Brevet FR2152452A1 — publié le 19730427

L'invention, due-à la collaboration de Monsieur Antoine DANTZER, est relative à un doseur, distributeur, mélangeur à enceinte confinant un volume pistonnable respectivement pour l'admission et l'expulsion de substances à doser. Le dosage et le mélange de substances et d'adjuvants sont encore fréquemment réalisés manuellement dans les petites et grandes installations de moulage et de traitement de matières plastiques coulables et le besoin s'est fait sentir de disposer d'un appareil automatique dont le fonctionnement est simple et la précision de dosage suffisante. Le doseur, distributeur, mélangeur selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte : - une paire de pistons opposés montés individuellement coulissants dans ladite enceinte et délimitant de part et d'autre ledit volume, - un ou plusieurs systèmes obturateurs pour l'admission des substances dans ledit volume par un ou plusieurs orifices et l'expulsion par un autre orifice, - un dispositif de butée réglable associée à chaque piston et susceptible de limiter le mouvement de séparation desdits pistons et de régler la capacité dudit volume pistonnable, - un dispositif de déplacement en va-et-vient de pair desdits pistons pour déplacer lesdites substances à l'intérieur de ladite enceinte et un dispositif de rapprochement desdits pistons pour l'expulsion desdites substances. L'introduction de la substance dans l'appareil provoque la séparation des pistons jusqu'à leur venue en butée, laquelle détermine le volume de substance contenue dans le distributeur. Le déplacement des butées permet bien entendu d'adapter cette quantité de matière au type de pièces fabriquées. A la substance introduite, qui peut être par exemple de la résine époxyde, ou polyester, ou polyuréthane ou toutes substances coulables, sont adjoints des charges et additifs, tels qu'un produit durcisseur et des particules de silice. L'appareil est agencé pour effectuer, après le dosage des substances, un mélange intime par circulation des substances à travers des chicanes.A cet effet, un dispositif à ouvertures disposées en chicane est placé à l1in- térieur de ladite enceinte, les pistons étant agencés pour se déplacer de pair en va-et-vient en refoulant les substances à travers lesdites chicanes. Le déplacement des pistons est avantageusement réalisé par des moyens hydrauliques ou pneumatiques ou mécaniques agissant directement sur les pistons doseurs en l'occurrence sur la face opposée à celle délimitant le volume pistonnable. La phase de malaxage ou de mélange étant terminée, l'éjection des substances mélangées, par exemple vers le moule ou vers un creuset de coulée, est réalisée par un rapprochement desdits pistons, de préférence provoqué par la commande hydraulique ou pneumatique ou mécanique, qui a effectué le malaxage. Les substances à doser peuvent contenir des produits granulés, par exemple des grains de silice, et selon un développement de l'invention, l'étanchéité entre les pistons et la paroi interne du cylindre de ladite enceinte est réalisée par des membranes déroulables du type commercialement dénommé BELLOFRAME, évitant tout grippage du piston dans son cylindre par des grains se coinçant entre les surfaces coopérantes. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre-d'un mode de mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé, dans lequel la figure unique représente schématiquement en coupe axiale un distributeur selon l'invention. Sur la figure, le corps de l'appareil distributeur est constitué par trois éléments cylindriques, un élément médian 10 confinant un volume pistonnable 12 et deux éléments terminaux 14, 16 solidaires ou non respectivement de fonds 18, 20. Les trois éléments 10, 14, 16 sont assemblés dinde manière étanche par des brides 22, avec insertion d'un joint d'étanchéité 24. Le volume cylindrique, défini par les éléments 10, 14, 16, est subdivisé en deux cavités symétriques par un dispositif portant le repère général 26 et comportant des cloisons perforées à chicanes. De part et d'autre du dispositif à chicanes 26 sont montés coulissant, à l'intérieur de l'enceinte 10, 14, 16 des pistons 28, 30 assujettis à des tiges de piston respectivement 32, 34 traversant des orifices. pratiqués dans les fonds 18, 20 de l'enceinte cylindrique. Le diamètre externe des pistons 28, 30 est légèrement inférieur au diamètre du cylindre constituant l'enceinte une membrane à déroulement respectivement 36, 38 assurant l'étanchéité entre.le piston et la paroi cylindrique. Les membranes à déroulement 36, 38 peuvent être du type commercialement dénommé BELLOFRAME et fixées d'une manière quelconque, de préférence au niveau du joint entre les éléments 14 et 10 et 16 et 10. L'espace 12 confiné entre l'élément cylindrique médian 10 et les deux pistons ?8, 30 constitue un volume pistonnable communiquant par un orifice 40 équipé d'une valve de non retour 42, sollicitée en position de fermeture par un ressort 44, avec~un conduit d'alimentation de l'appareil (non représenté).Un orifice 45 de déchargement des substances contenues dans le volume pistonnable 12, est prévu dans la zone médiane et est équipé d'un organe obturateur 46, qui en position ouverte permet 1 kection des substances vers un appareil de moulage. Un autre orifice peut être prévu pour des additions. Les parties postérieures des pistons 28, 30, opposées au volume pistonnable, sont pourvues d'un collet 48, 50 rainuré circonférentiellement pour le logement d'un joint torique d'étanchéité. Des joints 52 ménagés dans les fonds 18, 20 de l'enceinte assurent l'étanchéité de la sortie des tiges 32, 34 des pistons, de manière à confiner des volumes étanches 5t,-56 communiquant par des orifices d'alimentation et d'évacuation 57, 58 avec des dispositifs de commande hydraulique ou pneumatique (non représentés). Des butées 60, 62, schématiquement représentées sur la figure par des flèches, sont susceptibles de coopérer avec l'ex trémité des tiges de pistons 32, 34, de manière à limiter le mouvement d'écartement des pistons 28, 30. La position des butées 60, 62 est réglable en vue de modifier l'écartement entre les pistons 28, 30 et de ce fait la capacité du volume pistonnable 12 correspondant aux substances à doser. Les butées 60, 62 peuvent être des butées mécaniques ou des microrupteurs interrompant ltalimen- tation ou des systèmes analogues. Une gaine cylindrique constituée par deux manchons 6t, 66 enveloppe l'ensemble de l'appareil en ménageant un espace annulaire susceptible de contenir un fluide de chaurrage, dont la circulation peut Etre assurée par des conduits d'alimentation et de décharge 68, 70. L'enveloppe ou gaine 64, 66 peut être calorifugée par un matériau 72 d'un type quelconque. Le dispositif à chicanes 26 est positionné à l'intérieur de l'élément 10 par des anneaux fendus 74 du type circlips autorisant un démontage aisé et un retrait du dispositif- 26 lors d'un démontage de l'appareil. Toute autre fixation de ce dispositif à chicane est possible, telle que vis pointeau. Le doseur, distributeur, mélangeur selon l'invention fonctionne de la manière suivante Le conduit d'alimentation ou orifice 40 est raccordé à un dispositif d'alimentation, par exemple de résine époxyde, à laquelle on adjoint ou ont été adjointes des charges, telles que des grains de silice. Le conduit d'évacuation 45 peut Atre raccordé à un dispositif d'alimentation d'un moule. Les pistons se trouvant dans la position représentée à la figure, on introduit la résine par le conduit 40 dans le volume pistonnable 12 cette introduction provoquant un déplacement et un écartement des pistons 28, 30. Ce déplacement se poursuit Jusqu'd la venue en butée des extrémités des tiges de pistons 32, 34 avec les butées 60, 62, définissant avec précision la capacité du volume pistonnable.La quantité de substance introduite dans le volume pistonnable correspond au dosage recherché pour l'opération de moulage subséquente. Le dosage étant effectué on arrête l'alimentation, et, on introduit par un troisième système obturateur (non représenté) des adjuvants, tels que durcisseur, accélérateur, colorant, flexibilisant, et on écarte les butées 60, 62 de la trajectoire des tiges de piston 32, 34. En mettant alternativement sous pression les espaces 54, 56 par admission d'un fluide comprimé par les ori fices 57, respectivement 58, on impose un mouvement de va-et-vient des pistons 28, 30 provoquant un transport des substances dosées contenues entre les pistons 28, 30 dans le volume pistonnable 12 à travers le dispositif à chicanes 26. Le refoulement à travers les chicanes provoque un malaxage et un mélange des substances qui peut être poursuivi jusqu'à l'obtention d'un mélange parfait. Une circulation d'un fluide chaud, par exemple d'eau chaude, par les conduits 68, 70 permet de chauffer ou de maintenir chaud les substances au cours du dosage et du malaxage. En un trdsième stade, on ouvre l'organe obturateur 46 du conduit d'éjection 45 et on admet simultanément la pression hydraulique ou pneumatique ou mécanique dans les deux espaces 54 et 56, de manière à rapprocher les pistons 28, 30 et à éjecteur les substances contenues dans le volume pistonnable 12. La sortie de la matière par le conduit d'alimentation 40 est empêchée par le clapet 42. Après éjection des substances dosées et remise en place des butées 60, 62 le distributeur est prêt pour un nouveau dosage. Les membranes du type BELLOFRAME assurent une étanché- ité parfaite et autorisent la présence de grains ou de particules abrasifs dans la substance à malaxer, l'interstice entre les surfaces du piston et du cylindre étant choisi supérieur aux dimensions de ces grains. Le démontage et le nettoyage du distributeur, dans le cas d'un durcissement intempestif de la substance dosée, s'opère d'une manière particulièrement simple par enlèvement des éléments manchons 14, 16 après débridage en 22. L'enlèvement des circlips 74 autorise un retrait du dispositif à chicanes 26, et le cas échéant, le remplacement de ce dernier si son nettoyage est rendu impossible par le durcissement des substances.Eventuellement, le démontage rapide est réalisé grâce à une conception des brides qui permet le démontage sans démonter le dispositif de chauffage. Une autre caractéristique est de prévoir un démontage par un dispositif à cartouche dans lequel l'élément intérieur avarié est remplacé rapidement par un élément neuf. L'appareil selon l'invention peut être utilisé dans diverses industries, mais est particulièrement approprié aux installations de moulage de résines synthétiques où il permet une augmentation notable de la cadence de moulage ainsi que l'obten- tion d'un mélange approprié. I1 est bien entendu que l'introduc tion des charges et des additifs peut éventuellement être effec- tuée postérieurement à l'introduction de la résine, et le cas échéant, au cours de la phase de malaxage. Un appareil unique permet le dosage, le malaxage et l'éjection des substances à doser. L'invention n'ést bien entendu nullement limitéeau mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté au dessin annexé, mais elle s'étend bien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences mécaniques. REVENDICATIONS 1. Doseur, distributeur, mélangeur à enceinte confinant un volume pistonnable respectivement pour l'admission et l'expul- sion de substances à doser, caractérisé par le fait qu'il comporte : - une paire de pistons opposés montés individuellement coulissants dans ladite enceinte et délimitant de part et d'autre ledit volume, - un ou plusieurs systèmes obturateurs pour l'admission des substances dans ledit volume par un ou plusieurs orifices et l'expulsion par un autre orifice, - un dispositif de butée réglable associez à chaque piston et susceptible de limiter le mouvement de séparation desdits pistons et de régler la capacité dudit volume pistonnable, - un dispositif de déplacement en va-et-vient de pair desdits pistons pour déplacer lesdites substances à l'intérieur de ladite enceinte et un dispositif de rapprochement desdits pistons pour l'expulsion desdites substances. 2. Doseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif à chicanes disposé à l'intérieur de ladite enceinte de manière à mélanger lesdites substances au cours du déplacement de ces dernières à l'intérieur de l'enceinte par ledit déplacement de pair des pistons. 3. Doseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif hydraulique ou mécanique de commande de déplacement desdits pistons susceptible d'exercer une pression sur la face opposée audit volume desdits pistons. 4. Doseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte associé à chaque piston une membrane d'étanchéité déroulable fixée respectivement à ladite enceinte et audit piston pour assurer une étanchéité parfaite, l'intervalle entre le piston et la paroi de l'enceinte étant supérieur aux dimensions des particules contenues dans lesdites substances. 5. Doseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite enceinte comporte un cylindre délimité par deux fonds fixes et subdivisé par une cloison médiane à chicanes en deux cavités recevant chacune l'un desdits pistons pourvus d'une tige de piston traversant le fond correspondant et susceptible de coopérer avec lesdites butées de limitation de mouvement, ledit volume pistonnable étant délimité par lesdits pistons et des volumes de commande de déplacement des pistons étant délimités respectivement entre lesdits fonds fixes et les faces opposées desdits pistons. 6. Doseur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit cylindre comporte un ou plusieurs éléments séparables pour faciliter le nettoyage de ladite enceinte. 7. Doseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite enceinte est enveloppée d'un dispositif de calorifugeage et de chauffage par circulation de fluide. 8. Doseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif d'admission de charges dans ladite enceinte.