Brevet FR2196239A1 — publié le 19740315

L'invention se rapporte au matériel de traitement des polymères et, notamment, aux machines à vis pour le traitement des polymères par le vide. Cette invention peut être utilisée avec le plus de succès pour le traitement des mélanges résineux. On connaît déjà des machines à vis pour le traitement des polymères par le vide. Une première machine connue comprend un corps avec des ouvertures d'alimentation en matière à traiter et une zone sous vide pour éliminer l'eau et des substances gazeuses de la matière traitée. Le corps renferme une vis tournante. Cette vis comprend une portion cylindrique tisse disposée en amont de la zone sous vide. La portion .:cl Id vis cylindrique ménage avec le corps une fente annulaire. Le polymère à traiter est extrudé à travers cette fente et passe dans la zone sous vide sous forme d'une pellicule. Cette machine connue utilisée pour le traitement, par exemple, de mélanges résineux, possède un faible débit par suite d'une faible vitesse de rotation de la vis. En augmentant la vitesse de rotation de cette vis, le débit du polymère à traiter vers la fente est accru. Nais, par suite de la haute résistance hydraulique de la fente, on ne réussit pas à extruder à travers cette dernière. Toute la masse de polymère s'accumule devant la fente. Le polymère accumulé se désagrège et brûle par suite de l'élévation de la température due au frottement de ce polymère sur la vis et sur le corps. Dans cette première machine à vis connue, la fente annulaire, ménagée entre le corps et la portion cylindrique lisse de la vis, n'est pas réglable. Il en résulte que seul un polymère possédant une plasticité déterminée peut être extrudé à travers cette fente. Quand la machine s'arrête, une certaine quantité de polymère reste dans la fente. Ce polymère sous l'effet de la température est à moitié vulcanisé et, donc, devient inutile pour le traitement ultérieur. Pour éliminer cette matière, il faut démonter la machine, ce qui entraine des frais importants. Une deuxième machine connue comprend un corps avec des ouvertures d'alimentation en matière à traiter et une zone sous vide pour eiir#iner l'eau et des substances gazeuses de la matière traitee. Le corps renferme une vis tournante de msme diamètre sur toute sa longueur. Cette vis comprend devant la zone sous vide, une portion cylindrique plus longue que le pas de la vis. Le corps comprend ulle rigole annulaire de profondeur variable formant avec la portion cylindrique de la vis une fente. Le polymère à traiter est extrudé à travers cette fente et on obtient une mince pellicule annulaire en forme de manchon. Ceci permet l'élimination intensive de l'eau et des substances gazeuses de la matière traitée.La section de passage est réglée, en fonction du polymère traité, par un déplacement axial de la vis. Cette deuxième machine à vis connue pour le traitement par le vide des polymères, par exemple des mélanges résineux, possède un débit faible par suite d'une faible vitesse de rotation de la vis. En augmentant la vitesse de rotation de la vis, le débit du polymère à traiter vers la fente est accru. ais, comme dans la première machine précitée, par suite d'une haute résistance hydraulique de la fente, on ne réussit pas à extruder à travers cette der nière toute la masse du polymère à traiter, ce qui provoque une accumulation de polymère devant la fente. Le polymère à traiter accumulé se désagrège et brûle par suite de la température accrue de frottement du polymère à la vis et au corps. Quand la machine star- reste, une certaine quantité de polymère reste dans la fente. Ce polymère, sous l'effet de la température, est à moitié vulcanisé et donc, est inutile pour le traitement ultérieur.Pour éliminer cette matière, il faut démonter la machine, ce qui se traduit par des frais importants. Le réglage de la section de passage du jeu annulaire en fonction de la plasticité du polymère traité par le déplacement axial de la vis complique considérablement l'ensemble de fixation de la vis dans sa butée. Une troisième machine connue à vis comprend un corps avec des ouvertures d'alimentation de la matière à traiter et une zone sous vide pour éliminer l'eau et les substances gazeuses de la matière traitée. Le corps renferme une vis tournante ayant un plus grand diamètre dans la zone sous vide. Une fente d'une section transversale constante sur toute sa longueur est formée entre la surface de la vis, dans la zone de transition entre le diamètre le moins grand et le plus grand, et la surface du corps. Le polymère à traiter est extrudé .i travers cette fente et sort sous forme d'une mince pellicule Cette troisième machine à vis connue possède un débit quelque peu supérieur à celui des machines précitées du fait du diamètre plus grand de la vis qui assure une augmentation de la surface de la pellicule de polymère traité sortant de la fente dans la zone sous vide. Toutefois, pour le traitement sous vide de mélanges résineux, le débit de cette dernière machine connue est insuffisant par suite de la vitesse de rotation limitée de la vis et de la haute résistance hydraulique de la fente apparaissant quand le mélange résineux la traverse. Une augmentation du diamètre de la vis entraine une augmentation de la longueur de la fente et donc de sa résistance hydraulique. Comme pour les machines précitées, une vitesse de rotation accrue de la vis entraine une plus grande vitesse du débit du mélange résineux vers la fente et, en raison de la haute résistance hydraulique qu'oppose la fente, on ne réussit pas à extruder à travers la fente toute la masse du mélange résineux à traiter; en conséquence, le mélange s'accumule devant cette fente. La hausse de température due au frottement du mélange avec la vis et le corps provoque la désagrégation du mélange qui brûle. Quand la machine s'arrete, une certaine quantité de polymère reste dans la fente tout comme dans les machines à vis connues précitées. Ce polymère, sous l'effet de la température, est à moitié vulcanisé et donc n'est pas utile pour le traitement ultérieur. Pour l'éliminer, il faut démonter la machine, ce qui entraîne une dépense importante. La section de passage de la fente est réglée en fonction de la plasticité du polymère traité dans la machine par le déplacement axial de la vis, ce qui complique considérablement l'ensemble de fixation de l'arbre de la vis dans la butée. La présente invention repose sur le problème à résoudre suivant : mettre au point une machine à vis pour le traitement des polymères par le vide dans laquelle, du fait de la réduction de la résistance hydraulique de la fente à travers laquelle passe le polymère à traiter, la vitesse de rotation de la vis serait accrue et de cette manière le débit considérablement augmenté. Ce problème est résolu par le fait que, dans la machine à vis pour le traitement par le vide des polymères comprenant un corps ayant une zone sous vide et renfermant une vis tournante, dont le diamètre dans la zone sous vide est accru par rapport à son diamè- tre principal, conformément à l'invention, la vis est placée dans un fourreau évasé entourant la vis à l'endroit où elle passe de son diamètre principal au diamètre accru et formant avec elle une fente annulaire réglable dont la section de passage diminue dans le sens du déplaceient du polymère traité. Cette -machine perfectionnée possède un débit élevé comparé à celui des machines à vis connues précitées du fait que la fente formes entre l'évasement du fourreau entourant la vis à l'endroit où elle passe de son diamètre principal au diamètre accru possède une faible résistance hydraulique. il en résulte que lorsque la vitesse de rotation de la vis croit et, donc que le débit du polymère à traiter à travers la fente est augmenté, tout. la matière réussit à passer à travers cette fente, grâce à sa faible résistance hydraulique, et ne a'accumule pas. Quand la machine s'arrête, il ne reste plus du polymère dans la fente. Il est avantageux de réaliser le fourreau de manière à pouvoir être déplacé suivant l'axe de la vis. il est avantageux, afin que le fourreau puisse être déplacé, de réaliser sur l'extrémité du fourreau un filetage hélicoidal coo- pérant en interaction avec un écrou entraîné par une transmission à engrenages. Le réglage de la section de passage de la fente en fonction de la plasticité du polymère à traiter par le déplacement axial du fourreau simplifie l'ensemble de fixation de l'arbre de la vis dans la butée. Une machine à vis suivant l'invention pour le traitement par le vide de polymères, par exemple de mélanges résineux d'une plasticité de 0,15 et davantage, pour une puissance électrique consommée de 12-14 kW et un diamètre de la vis de 63 mm, possède un débit de 60-80 kg/heure. Les autres buts et avantages de l'invention résulteront de la description de exemple d'exécution donné ci-après avec référence au dessin annexé qui représente schématiquement, en coupe longitudinale, une machine à vis pour le traitement des polymères par le vide, conforme à l'invention. Cette machine comprend le corps 1 avec ouverture d'alimentation 2, zone 3 sous vide et trous de vidange près de la tuyère non représentés. Le corps 1 renferme la vis tournante 4 qui réalise le traite mentdu polymère, par exemple un mélange résineux, chargé par l'ou- verture 2. La vis 4 possède, dans la zone 3 sous vide, un diamètre accru par rapport à son diamètre principal. A l'intérieur du corps 1 est monté un fourreau 5 à évasement sphérique 6 entourant la portion 7 de la vis 4 de transition entre le diamètre principal, le plus petit, et le diamètre le plus grand. L'évasement 6 forme avec la surface de la portion 7 une fente annulaire 8 réglable à travers laquelle le polymère passe pour être transformé en une mince pellicule afin que l'eau et les substances gazeuses soient éliminées plus intensivement dans la zone 3 sous vide. La fente annulaire 8 est réalisée avec une section de passage qui diminue dans le sens du déplacement du polymère depuis la section transversale égale au canal de la vis 4 à l'entrée jusqu'à la section minimale à la sortie dans la zone 3 sous vide réglée compte tenu de l'élimination maximale de liteau et des substances gazeuses en fonction de la matière traitée. Afin d'approprier le réglage de la fente annulaire 8 au traitement de polymères variés, le fourreau 5 à évasement 6 peut être déplacé axialement dans le corps 1 le long de l'axe de la vis 4. A cet effet, l'extrémité 9 du fourreau 5 comprend un filetage héli cordas 10 qui coopère avec un écrou 11 entraîné par une transmission 12 à engrenages. Afin d'intensifier l'élimination de l'eau et des substances gazeuses de la pellicule en mélange-résineux dans la zone 3 sous vide, les extrémités ou tranches 13 des filets de la vis 4 qui découpent en rubans le manchon formé par la pellicule sont aiguisées. Cette machine à vis fonctionne de la manière suivante. Pour le traitement d'un mélange résineux, ce dernier est chargé sous forme de rubans ou granules dans l'ouverture 2. Le mélange résineux est entraîné dans l'ouverture par les filets de la vis tournante 4 et transporté à l'intérieur du corps t où il est chauffé, plastifié, rendu homogène, tassé et extrudé à travers la fente annulaire 8 pour former une mince pellicule en forme de manchon continu se déplaçant vers la zone 3 sous vide. Dans cette zone 3, la pellicule en mélange résineux est découpée, par les tranches 13 des filets de la vis 4 en rubans qui sont entraînés par la vis 4 et véhiculés à travers la zone 3 sous vide où, à l'aide d'une pompe à vide non représentée, l'eau et les substances qui y sont contenues sont aspirées. La pellicule traitée-par le vide passe dans la tuyère non représentée, d'où le mélange résineux sort sous forme d'un profilé de la section désirée. Pour établir le jeu requis de la fente annulaire 8 quand on change de polymère à traiter, il suffit de faire tourner, 8 l'aide de la transmission dentée 12, l'écrou 11 qui, en se vissant sur le filetage hélicoïdal 10 de l'extrémité 9 du fourreau 5 déplace ce fourreau 5 à évasement et modifie la largeur de la fente annulaire 8. - REVENDICATIONS. 1 - Machine à vis pour le traitement par le vide des polymères, cette machine qui comprend un corps ayant une zone sous vide et renfermant une vis tournante, dont le diamètre dans la zone sous vide est accru par rapport à son diamètre principal, étant caractérisée en ce que la vis est placée dans un fourreau évasé entourant la vis à l'endroit de transition entre son diamètre principal et le diamètre accru et formant avec elle une fente annulaire réglable dont la section de passage diminue dans le sens du déplacement du polymère traité. 2 - Machine à-vis suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le fourreau est agencé de manière à pouvoir être déplacé axialement le long de l'axe de la vis. 3 - Machine à vis suivant la revendication 2, caractérisée en ce que, en vue du déplacement du fourreau, un filetage hélicoïdal coopérant avec un écrou entraîné par une transmission à engrenages, est formé à l'extrémité non évasée du fourreau.