Brevet FR2222188A1 — publié le 19741018

La présente invention concerne un dispositif pour amener de façon continue, uniforme et sous une pression éle vée une matière pulvérulente et plastifiable dans l'espace entre une paire de cylindres servant au traitement de la matière et susceptible d'8tre entratnéeà des vitesses périphériques différentes. Jusqu'ici, on n'a pas encore proposé des dispositifs qui permettent d'amener sous une pression élevée une matière pulvérulente plastifiable, par exemple de la poudre de PVC à l'espace entre deux cylindres ce qui constitue une condition préalable pour une plastification, une homogénéisation et un traitement économique de la poudre de PVC. L'alimentation sous pression lorsque l'on utilise des vis d'extrudeuse n'est pas avantageuse, car la matière plastifiable se trouve chauffée par la friction qui en résulte. L'invention a donc pour objet un dispositif à l'aide duquel une matière pulvérulente plastifiable est amenée sous la forme d'un corps solide à l'espace entre cylindres de façon continue et sous une pression uniforme tellement élevée que les surfaces des cylindres sont obligées, pendant leur rotation, d'évacuer ce corps solide sous la forme d'une couche mince, en provoquant son mélange homogène. Le dispositif conforme à l'invention est essentiellement caractérisé par le fait que pour produire dans l'espace entre les cylindres une pression uniforme sur toute la longueur de ce dernier on introduit, pour former une chambre d'accumulation, une pièce d'insertion adaptée à la surface des cylindres, des perçages uniformément répartis sur toute la longueur de l'espace entre les cylindres étant ménagés dans ladite pièce d'insertion et recevant des pistons foulants produisant une pression. Suivant un mode d'exécution préférentiel, les pistons foulants sont entrainés, avec un certain décalage, à l'aide de disques à excentrique ou de disques à came et pénètrent alternativement suivant une séquence décalée dans les perçages de manière à ce que soit maintenue,dans la chambre d'accumulation, une pression uniforme. D'autres caractéristiques de l'objet de l'invention résident dans le fait que la chambre d'accumulation est formée par les deux surfaces des cylindres qui sont chargées avec la matière et qui forment l'espace d'alimentation et par les faces de la pièce d'insertion qui sont voisines de l'espace entre les cylindres, ainsi que par les étanchéités latérales, et par le fait que les perçages sont cylindriques et s'évasent coniquement vers le bas ou se poursuivent vers le bas par des perçages s'élargissant par paliers. Les pistons foulants, la pièce d'insertion et le guidage des pistons sont susceptibles d'être contrôlés thermiquement, et pour une régulation de la profondeur de pénétration des pistons foulants dans les cylindres,les arbres d'entrainement et les disques excentrés ou les disques à came portés par celle-ci, de même que les supports des pistons, sont susceptibles d'être réglés en hauteur à l'aide d'un mécanisme prévu à cet effet. Afin d'assurer un écoulement correct de la matière pulvérulente dans la trémie d'alimentation du dispositif conforme à l'invention, on prévoit des ouvertures d'admission d'air à l'extrémité inférieure de la trémie d'alimentation, dans le but d'obtenir dans celle-ci un lit fluide ou suspendu. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. La figure 1 est une coupe transversale d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est une élévation latérale avec coupe partielle. La figure 3 représente un détail du dispositif permettant de montrer clairement la progression et la production des corps solides. Le matériau,par exemple la poudre de PVC, est enfourné , suivant la figure 1, dans la trémie de remplissage 10, et il parvient dans le perçage cylindrique 8. La référence 19 désigne une plaque métallique frittée ou un anneau métallique fritté auquel est raccordée une conduite d'air non représentée, et à l'aide de laquelle de l'air est envoyé, par l'anneau métallique fritté, dans la trémie de remplissage 10 pour assurer l'écou- lement correct de la matière. Le moteur-13 entrasse un arbre 12 sur lequel sont montés des disques à excentrique ll.Aux disques à excentrique 11 sont fixés des supports 9 qui sont prévus pour recevoir des pistons foulants 7. Par une disposition appropriée des diques à excentrique 11 sur l'arbre d'entrainement 12, les pistons foulants 7 sont refoulés, suivant une séquence déterminée dans les perçages 8, ce qui permet de compacter le matériau qui a pénétré dans les perçages 8 et de le transférer dans la partie conique des perçages 4, où ledit matériau est conformé, sous une haute pression, en un corps solide conique. Le matériau refoulé hors des perçages coniques 4 parvient, sous une pression, dans la chambre d'accumulation 3. Le corps solide conique fait avec le matériau comprimé et se situant dans le perçage conique 4, résiste à la pression qui règne dans la chambre d'accumulation 3 pendant que le piston 7 est déplacé vers le haut et que la matière s 'écou- le vers le bas à partir de la trémie 10. La réalisation conique du perçage 4 empêche que la matière qui a été comprimée en un corps solide se déplace vers le haut lorsque les pistons de bourrage 7 se retirent vers le haut en raison de la pression élevée qui règne dans la chambre d'accumulation 3. Pour un bon fonctionnement du dispositif de bourrage conforme à l'invention il est très important que les per çages 4 s'évasent coniquement ou par paliersvers le bas, afin que le matériau qui a été comprimé en un corps solide ne puisse pas être refoulé, ceci permettant de produire et de maintenir dans la chambre d'accumulation 3 une pression élevée continue ce qui représente la condition préalable pour un traitement économique d'une matière pulvérulente dans l'espace entre deux cylindres. Dans le cas de l'alimentation sans pression d'une matière pulvérulente dans l'espace entre deux cylindres (selon l'état de la technique) la vitesse de chute de la poudre, dans le cas d'une vitesse de rotation élevée des cylindres, n'est pas suffisante pour fournir à l'espace entre les cylindres une quantité suffisante de matière, car l'air qui est refoulé, dans ledit espace, hors de la matière, agit à l'encontre de la poudre qui tombe. La pression élevée qui règne dans la chambre d'accumulation 3 permet d'augmenter la masse volumique de la matière, tout en permettant en même temps d'améliorer le contact entre la matière et les surfaces des cylindres 1 et 2, en sorte que ces surfaces de cylindres deviennent plus efficaces en communiquantà la matière une contrainte de cisaillement plus élevée ce qui conduit à l'accroissement de la matière traitée et à sa meilleure homogénéisation. Le dispositif de bourrage conforme à l'invention et constitué par la pièce d'insertion ou pièce de bourrage rapportée 5 et par son organe de maintien 6 est maintenu et ajusté en amont de l'espace entre les cylindres 1 et 2 par des moyens non représentés et facilement imaginables par tous techniciens du domaine concerné. Etant donné que la vitesse du dispositif de bourrage est susceptible d'être régulée de façon continue, il convient, pour des vitesses élevées, de refroidir par des moyens appropriés tant les pistons foulants 7 que la pièce d'insertion 5 et la pièce de guidage 14 pour les pistons foulants 7. La pièce d'insertion 5 et la pièce de guidage 14 peuvent par exemple être refroidies par des perçages 20 et 21 qui sont raccordés à un circuit d'eau de refroidissement non représenté. Les pistons foulants 7 sont par exemple refroidis à l'aide de Freon, par un système de refroidissement par évaporation. Toutefois, dans la mesure où cela s'avère être nécessaire, les pièces mentionnées ci-dessus du dispositif de bourrage peuvent également être chauffées. On peut réguler la quantité de matière admise dans la chambre d'accumulation 3 non seulement à l'aide de la vitesse de rotation, mais également par la modification de la hauteur de l'arbre d'entraSnement 12 à l'aide d'une broche 15 (figure 2) dont la position peut être fixée à l'aide de deux écrous 16. Lorsque l'arbre d'entratnement 12 est soulevé au moyen de la broche 15, cela conduit à raccourcir la profondeur de pénétration des pistons foulants 7 dans les perçages cylindriques 8. L'arbre d'entraînement peut être déplacé, au moyen de la broche 15, dans l'une ou l'autre des deux directions de la flèche double 15a. La modification de la profondeur de pénétration des pistons foulants 7 dépend du matériau à traiter ou de la masse volumique de ce matériau ; en d'autres termes cela veut dire que lorsque la profondeur de pénétration des pistons foulants 7 est augmentée, la pression dans la chambre d'accum s tion 3augmente > et avec elle, tout comme lors d'une augmentation de la vitesse périphérique des cylindres 1 et 2, également le débit à travers les pace entre les cylindres 1 et 2. Une autre possibité de régler le débit consiste à augmenter la vitesse de rotation de l'entraînement 13 du dispositif de bourrage, étant entendu qu'il convient d'augmenter en même temps la vitesse périphérique des cylindres 1 et 2. Pour régler le débit des cylindres 1 et 2 qui forment entre eux l'esppe susmentionné, on peut également réguler la pression dans la chambre d'accumulation 3 en augmentant ou en diminuant la vitesse de rotation du moteur 13 relié à l'arbre d' entraînement 12. Mais avantageusement on règle la vitesse de l'arbre 12 et du moteur 13 du dispositif de bourrage en fonction de l'énergie communiquée à la paire de cylindres 1 et 2, car cette énergie communiquée à la paire de cylindres représente une grandeur store pour le débit de matière à travers l'espace entre les cylindres. 'Lesmoyens d'étanchéité latéraux 18 empechent que la matière quitte latéralement l'espace entre les cylindres 1 et 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour amener de façon régulière et sous une pression élevée une matière granuleuse ou pulvérulente plastifiable à l'espace formé entre une paire de cylindres de traitement de ladite matière, susceptible d'être entraînée à des vitesses périphériques différentes caractérisé par le fait que pour produire une pression uniforme sur toute la longueur de l'espace entre les cylindres on dispose dans ledit espace, pour y former une chambre d'accumulation ou de bourrage (3), une pièce d'insertion (5) adaptée à la surface desdits cylindres (1, 2) tout en prévoyant des moyens d'étanchéité latéraux (18), ladite pièce d'insertion (5) comportant des perçages (8) uniformément répartis sur la longueur de l'espace entre les cylindres, et servant à recevoir des pistons foulants (7) produisant une pression. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre d'accumulation (3) est formée par les deux surfaces latérales des cylindres 1 et 2 qui forment l'espace et qui sont chargées avec la matière, ainsi que par la face de la pièce d'insertion (5) située du coté de l'espace entre les cylindres et par les moyens d'étanchéité latéraux (18). 3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que les perçages (8) sont cylindriques et qu'à la partie cylindrique de ces perçages se raccordent des perçages coniques (4) s'évasant vers le bas. 4. Dispositif suivant les revendications 1 à 3 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que les per çages (8) sont cylindriques et qu'à la partie cylindrique de ces perçages se raccordent des perçages (4) qui s'élargissent par paliers. 5. Dispositif suivant les revendications 1 à 4 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que les pistons foulants (7) maintenus dans les supports (9) sont déplacés par des disques excentrés ou des disques à came (11) fixés suivant une séquence déterminée sur un arbre d'entraînement (12), et ils pénètrent suivant une séquence donnée dans les perçages (8) de façon à assurer le maintien d'une pression uniforme dans la chambre d'accumulation (3). 6. Dispositif suivant les revendications 1 à 5 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que pour régler la profondeur de pénétration des pistons foulants (7) et pour commander la pression dans la chambre d'accumulation (3) l'arbre d'entraînement (12) de meme que les disques excentrés ou à came (11) qu'elle porte ainsi que les supports (9) des pistons (7), sont susceptibles d'entre réglés en hauteur à l'aide d'un dispositif de réglage (15, 16, 17). 7. Dispositif suivant les revendications 1 à 6 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que les pistons foulants (7), la pièce d'insertion ou de bourrage (5) et les éléments de guidage (14) des pistons, sont susceptibles de subir un traitement thermique. 8. Dispositif suivant les revendications 1 à 7 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que pour obtenir un lit fluidifié dans la trémie d'alimentation (10), des ouvertures d'admission d'air (19) sont prévues à son extrémité inférieure ainsi qu'au bord supérieur des perçages cylindriques (8). 9. Dispositif suivant les revendications 1 à 8 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que pour régler le débit de la matière sortant par la fente entre les cylindres, on règle la pression dans la chambre d'accumulation (3) en augmentant ou en diminuant le nombre de tours de l'arbre d'en traitement (12). 10. Dispositif suivant les revendications 1 à 9 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que le nombre de tours ou la vitesse de rotation du mécanisme d'entraînement du dispositif de bourrage est contrôlé en fonction de l'énergie communiquée à la paire de cylindres.