Brevet FR2274638A1 — publié le 19760109

a présente invention a trait à un procédé et un dispositif pour mélanger en continu et de façon extrêmement rapidement homogène ainsi que pour dégazer ou épaissir inten- sivement des résines ou autres matières synthétiques constituées de plusieurs composants et contenant ou non des charges. Pour fabriquer des articles ou moulages en résines ou autres matières synthétiques auxquelles, pour obtenir des résistances mécaniques élevées, on peut adjoindre des charges, on connaît déjà des dispositifs mélangeurs auxquels est conduit de manière dosée, par l'intermédiaire de pompes, chacun des composés situés sous vide dans des récipients spéciaux. ussi- tot que l'on a ajouté le durcisseur nécessaire commence le temps de réaction durant lequel les divers composants doivent être mélangés et dégazés. lies exigences toujours plus sévères imposées dans la pratique, notamment aux articles ou moulages de haute qualité destinés à servir d'isolants électriques, ne peuvent être satisfaites avec les dispositifs mélangeurs connus parce qu'il n'est pas possible, avec ces appareils, c" a surer dans le temps de réaction imposé à la fois un mélange homogène et un dégazage intensif. lies difficultés d'assureur dans un espace de temps très court un dégazage aussi rapide que complet et un mélange homogène de masses particulièrement visqueuses sont dues au fait que les inclusions gazeuses ou humides ne peuvent hêtre éliminées des composants seulement l'espace d'un brassage parcs que les inclusions gazeuses qui se trouvent dans la masse très visqueuse sont réparties tellement à coeur dans le mélange que même l'action d'un vide poussé ne peut les atteindre et les évacuer. Ces inclusions ne pourraient être totalement éliminées au moyen d'un brassage vigoureux que s'il s'agissait de masses très fluides. Dans le cas de nasses très visqueuses il faudrait que le brassage dure beaucoup trop longtemps si l'on considère la rapidité avec laquelle se pro-- duit la réaction. On a déjà tenté, pour assurer un mélangeage satisSai- sant, d'envoyer les composants à mélanger et à dégazer c'ans un cylindre sous vide dans lequel la masse est contrainte Co traverser une série de tôles perforées animées cl'un mouvement de va-et-vient par un arbre. L'inconvénient que présente cet appareil se manifeste par le fait que la masse déjà visqueuse en soi se trouve subdivisée en cordons relativenent gros d?fls lesquels restent retenues les inclusions gazeuses oui devaient être éliminées. Mais le temps de réaction est trop court pour que la masse puisse traverser longtemps ces tôles perforées pour être dégazée. On a également proposé d'amener la matière brute dans un récipient sous vide, puis de la faire passer progressivement dans un autre récipient sous vide chauffé d'où elle est reprise par une vis transporteuse en amont de laquelle le gaz expulsé doit entre évacué par 11 intermédiaire dlune enceinte collectrice. Il est en outre décrit, dans le brevet allemand DT- AS 1 544 168, un procédé selon lequel la matière à dégazer est transportée par des vis sans fin à travers un réservoir 1lorizon- tal sous vide. Au cours de ce transport, les vis, qui dépassent en partie de la matière à dégazer, ouvrent en un voile laine, nendant tm court espace de temps, la matière qui adhère sur elles. Pour certaines matières cet appareil doit certainement convenir parfaitement.Mais comme chaque matière nécessite une autre durée de mélangeage et de réaction, il ne peut autre tenu compte de toute variation de la durée de ces opérations que par la complication de prévoir des vis transporteuses plus longues et/ou de plus grand diamètre. Butant donné que les temps ce réaction de résines synthétiques de natures différentes et contenant des charges diverses peuvent présenter des diférences c(nsidé- rables qui peuvent également être attribuées, entre autres choses, à la variation de viscosité qui se produit durant le mélangeage, on a entouré les récipients mélangeurs d'une chemise permettant une circulation de fluide de chauffage ou de reCroi- dissement afin de régler en conséquence la température du contenu de ces récipients. lies appareils de ce genre n'ont pas donné de résultats sulfisa=nent bons. La cause de leur insuf- fiance réside, selon de nombreuses constatations, dans le irait que la température rayonnée uniquement à partir de la surface du chemisage ne peut, dans l'espace de temps de réaction dispo- nible, atteindre uniformément et à coeur la masse à travailler. I.'invention a donc pour but de supprimer ce inconve- nients et d'assurer, au moyen d'un appareillage peu complexe, un mélangeage extrêmement rapide et homogène de matière continue, en même temps outun dégazage intensif et une consistance uniforme de la masse. rour atteindra ce but l'invention a conçu un procédé consistant essentiellement à mélanger au moyen de palettes de brassage les composants du mélange introduits l'un après ltau- tre dans un récipient mis sous vide, puis à continuer de mélanger ces composants en les déplaçant vers le haut en un cycle continu dans un tube mélangeur vertical dans lequel se trouve une vis sans fin au sommet de laquelle le mélange s'écoule en rn cycle ininterrompu et encouche mince le long d'une collerette et traverse des éléments de chauffage et/ou de refroidissement réglables subdivisés en sections qui comm- niquent au mélange la température requise en fonction de sa viscosité.Ce procédé est mis en oeuvre, de manière techniquement et économiquement avantageuse dans le dispositif selon l'irvention qui est composé dsun récipient vertical rond dont sensiblement le tiers inférieur est conique en s'amincissant vers le bas pour se terminer en une étroite partie cylindrique munie d'un clapet de vidange, dans lequel pcut tourner une vis transporteuse coaxiale munie de palettes de brassage et/ou de raclage qui est montée au milieu d'un couvercle de ce récipient et se termine à peu de distance au-dessus du clapet de vidange et qui est entourée avec un faible jeu par un tube maintenu par des supports figés au couvercle, le sommet de ce tube comportant une collerette et la vis transporteuse dépassant de ce tube à chaque extrémité sur une longueur égale à environ un pas de vis. La paroi de ce récipient, le tube et sa collerette sont entourés par des éléments de chauffage et/ou de refroidissement répartis en sections et réglables en continu, individuellement ou ensemble, dans toutes les parties et en fonction de la tenpérisure et/ou de la viscosité instantanée de la masse de résine synthétique. Il est particulièrement avantageux que le sens et la vitesse de rotation de la vis transporteuse puissent être modifiés, de préférence lorsque le clapet de vidange est ouvert. Il est en outre prévu de disposer en regard de l'eabouclaure de la conduite de vide disposée très près au-dessous du couvercle du récipient une tble d'impact et, dans ce couvercle, un regard vitré et au moins un orifice de remplissage. Il stest par ailleurs révélé très avantageux de relier les éléments de chauffage et/ou de refroidissement répartis en section. der réservoirs de fluide chauffant ou refroidisseur par l'intermé- diaire de robinets à trois De manière très avantageuse certains éléments de chauffage et/ou de refroidissement, ou la totalité de ces éléments, peuvent être constitués par des éléments de Sellier que l1on met en contact galvanique avec leurs zones d'application Il est particulièrement favorable de disposer sur la face supé- rieure de la collerette du tube les éléments de chauffage et/ou de refroidissement affectés à cette collerette. lie dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé selon 11 invention est décrit ci-après en détail avec référence au dessin dont la figure unique est une vue en coupe axiale au travers du récipient mélangeur avec son couvercle et -son clapet de vidange, de la vis transporteuse munie de palettes de bras- sage et montée dans le couvercle, du tube qui entoure cette vis et qui est muni dXune collerette, et enfin des élénents ( chauffage et/ou de refroidissement réglables individuellement et subdivisés en sections. lie récipient mélangeur 1, de préférence cylindrique, est conique à sa base sur une hauteur sensiblement égale au tiers de la hauteur totale de ce récipient, cette conicité étant telle que le diamètre du récipient diminue vers le clapet de vidange 4 situé tout à fait en bas. Au sommet le couvercle 5 est fixé de manière amovible et étanche au vide sur le recipient mélangeur 1. Ce zencouvercle 5 comporte au moins un orifice mentation et un regard vitré permettant de surveiller le rroces- sus de dégazage. te palier etXou le mécanisme de commande de la vis transporteuse 3 sont également disposés dans le couvercle 5. A 11 intérieur du récipient mélangeur i une tôle d'impact 12 qui empoche dans tous les cas que des composants solides ne rene- trent dans la tuyauterie de vide 11 est disposée en avant de l'embouchure de cette dernière. De plus, des éléments de chauf- fage etXou de refroidissement 20, 21 et 22 subdivisés ail sections sont prévus autour du récipient mélangeur i ou dans ce denier. Ces éléments peuvent être individuellement mis en ou hors service en fonction de températures et/ou de viscosités mesurées antoma- tiquesent au cours du mélangeage. 3es éléments de chauffage et/ ou de refroidissement 23, 24, 25 et 26, également réglables, sont disposés autour du tube 7 qui entoure la vis 3 et autour de la collerette 8 qui forme le sommet du tube 7. il est possible, avec les éléments de chauffage et/ou de re::^roidisse- ment répartis en sections, de commander les opérations de mélangeage et de dégazage de la masse en fonction de son état instantané, de manière à assurer une durée optimale de ces opérations dans les limites du temps de réaction connu. il est avantageux que les éléments de chauffage et/ou de refroi- dissement 20 à 26 soient constitués par des éléments de Peltier mis en liaison galvanique avec le récipient 1 et avec le tube 7 et sa collerette 8. Ainsi, i1 est possible d'assurer un réglage thermique très raide par la seule régulation de l'intensité du courant ou une inversion de pôles. L'opération de mélangeage proprement dite coEzence par l'introduction des composants l'un après l'autre c'ans le récipient par l'ouverture prévue dans le couvercle à cette fin. Ta matière à travailler tombe le long de la collerette C du tube 7 et est saisie par les palettes 2 qui la brassent en un mouvement tournant. Après addition des composants suivants la partie conique du récipient 1 est remplie. La masse ainsi préalablement mélangée est alors reprise par la vis transporteuse 3, soumise à un mouvement de mélangeage différent dans le tube 7 en suivant un parcours ascendant. Arrivée en haut de cette vis et du tube 7, la matière s'écoule à nouveau le long de la collerette 8 sous forme dune mince couche. Grace à la minceur de cette couche le dégazage de la matière peut s'effectuer com plètenent, notamment après plusieurs recyclages.La durée des opérations de mélangeage et de dégazage, différente d'une matière à une autre, peut être déterminée par observation au travers du regard vitré, de sorte que la quantité nécessaire et optimale de durcisseur peut être fixée. Ce dispositif présente, en plus des avantages déjà cités, celui de permettre, à la fin du mélangeage, de faire passer très rapidement le mélange du récipient dans le moule ou autre enceinte de réception ; il suffit pour cela c'inverser le sens de rotation de la vis 3. Surfin, il a été constaté en pratique que même dans le cas de masses très peu fluides il suffisait d'une très faible puissance motrice pour faire tourner la vis transporteuse 3. REVENDICATIONS i. procédé nour mélanger en continu et ce façon extrenement rapidement homogène ainsi que our dégazer ou épaissir intensivement des résines ou autres matières synthé- tiques constituées de plusieurs composants et contenant ou non des charges, ce procédé étant remarquable en ce qu'il consiste à mélanger au moyen de palettes de brassage lez co - posants du mélange introduits lsun après l'autre dans un récipient mis sous vide, puis à continuer de mélanger ces composants en les déplaçant vers le haut en un cycle continu dans un tube mélangeur vertical dans lequel se trouve une vis sans fin au sommet de laquelle le mélange s'écoule en un cercle ininterrompu et en couche mince le long d'une collerette et traverse des éléments de chauffage et/ou de refroidissement réglables subdivisés en sections qui communiquent au mélange la teupérature requise en fonction de sa viscosité. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procécé selon la revendication 1, remarquable en ce Ilu'il se compose d'un récipient vertical rond dont sensiblement le tiers inSé- rieur est conique en s1 amincissant vers le bas pour se ter viner en une étroite partie cylindrique munie d'un clapet de vidange, dans lequel peut tourner une vis transporteuse coaxiale munie de palettes de brassage et/ou de raclage qui est montée au milieu d'un couvercle de ce récipient et se termine à peu ce distance au-dessus du clapet de vidange et qui est entourée avec un faible jeu par un tube maintenu par des supports bisés au couvercle, le sommet de ce tube comportant une collerette etla vis transporteuse dépassant de ce tube à chaque extrémité sur une longueur égale à environ un pas de vis, la paroi de ce récipient, le tube et sa collerette étant entourés par Ces éléments de chauffage et/ou de refroidissement répartis en sections. 3. Dispositif selon la revendication 2, remarquable en ce que les éléments de chauffage et/ou de refroidissement repartis en sections sont réglables en continu, individuelle- ment, en fonction de la température etXou de la viscosité ins tantanée de la masse à dégager et à mélanger. 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3 enserlble, remarquable en ce que les éléments dc chauffage et/ou de refroidisseiaent sont constitués par des léments de Feltier en contact galvanique avec leurs zones d'application. 5. Dispositif selon la revendication 2, remarquable en ce Que le sens et la vitesse de rotation de la vis transpor- teuse peuvent entre nodifiés à tout moment mais de préférence lorsque le clapet de vidange est ouvert. 6. dispositif selon la revendication 2, renarquable en ce qu'il comporte en regard de 12embouchure de la conduite de vide du récipient une tôle d'impact et, dans le couvercle, un regard vitré et au moins un orifice de remplissage.