Brevet FR2312355A1 — publié le 19761224

L'invention concerne un dispositif pour la tabri cation de tuyaux en matière thermoplastique où les tensions internes sont faibles en raison d'un calibrage et d'un refroidissement extérieur, et d'un refroidissement intérieur supplênentaire. Tous les tuyaux en matières thermoplastiques, en particulier en matières plastiques partiellement cristallines, telles que les polyéthylènes et polypropylène dit haute densité", par exemple, présentent des tensions internes plus ou mois's importantes, dues au procédé de fabrication.Ces tensions internes sont particulièrement importantes dans le procédé de fabrication des tuyaux, qui est de beaucoup le plus utiles, où l'on calibre et refroidit les tuyaux de l'eséri-ur. Il se produit ici sur la face intérieur du tuyau des contraintes de traction, et sur la face extériette des contraintes de ompression. Ces contraintes ont, en particulier dans des tuyaux dont les parois sont épaisses, un effet très défavorable sur la résilience, le comportement dane le temps, et la soudabilité.On a déJa proposé des procédés pour diminuer ces contraintes défavorables, par exemple en refroidissement par étapes, en soumettant les tuyaux à un recuit intermédiaire pendant la production, et on refroidissant, et calibrant les tuyaux par l'intérieur. Cea propositions n'offrent qu'une très faible amélioration, ou elles sont difficiles à réaliser dans la pratique et entratnent des frais de production supplémentaires. Le seul procédé qui qui permettent de supprimer complètement les tensions internes consiste ê soumettre les tuyaux à un recuit ultérieur pendant une durée prolonge, dans une étuve.Ce procédé est toutefois très onéreux et ne convient pas pour les tuyaux enroulés sur une bobine circulaire. L'invention a pour objet de réaliser un dispositif qui permette de produire, en évitant les inconvénients mention nés, des tuyaux où les tensions internes soient faibles. A cet effet, l'invention propose un dispositif qui est constitué, suivant l'invention, par un organe refroidissant, représentant un prolongement isolant de la chaleur, du mandrin de la filière à tuyaux. Cet organe refroidissant est fait d'un tube à double paroi en métal Q haute conductibilité thermique, par exemple, en aluminium, alliage de cuivre et autre. Le diamètre exté rieur du tube à double paroi est plus petit que le diamètre intérieur du tuyau en matière plastique, de sorte qu'il se forme entre eux une fente d'air. L'espace intérieur de l'organe refroidissant communique par ses deux extrémités avec l'extérieur.L'espace qui se trouve entre les parois de l'organe refroidissant est alimenté par une canalisation tubulaire passant dans le mandrin de la tête d'injection d tuyaux , en eau de refroidissement qui est guidée éventuellement à contre-courant du sens de l'extrusion, par une hélicde montée entre les parois du tube, et qui est ensuite évacuée en passant par le mandrin de la tête d'extrusion du tuyau. La surface du corps refroidissant est dépolie à l'intérieur et à l'extérieur et est établie de façon telle que le coefficient d'absorption du rayonnement thermique est le plus haut possible, par exemple au moyen d'un brunissage ou de la pulvérisation d'un vernis noir à surface mate.Sur la faoe intérieure de l'organe refroidissant à double paroi se trouve un ventilateur qui fait circuler continuellement de l'air de l'espace intérieur de organe refroidissant à l'espace extérieur, entre le tuyau de matière plastique et l'organe refroidissant de façon telle que l'air s'écoule, en sens inverse de celui de l'extrusion, dans la fente qui est entre le tube à double paroi et le tuyau de matière plastique. L'extrémité du côté de la tête d'extrusion de l'organe refroidissant est établie de telle façon que le courant d'air est aspiré à l'intérieur du tube à double paroi avant d'avoir atteint la buse d'extrusion, afin d'éviter un refroidissement de cette buse. La vitesse de circulation d'air produite par le ventilateur doit être suffisamment grande pour qu'il se produise à l'extérieur et à l'intérieur un courant turbulent pour assurer la meilleure transmission de la chaleur. Pour améliorer encore la transmission de la chaleur, l'organe refroidissant peut être pourvu intérieurement de nervures longitudinales. L'invention a en conséquence pour objet de réaliser un dispositif destiné à la fabrication de tuyaux en matière thermoplastique (1) en particulier de matière thermoplastique partiellement cristalline telles quelle polyéthylène et la polypropylène dits "haute densité", où les tensions internes soient faibles grâce à un calibrage et un refrodissement par l'extérieur, et un refroidissement supplémentaire par l'intérieur, ce dispositif étant caractérisé en cc (lu' 1. m@ndrin de la tête d'extrusion du tyau est pro@ongé, par l'intermédiaire d'une plaque isolante par un organe refreidissant tu@ulaire à double paroi, dont le diamètre extérieur est pii 1 matière plastique et ou, dans l'espace qui sépare les deux parois de cet organe refroidissant vont des canalisations d'arrivée et de sortie d'un fluide refroidissant, un ventilateur étant pl;jct sur l'organe refroidissant, ventilateur qui est alimenté en courant par un câble, unetôle tubulaire étant éventuellement appliquée sur le ventilateur. L'organe refroidissant établi SUilt l'invention rend possible l'évacuation de grandes quantités de chaleur, par absorption du rayonnement et par convection, aussi sur la face interne du tuyau en matière plastique que l'on extrude sans rendre plus difficile le procédé très simple de fabrication des tuyaux par calibrage et refroidissement par l'exté- rieur, car l'organe refroidissant n'est pas en contact avec le tuyau et le milieu refroidissant intérieul ne vient pas non plus en contact direct avec le tuyau de matière plastique.On empêche dans une large mesure, grâce au refroidissement simultané du tuyau de matière plastique à l'intéricur et à l'extérieur, l'apparition de tensions internes. n Q11 accorde correctement les refroidissements intérieur et extérieur on peut même arriver à produire des tuyaux neutres au point de vue des tensions. Le dispositif convient CIL particulier pour des raisons d'encombrement pour des tuyaux de grandes dimensions, dans lesquels se fait particulierement remarquer jusqu'ici l'inconvénient des tensions intellles. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et du dessin annexé qui représente sans aucun esprit de limitation, un mode possible d Le tuyau en matière plastique 1 sort de la buse de la filière à tuyau, dont le mandrin 2 est prolongé salivant l'invention par l'organe refroidissant i Jour éviter les pertes de chaleur au mandrin 2, on place entre de mandrin Ct ct organe refroidissant 3, une plaque isolante Il. @'organe refroidissant 3 est constitué essentiellement d'un tube a double paroi dont 1@ diamètre extérieur est plus petit que le diametre inté rieur du tuyau en matière plastique 1, de sorte qu'il se lorme, entre les deux, une fente t'air annulaire. 'espace que forment les deux parois de l'organe refroidissant 3 est parcouru par un fluide refroidissant, normalement de l'eau L'arrivée et la sortie de ce fluide refroidissant se font par les canalisations tubulaires 5 et @. Le fluide refroidis sant est guidé, dans l'espace vide qui se forme entre les deux parois de l'organe refroidissant 3 à double paroi, par une tole de guidage 11 hélicoïdale, en spirale, en sens inverse du sens d'extrusion du tuyau de matière plastique 1.L'air circule continuellement entre l'espace extérieur et l'espace intérieur de l'organe refroidissant, sous l'action d'un ventilateur qui est monté sur la face de l'organe refroi- dissant qui est à l'opposé de la buse Le moteur du ventilateur est alimenté en courant par un câble 8, qui passe vers l'exttrieur, comme les canalisations d'arrivée et d'évacuation du fluide refroidissant 5, 6, en traversant le mandrin 2 de la filière à tuyaux.Le ventilateur est établi de façon telle que, pour obtenir la meilleure transmission de chaleur possible entre l'air et la surface interne du tuyau de matière plastique d'une part, et les surfaces intérieure et extérieur del'organe refroidissant d'autre part, il règne une turbulence dans le courant qui passe à l'intérieur et à l'extrérieir de l'organe refroidissant 3. Pour y aider, on place, sur le moteur du ventilateur, une tôle tubulaire de guidage de l'air 10, de sorte que le courant d'air passe à l'intérieur de l'organe refroidissant 3 par une fente relativement étroite, formée par la paroi intérieur de l'organe refroidissant 3 et la tôle de guidage 10 de l'air. Le dispositif illustré se pose, lors de 1 1 extrusion de tuyaux en matière plastique, en commun avec les dispositifs de refroidissement et de calibrage ), courants juqu'ici, et qui agissent exclusivement à l'extérieur, ce qui n'est représenté que schématiquement dans le dessirl, Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci dessus décrit et représenté à 2artir duquel on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour tir S()l'til' du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la fabrication de tuyaux en platières thermoplastiques, en particulier en thermoplastes partiellement cristallins, tels que les polyéthylènes et polypropylène dits haute densité", à faibles tensions internes, grace au calibrage et au refroidissement intérieur supplémen- taire, dispositif caractérisé en ce que le mandrin (2) de la tête d'eztrusion du tuyau est prolongé, par l'intésmédiaire d'une plaque isolante (4), par un organe refroidissanttubulaire (3) à double paroi, dont le diamètre extérieur est plus petit que le diamètre intérieur du tuyau en matière plastique (1) et où, dans l'espace qui sépare les deux parois de cet organa refroidissant (3) vont des canalisations d'arrivée et do sortie (5, 6) d'un fluide refroidissant, un ventilateur (7) étant placé sur l'organe refroidissant, ventilateur qui est alimenté en courant par un cible (8), une tôle d'aération tubulaire étant éventuellement appliquée sur le ventilateur (7). 20)Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ventilateur (7) est monté sur la face de l'organe refroidissant (3) qui est à l'opposd du mandrin (2) de la tête d'extrusion. 30) Dispositif suivant l'une dea revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'espace intérieur de 1 'organe refroidissant (3) est relié par ses deux extrémités avec l'espace qui est entre l'organe refroidissant (3) et le tuyau en matière plastique (i). 40) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fluide refroidissant de l'organe refroidissant (3) est guidé, par une tôle de guidage hélicoïdale (11 ), en sens inverse du sens de l'extrusion du tuyau. 50) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ventilateur (7) est établi de fanon telle que l'air s'écoule entre le tuyau de matière plastique (1) et l'organe refroidissant (3) dans le sens opposé à celui de l'extrusion, et que dans les deux espaces, l'écoulement est turbulent.