Brevet FR2297123A1 — publié le 19760806

La présente invention concerne un appareil et un procédé pour fabriauer des panneaux de constmuction en plâtre selon un processus continu. L'appareil de la présente invention comprend les élé ment s suivants - deux silos dont un pour emmagasiner le gypse pulvérisé et l'autre pour emmagasiner de la matière inerte, ces silos étant munis d'une embouchure de chargement et d'une sortie de décharge; - un dispositif de distribution réglable à la sortie de chacun de ces silos pour contrôler le débit de la matière délivrée; - un ensemble transporteur pour rassembler, planer et élever la matière seiche à partir de ces silos; - un réservoir muni d'une embouchure de chargement à l'extrémité de cet ensemble transporteur et d'un dispositif de distribution réglable;; - un dispositif de malaxage comprenant deux vis jumelées à prise mutuelle ayant des filets identiques et disposées côte à côte afin que le sommet d'un filet d'une vis atteigne le fond du filet de l'autre vis, les côtés des filets des deux vis contiguës étant presque en contact les uns avec les autres, les corps de ces vis se prolongeant à une extrémité de celles-ci sur une longueur au-delà de la partie filetée, ces vis tournant toutes les deux dans le même sens; - un dispositif d'homogénéisation qui comprend plusieurs lobes plats s'étendant radialement depuis le prolongement de chacun de ces corps de vis sur une distance suffisamment importante pour toucher presque la périphérie du corps de vis contigu;; - une enveloppe pour ces vis et pour ce dispositif d'homogénéisation, cette enveloppe ayant un profil interne adapté pour se conformer au profil externe des vis et des trajets des sommets des lobes, cette enveloppe étant munie d'une embouchure de chargement sur une longueur de ces vis prs des extrémités de celles-ci opposées au dispositif d'homogénéisation et avec une buse de sortie du mélange homogénéisé; - un dispositif pour projeter le mélange sec avec de l'eau, ce dispositif étant monté autour de ltembouchure de chargement; - un dispositif pour déceler le niveau de la matière dans le réservoir et pour arrêter et declencher l'ensemble transporteur en fonction de ce niveau;; - un dispositif de commande électrique avec un relais à retard pour arrêter et déclencher le distributeur du réservoir et l'alimentation d'eau au dispositif de projection et pour arrenter le dispositif de malaxage avec un certain retard à partir du temps d'arrêt de ce distributeur et de ce dispositif de projection. Le plâtre de Paris, comme cela est connu, est un liant à prise et durcisse.ent rapides. Il est préparé par calcination à une température de 19ûOC-2000C; après un mélange avec de l'eau, il fait prise en--six à huit minutes; des durées de prise plus longues sont obtenues avec du plâtre de Paris préparé à une tepc'-rature de 200-23000. Les produits en plâtre de Paris obtenus par moulage doivent être selon une masse compacte pour autant que leur porosité est supérieure et pour autant que leur résistance est inférieure. La durée de prise est raccourcie lorsqu'un peu d'eau ou une pâte vieillie est présente dans le moule et ceci est désavan -tageux. Des précautions particulières doivent donc etre prises dans la fabrication d'éléments de construction en plâtre de Paris qui est différente de la production d'éléments en béton. Plus particulièrement, les dispositions suivantes doivent être satisfaites dans la fabrication d'éléments moulés en plâtre de Paris - une proportion précise des ingrédients du mélange qui se compose de gypse, d'eau et éventuellement de charges inertes; - un mélange rapide des ingrédients; - un malaxage intime des ingrédients; - un nettoyage parfait des surfaces de l'appareillage avec lesquelles la pâte vient en contact; - une exsudation de l'excès d'eau du plâtre dans le moule; - l'exécution régulière et rapide des différentes opérations de fabrication. En outre, pour des raisons économiques évidentes, le procédé de fabrication doit être automatisé au plus haut degré avec le minimum de pertes de matière et de travail. En général, suivant la technique antérieure, le plâtre de Paris sec ou gypse est mélangé avec de l'eau et avec n'importe quel autre ingrédient selon de petits lots et est utilisé rapidement car la pâte ne peut plus être employée lorsqu'elle est dure. Ces procédés de fabrication ne satisfont pas les exigences ci-dessus, premièrement en raison de la difficulté d'avoir une quantité adéquate de pâte par rapport au volume du moule et il en résulte une perte conséquente de matière, deuxiè- mement parce que les récipients dans lesquels la pâte est produite doivent être nettoyés soigneusement avant de les utiliser à nouveau pour empêcher toute modification imprévisible de la durée de prise et finalement parce qu'une grande perte de temps et de travail se produit. D'un autre côté, les exigences ci-dessus sont satisfaites par l'appareil et le procédé de la présente invention. Dans l'appareil de la présente invention t 1 - La pate de plâtre de Paris est préparée par un procédé continu et non par des lots successifs comme dans l'appareil de la technique antérieure; au moyen de cette caractéristique la production est augmentée b coût de production est réduit comme conséquence du fait que la quantité de pâte est juste celle nécessaire pour autant que l'appareillage pour la production continue de la pâte de plâtre peut être arrêté et déclenché au bal moment avec un minimum de pâte en excès par rapport à la capacité du moule. 2 - Des jets puissants d'eau sous pression sont utilisés pour ajouter de l'eau au mélange des ingrédients secs. On obtient donc une réaction rapide et intime des particules de gypse avec l'eau. 3 - Après l'addition de l'eau au mélange de matière sec, celui-ci est malaxé en l'amenant entre deux vis en prise puis à travers un dispositif d'homogénéisation comprenant deux séries d'éléments en prise se composant de deux lobes diamétralement opposés s'étendant à partir de deux prolongements respectifs des arbres des vis, les éléments de chaque arbre de vis étant décaléspar rapport aux éléments contigus du même arbre d1un angle égal à 3600 divisé par le nombre d'éléments de chaque arbre. A l'aide de ce dispositif, on obtiert une pâte homogène de sorte que les propriétés mécaniques du produit final sont améliorées et sont rendues uniformes dans toute sa masse. 4 - La pâte de plâtre dans les moules est soumise à une compression au moyen d'éléments gonflables. Cette compression rend la proportion d'eau uniforme dans toute la masse de pâte. Ceci est très important car pendant la prise de la pâte, il se produit des contraintes internes dans la masse du produit final en raison de n'importe quel manque d'uniformité de la teneur en eau dans la pâte. Cette compression de la pâte dans le moule au moyen des éléments gonflables procure une meilleure adhésion des particules de gypse les unes aux autres et un meilleur comportement mécanique du produit final avec un séchage et un vieillissement plus rapides et plus uniformes du produit par la perte de l'eau en excès exsudée de la masse de pâte par ces éléments. 5 - Finalement on obtient une impression parfaite du motif du moule et les éléments moulés présentent des surfaces uniformes et un bel aspect. il y a lieu de noter que dans le mode de réalisation de la présente invention décrit ci-après, lorsque les cavités produites par les éléments gonflables sont sous la forme de trous, ces cavités en plus de réduire le poids de l'élément final et d'améliorer sa capacité d'isolation peuvent être utilisées pour le passage de lignes, de câbles et analogues. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 représente une vue en plan schématique de l'appareil de la présente invention. La fig. 2 représente une vue en élévation schématique de l'appareil de la fig.1 observé selon le sens de la flèche II de cette figure, une partie de l'appareil étant coupée à des fins de clarté. La fig. 3 représente une vue isométrique en perspec- tive d'un moule incorporé dans l'appareil de la présente invention. La fig. 3a est une vue isométrique en perspective, partielle, du châssis périphérique du moule de la fig.3. La fig. 3b représente une coupe horizontale du moule de la fig.3. La fig. 4 représente une vue en élévation de face du transporteur, du dispositif de malaxage et du dispositif d'homogénéisation de l'appareil de la fig.1. La fig. 4a représente une vue en élévation latérale du dispositif de la fig.4, son enveloppe étant partiellement retirée. La fig. 4b illustre une vue en plan de dessus du dispositif de la fig.4, son enveloppe étant partiellement retirée. Au dessin annexé, l'appareil de la présente invention comprend un ensemble d'alimentation et un ensemble de moulage. L'ensemble d'alimentation comprend deux silos 60, c'est-à-dire deux réservoirs cylindriques dont les parties inférieures sont coniques. Chaque silo 60 présente un couvercle supérieur au centre duquel est monté un moteur 62 destiné à actionner un agitateur 62' placé à la partie inférieure de l'embouchure du silo et un dispositif de distribution 64 dont le débit peut être réglé. La matière, à partir des silos 60, est acheminée sur un transporteur à vis 70 dont le rôle est à la fois de mélanger et d'amener la matière dans le sens de la flèche 72 à la fig.2. La matière à partir du transporteur à vis 70 est amenée à un dispositig d'élévation 74 qui est entraîné par un moteur 74' pour l'élever à l'embouchure de chargement d'un réservoir 76o Le réservoir 76 est cylindrique avec une partie inférieure conique et est muni, sur sa paroi latérale, d'une jauge de niveau 78 conçue pour déclencher l'appareillage d'alimentation en amont du réservoir quand la matière qui s'y trouve est plus bas qu'un niveau prédéterminé et arrêter celle-ci quand le niveau dépasse un niveau prédéterminé. Sur son fond, le réservoir 76 est muni d'un dispositif 80" distribuant la matière à un débit contrôlé, ce dispositif étant actionné par le moteur 80' monté sur le dessus du réservoir 76. Les dispositifs de distribution 64, 66 et 80" peuvent consister en de simples vannes ou, de préférence, en des dispositifs a déplacement commandé dans lescuels un élément rotatif est prévu avec des cavités qui sont remplies successivement avec des quantités dosées de matière. En desscus du réservoir 75, il y a un transporteur-dispositif de r-laxage-dispositif d'homogénéisation 139 qui comprend deux vis jumelées 86 ayant des filets identiques, disposées côte à côte, les filets respectifs étant en prise rCciproque afin que les crêtes d'un filet de vis touchent pratiauement les fondas de l'autre filet de vis et les côtés d'un filet de vis viennent resaue e contact des côtés de l'autre filet de vis. Les noyaux 141 de ces vis se prolongent à une extré mité au-delå de leur partie filetée et quatre éléments comprenant deux saillies ou lobes 145 diamétralement opposées sont prévus sur chacun de ces prolongements. Les dimensions radiales de ces lobes 145 sont telles que les sommets des lobes d'une vis touchent presque le noyau 141 de l'autre vis quand les vis tournent. Les lobes 145 lorsqu'ils sont vus dans le sens de l'axe d'une vis ont un profil qui comprend deux parties symétriques d'une spirale logarithmique, c'est-à-dire une courbe dont l'expression mathématique est f = eae dans laquelle a est une constante et / et e sont les coordonnées polaires d'un point générique de la courbe et e est la base des logarithmes népériens. L'épaisseur du lobe est telle que, mesurée dans la direction de l'axe, elle est constante. Les quatre éléments en forme de lobe de chaque noyau sont espacés si bien qu'un élément en forme de lobe d'une vis peut s'emboîter avec un certain jeu entre deux éléments successifs de l'autre noyau. Gomme on l'a déjà mentionné, les éléments de chacun des deux noyaux de vis sont déplacés angulairement et progressivement suivant un angle égal à un angle de 3600 aivisé par deux fois le nombre des éléments dans chaque noyau. Dans le cas de l'exemple illustré, étant donné que les éléments dans chaque noyau sont au nombre de quatre, le décalage angulaire de deux 360 éléments successifs est de 45 , ctest-à-dire 8 Dans la pratique, le profil logarithmique des lobes a montré qu'il donnait les meilleurs résultats car il assure la même action ou 'une spatule flexible. Ces éléments en forme de lobes constituent un dispositif d'homogénc'isation désigné par 143 à la fig.4b. Le transporteur-mélangeur 139 et le dispositif d'homogénéisation 143 sont disposés dans un logement 88 dont la section transversale a un profil qui s'adapte au profil périphérique de la paire de vis 86 et à l'enveloppe des sommets des lobes 145. Le logement 88 présente une sortie 140 pour la pâte homogénéisée. L'appareil de la présente invention comprend également un ensemble de moulage qui est maintenant décrit en référence aux fig. 1, 2, 3, 3a et 3b. Sur un châssis circulaire 8 supporté sur deux rails circulaires fixes 12 par l'intermédiaire d'un train de roues 10, des séries de moules doubles 16 sont montées à une distance angulaire régulière les unes des autres. Ainsi, les moules doubles 16 et le châssis de support connexe 8 constituent un carrousel 9 qui est entraîné par un moteur 54. Chaque moule double 16 comprend ( voir fig.3, 3a et 3b) deux parois latérales rectangulaires, paralleles, verticales 18, 18' et une cloison 20 parallèle à ces parois latérales à mi-distance entre celles-ci. Chacune des parois latérales 18, 18' est articulée au moyen de charnières 17 sur deux entretoises 19 séparées l'une de l'autre le long du côté vertical de la paroi. Le milieu de l'entretoise 19 est fixé à la cloison 20. Les parois 18, 18' sur leurs côtés verticaux opposés sont reliées par deux tiges 22 distantes verticalement de la même façon que les entretoises 19. Chaque tige 22 est articulée sur une des parois 18 au moyen de charnières 24, tandis qu'a l'autre extrémité on prévoit une pince à rotule 22 pour la fixer à l'autre paroi latérale 18'. Tant les surfaces de la cloison20 que les surfaces internes des parois 18, 18' sont recouvertes d'une feuille lisse d'aluminium anodisé pour faciliter le démoulage de la pièce moulée et pour garder propre la surface du moule. Entre chacune des parois latérales 18, 18' et la cloison 20, un châssis 29 est inséré et ce châssis est constitué de deùx éléments verticaux 28 et d'éléments horizontaux inférieur et supérieur désignés respectivement par 30 et 32. Les éléments 28, 30 et 32 sont reliés au moyen de charnières 109. Chaque élément 28 présente des trous circulaires 31 régulièrement espacés et alignés avec les trous correspondants de l'autre élément. Le rôle des trous 31 est expliqué dans ce qui suit. Un organe de remplissage 33 est prévu sur l'élément 32 de chaque châssis 29 pour remplir l'espace interne du moule de pâte de plâtre. Une console 106 est fixée à l'entretoise 19 pour supporter un couvercle 107 du moule, et sur la surface inférieure de ce couvercle deux bouchons 134, 135 sont fixés pour fermer les organes de remplissage 33. A partir de la description ci-dessus, il ressort nettement que deux éléments de construction sont produits au moyen du moule double décrit. A travers les trous 31 de l'élément 28 du châssis 29, on introduit autant de tubes 34 qu'on le désire avant de procéder au remplissage de l'espace interne du châssis avec de la pâte de plâtre. Les tubes 34 sont recouverts par une gaine 34' en élastomère et sont munis chacun sur leur extrémité se prolongeant au-delà des entretoises 19 d'une partie de conduit 38 qui traverse une plaque de support 36. Un fluide comprimé par une source non représentée par de l'air est amené à l'intérieur du tube 34 par des conduits 38 de sorte que les gaines 34' sont gonflées. Comme représenté à la fig.3, tous les tubes 34 d'un moule double sont fixés à la plaque de support 36 commune à tous ces tubes, par exemple au moyen d'un couple d'écrous 37, 37' qui se vissent sur les conduits 38. Sur le côté de la plaque de support 36 tourné vers l'intérieur par rapport au carrousel 9, un oeillet fileté 40 est prévu pour la liaison avec la tige de piston 42 d'un vérin hydraulique ou pneumatique 44. En fait, au centre du carrousel 9, une colonne fixe 48 est prévue à laquelle les extrémités de deux paires de vérins de commande 44, 46 sont fixées. Les vérins d'une paire s'étendent dans le même plan vertical et sont alimentés avec du fluide sous pression au moyen d'une pompe logée dans la colonne 48. Le sens du mouvement du carrousel 9 est indiqué par la flèche Z à la fig.1 et les positions successives d'un moule double sont indiquées par les lettres A - L . Dans les positions A - I, les tubes gonflables 34 se trouvent dans les moules tandis que dans les positions J - t, ils sont à l'extérieur des moules. L'introduction des tubes 34 se produit dans la po-ition A au moyen de la paire de vérins 44, leur retrait se produit dans la position J au moyen de la paire de vérins 46. Ainsi, quand un moule donné se trouve dans la position A, un oeillet fileté 40 de la plaque de support 6 est relié à la tige 42 et le vérin 44 est actionné pour pousser les tubes 34 dans le moule; par la suite quand ie même moule se trouve dans la position J, l'oeillet fileté 40 est relié à l'extrémité de la tige de piston du vérin 46 pour retirer les memes tubes du moule.- Pendant le mouvement radial, la plaque 36 et les composants qui y sont associés sont supportés par les roues 36' qui se déplacent le long des rails radiaux 36". Le fluide sous pression pour gonfler les tubes 34 est fourni par une pompe disposée dans la colonne 48 par l'intér- médiaire d'un collecteur rotatif 52 et des tuyaux 50. La matière dosée et soigneusement malaxée encore sèche est déchargée du réservoir 76 dans le collecteur 82 dans lequel elle est projetée avec des jets d'eau. Par la suite, elle est introduite entre les vis 86 qui l'entraînent et la malaxent en même temps. Au moyen des vis 86, la matière est amenée au dispositif d'homogénéisation 143 dans lequel elle est malaxée davantage. Encore par l'action des vis 86, la matière est poussée à l'extérieur de la buse 140. Un entonnoir à deux branches 155 se trouvant sous la buse 140 reçoit la pâte et l'amène au moule double par l'intermédiaire des organes de remplissage 33. Le fonctionnement de l'ensemble de moulage est réalisé par des incréments successifs, c'est--dire des déplacements angulaires de la plaque tournante. Lorsque, comme une conséquence d'un mouvement incrémentiel, un des moules est prêt sous l'entonnoir de décharge 155, l'appareillage d'alimentation est déclenché, c'est-à-dire le dispositif d'alimentation 80", le dispositif de projection d'eau 84, le dispositif de malaxage 139 et le dispositif d'homo généisation 143 pour remplir le moule double 16 tandis que le carrousel 9 est au repos. En même temps, d'autres opérations sont réalisées comme le retrait des tubes 34 du moule & poste J, le retrait des éléments de construction moulés au poste K, la préparation d'un moule prêt au travail, c'est-à-aire muni d'un châssis propre 29 et serré entre les côtés du moule 18, 18' au poste I. Quand le moule au poste A est rempli, l'appareillage c'alimentation est arrêté. Il convient de remarquer Qu après 1'arrêt de tous les autres composants de cet appareillage, le dispositif de malaxage dispositif d'homogénéisation est maintenu en fonctionnement pendant une durée additionnelle au moyen d'un dispositif de retard. Ceci sert à l'éjection de toute la matière et à empêcher toute fixation du dispositif due à la pâte de plâtre qui y fait prise et afin d'emspêcher toute variation de la durée de prise d'un élément moulé du fait de la présence dans le moule de petites quantités de plâtre ancien. REVENDICATIONS 1 - Appareil pour la fabrication continue d'éléments de construction creux en plâtre de Paris, caractérisé en ce qu'il comprend : - deux silos pour recevoir respectivement le gypse pulvérisé et la matière inerte, ces silos présentant une embouchure de chargement et une sortie de décharge; - un dispositif de mesure à la sortie de chacun des silos pour contrôler le débit de la matière délivrée; - un ensemble transporteur pour rassembler, mélanger et acheminer la matière à partir des silos; - un réservoir muni d'une embouchure de chargement disposée à l'extrémité de l'ensemble transporteur et d'une sortie de distribution comprenant un dispositif de réglage de la matière délivrée;; - un dispositif de malaxage comprenant deux vis jumelées disposées côte à côte présentant des filets s'engageant les uns dans les autres pour que les crêtes d'un filet de vis touchent presque le fond de l'autre filet de vis, le noyau de chaque vis s'étendant à une extrémité au-delà de sa partie filetée, ces vis tournant dans le même sens; - un dispositif d'homogénéisation de la pâte de plâtre qui comprend une série de lobes plats s'étendant radialement à partir du prolongement de chaque noyau de vis d'une mesure pour laquelle ils affleurent presque le noyau de l'autre vis, ces lobes étant espacés les uns des autres pour loger un lobe d'une vis entre deux lobes contigus de l'autre vis;; - une enveloppe pour ces vis et ce dispositif d'homogénéisation, cette enveloppe ayant un profil interne qui s'adapte au profil périphérique de ces vis jumelées et qui entoure étroitement ces lobes, cette enveloppe présentant également une embouchure de chargement des ingrédients secs du plâtre et une buse de sortie pour la pâte de plâtre; - un dispositif pour injecter de l'eau à un débit réglé dans l'embouchure de chargement de l'enveloppe; - un dispositif pour déceler le niveau de la matière dans le réservoir et agencé pour arreter et déclencher la sortie de matière à partir des silos et le fonctionnement du transporteur;; - un dispositif de commande électrique pour régler l'alimentation de matière sèche à partir du réservoir et l'écoulement de l'eau à partir du dispositif d'injection d'eau et pour retarder l'arrêt du dispositif de malaxage et d'homogénéisation après un arrêt de l'alimentation de matière sèche et de l'écoulement d'eau. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les lobes du dispositif d'homogénéisation ont un profil en ogive lorsqu'ils sont vus le long de leurs axes de rotation. 3 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les lobes du dispositif d'homogénéisation quand ils sont vus le long de leurs axes de rotation présentent un profil constitué de deux sections symétriques d'une spirale logarithmique, c'est-à-dire une spirale dont l'expression mathématiaue est P = eab dans laquelle a est une constante, / et 9 sont les coordonnées polaires d'un point générique de la courbe et e est la base des logarithmiques népériens. 4 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble transporteur comprend au moins un transporteur à vis. 5 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une série de moules doubles montés sur un carrousel et munis d'organes de remplissage pour recevoir la pate homogénéisée à partir de la buse de sortie du dispositif d'homogénéisation. 6 - Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moules doubles présentent la forme de boîtes parallélépipédiques et comportent une cloison centrale verticale, des parois verticales latérales articulées sur des éléments fixés à cette cloison et deux châssis périphériques, un pour chaque moule constitué de quatre éléments rigides articulés les uns aux autres et sont munis de deux rangées de tubes gonflables, une rangée pour chaque moule.