Brevet FR2321999A1 — publié le 19770325

La présente invention concerne un dispositif pour la fabrication de tuyaux en matière thermoplastique, à faibles tensions internes, par un calibrage et un refroidissement de l'extérieur, ainsi qu'un refroidissement complémen- taire de l'intérieur, notamment pour des tuyaux à parois épaisses. On connatt déjà un dispositif pour la fabrication de tuyaux en matière synthétique, à faibles tensions internes notamment en matière thermoplastique et, en particulier, des matières thermoplastiques partiellement cristallines, telles que du polyéthylène dit "à haute densité" et des polypropylènes, grâce au calibrage et au refroidissement externes, ainsi qu'au refroidissement interne complémentaire, ce dispositif ayant son mandrin de la tête d'extrusion du tuyau prolongé par l'intermédiaire d'une plaque isolante, par un organe refroidissant, tubulaire à double paroi dont le diamètre extérieur est plus petit que le diamètre intérieur du tuyau en matière plastique et/ou dans ltespace qui sépare les deux parois de cet-organe de refroidissement se trouvent des canalisations d'arrivée et de sortie d'un fluide de refroidissement, un ventilateur alimenté par un câble électrique, étant placé sur l'organe de refroidissement et comportant éventuellement une tôle d'aération tubulaire. L'air qui circule entre le tuyau en matière synthétique et l'organe de refroidissement peut passer dans le sens de ltextrusion, mais également dans le sens opposé. Dans le dispositif ci-dessus, on envisage essentiellement des tuyaux à parois minces. Lorsque le dispositif est utilisé pour des tuyaux à parois épaisses, la longueur, réglable, limitée, de l'organe de refroidissement, ne permettrait d'atteindre qu'un effet limité de réduction de contraintes cela signifie qu'il faudrait ralentir la vitesse d'extrusion pour arriver à effet recherché, en comparaison de la vitesse de fabrication normale de tuyaux. En outre, lorsque le procédé ci-dessus est appliqué à des tuyaux à parois épaisses en matière synthétique, notamment en polyoléfines, on risque des défauts de qualité qui peuvent, notamment, provenir dans ces tuyaux à parois épaisses, de la teneur en oxygène de l'air comprimé nécessaire au calibrage interne ; cet oxygène peut décomposer les molécules par suite d'effet d'oxydation thermique. Lors de la fabrication de tuyaux à parois épaisses en polyoléfines, a' vitesse de fabrication élevée, on arrive nécessairement à des températures de fusion élevées qui favorisent la décomposition par oxydation thermique. Selon l'invention, on a constaté qu'il était possible de réaliser également des tuyaux à parois épaisses en matière thermoplastique, notamment en polyoléfines, de façon avantageuse, avec de faibles tensions ou pas de tensions, et sans avoir les inconvénients ci-dessus, Si l'on monte deux ou plusieurs organes de refroidissement l'un derrière l'autre, l'air s'écoulant avantageusement dans l'intervalle subsistant entre le tuyau en matière synthétique et l'organe de refroidissement, dans le sens de l'extrusion. A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour la fabrication de tuyaux, à faibles tensions internes, notamment des tuyaux#en matièressynthétiques,telles que des thermoplastiques et, en particulier, des matières thermoplastiques partiellement cristallines, telles que du polyéthylène, dit "a' haute densité" et des polypropylènes, par calibrage et refroidissement extérieurs, ainsi que refroidissement intérieur complémentaire, dispositif dans lequel le mandrin de la tête d'extrusion, dont le diamètre extérieur est plus faible que le diamètre intérieur du tuyau en matière synthétique, est prolongé par une plaque isolante dans l'espace qui subsiste entre les deux parois de l'organe de refroidissement, pour des canalisations d'arrivée et de sortie du fluide de refroidissement, un ventilateur étant placé dans l'organe de refroidissement, dont l'alimentation électrique est assurée par un câble, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte deux ou plusieurs organes de refroidissement prévus l'un derrière l'autre dans le tuyau en matière synthétique. Le premier organe de refroidissement est monté, de façon isolée thermiquement, sur le mandrin de la tete d'extrusion et les autres organes de refroidissement sont reliés solidairement en translation et en rotation, aux organes de refroidissement, notamment par des tiges de liaison. Pour éviter un fléchissement du premier organe de refroidissement, on prévoit avantageusement des galets de support montés, de façon élastique, à son extrémité avant libre, ces galets absorbant une partie du poids du tuyau en matière synthétique. Cela est possible du fait que le matériau du tuyau s'est déjà solidifié, si bien qu'il n'y a aucun endommagement de la surface interne du tuyau. Les organes de refroidissement comportent des galets de support aux deux extrémités et appuient tout leur poids sur le tuyau en matière synthétique par l'intermédiaire des galets de support. La suspension des galets de support est réglée pour centrer les organes de refroidissement suivant l'axe du tuyau. La partie interne des organes de refroidissement est réalisée sous la forme d'un échangeur de chaleur, par exemple d'un échangeur de chaleur formé par un faisceau de tubes. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe d'un premier mode de réalisation du dispositif selon 11 invention - la figure 2 représente le détail d'un organe de refroidissement. Selon la figure 1, le tuyau en matière synthétique 1 sort de la buse du dispositif de fabrication de tuyaux ; le mandrin 2 est prolongé par les organes de refroidissement 3, 3' selon lsinvention. Pour éviter des déperditions de chaleur au niveau du mandrin 2, il est prévu une plaque isolante entre le mandrin 2 et l'organe de refroidissement 3. Les organes de refroidissement 3, 3' se composent essentiellement d'un tuyau à double paroi dont le diamètre extérieur est plus faible que le diamètre intérieur du tuyau en matière synthétique 1, de sorte qu'il subsiste un intervalle annulaire entre ces deux organes. Un fluide de refroidissement, notamment de l'eau, est envoyé dans l'intervalle qui subsiste entre les deux parois des organes de refroidissement 3, 3' à double paroi ; le passage de l'eau se fait, soit dans le sens de l'extrusion du tuyau de matière synthétique 1, soit dans le sens opposé ; l'alimentation et l'éva- cuation du fluide de refroidissement se fait par les conduites 5 et 6. Le ventilateur 70 7' prévu du conté tourné vers la tete d'extrusion ou du côté opposé, envoie de l'air dans l'intervalle entre le volume extérieur et le volume intérieur des organes de refroidissement 3, 3' en permanence, soit dans le sens de l'extrusion, soit dans le sens opposé.Aux extrémités opposées de l'organe de refroidissement, par rapport au ventilateur 7, 7', on peut avoir un intervalle d'entrée d'air 12, aérodynamique. L'alimentation en énergie électrique des moteurs d'entraînement 13, des ventilateurs 7, 7' ainsi que l'alimentation et l'évacuation du fluide de refroidissement se font par l'intermédiaire de la cavité réalisée dans le mandrin 2 de la tete d'extrusion ; ce mandrin doit comporter des perçages suffisamment grands pour cela. Le premier organe de refroidissement 3 est monté par l'intermédiaire d'un moyen d'isolation thermique sur le mandrin 2 de la tête d'extrusion ; les autres organes de refroidissement 3' sont reliés solidairement en translation et en rotation au premier organe de refroidissement 3, par l'intermédiaire de tiges de liaison 14. Pour éviter un fléchissement trop important de l'organe de refroidissement 3, du fait de son poids propre, des galets de support 15 sont montés de façon élastique à son extrémité libre. Le dispositif décrit s'utilise pour l'extrusion de tuyaux en matière synthétique en combinaison avec un dispositif de refroidissement et de calibrage à effet uniquement extérieur 9, représenté schématiquement aux figures. La figure 2 représente schématiquement la position du premier organe de refroidissement 3, dans le détail. Les références utilisées à la figure 2 correspondent à celles de la figure 1. Dans le mode de réalisation particulier, l'intérieur de l'organe de refroidissement 3 est réalisé sous forme d'échangeur de chaleur 16 constitué par un faisceau de tubes ; les tubes 17 de l'échangeur de chaleur sont traversés par de l'air et l'enceinte 18 qui entoure les tubes dans l'échangeur de chaleur est traversée par de l'eau. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1) Dispositif pour la fabrication de tuyaux en matière synthétique, à faibles tensions internes, notamment en matière thermoplastique et, en particulier, des matières thermoplastiques partiellement cristallines, telles que du polyéthylène dit "a' haute densité" et des polypropylènes, grâce au calibrage et au refroidissement externes ainsi qu'au refroidissement interne complémentaire, ce dispositif ayant son mandrin de la tête d'extrusion du tuyau prolongé par l'intermédiaire d'une plaque isolante, par un organe refroidissant, tubulaire à double paroi dont le diamètre extérieur est plus petit que le diamètre intérieur du tuyau en matière plastique et/ou dans l'espace qui sépare les deux parois de cet organe de refroidissement se trouvent des canalisations d'arrivée et de sortie d'un fluide de refroidissement, un ventilateur alimenté par un câble électrique étant placé sur l'organe de refroidissement et comportant éventuellement une tôle d'aération tubulaire, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux organes de refroidissement (3' > disposés l'un à la suite de l'autre. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ventilateur (7) est monté de façon que l'air s'écoule dans l'intervalle entre le tube en matière synthétique (l) et l'organe de refroidissement (3, 3') dans le sens de l'extrusion. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un échangeur de chaleur (16) est logé à l'intérieur des organes de refroidissement (3, 3'). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que les organes de refroidissement (3, 3') sont reliés par des tiges de liaison (14) et le tuyau en matière synthétique (i) absorbe une partie du poids de l'organe de refroidissement (3) ainsi que tout le poids de l'organe de refroidissement (3') par l'intermédiaire de galets de support (15') montés élastiquement.