Brevet FR2386341A1 — publié le 19781103

La présente invention a tre;t au domaine des appareillages des tinés è effectuer le mélange de divers matériaux pulvérulents et/ou pâteux au moyen organes du type vis doseuses et extrudeuses. Elle concerne tout parti culièrement une machine à marche automatique pour la production en continu, ou discontinu, d'un liquide épais coloré destiné notamment à la confection, par moulage, d'objets ayant l'aspect du marbre. On sait que l'on peut obtenir par mélange, selon certaines proportions, de sable, d'une résine polymérisable et de colorants, un produit visqueux coloré qui, introduit avec certains mouvements dans un moule, permet d'obtenir des pièces ayant l'aspect du marbre. Ce marbre synthétique, de très bel aspect décoratif et de grande résistance mécanique, a des applications mul tiples dans divers domaines tels que articles sanitaires (voir par exemple demande de brevet français N077.02700 du 1er février 1977) ou autres objets déco ratifs, divers éléments techniques d'utilisation industrielle, etc. Par ailleurs, on a décrit et commercialisé depuis longtemps de nombreux mélangeurs permettant, par mise en oeuvre de vis doseuses et/ou extru deuses, de réaliser des compositions dans lesquelles les différents constituants sont malaxés de façon ralativement homogène et en des proportions respectives bien déterminées. Toutefois, la fabrication d'une Patte ou liquide épais de mar bre synthétique pose des problèmes particuliers car elle nécessite le malaxage de préférence dans le mEme appareil pour des raisons de rentabilité, de toute une série de constituants tels que sable, liant naturel ou synthétique, colo rants primaires et secondaires, dont la.nature et la structure sont totalement différents et qui exigent donc une mise en oeuvre spécialement adaptée.On a préconisé, certes, un mélangeur où l'ensemble des constituants destiné à 2'ob- tention du matériau " marbre synthétique " est malaxé sans qu'aucune dintinc tion ne soit faite dans l'introduction du ou des colorants de base et du ou des colorants secondaires destinés à Irobtention de veinages dans le matériau issu du mélangeur.Un tel malaxage, à l'aide d'une ou plusieurs vis doseuses, du type Archimède ou équivalent, ne permet pas d'obtenir des résultats reproduc tibles, notamment en marche continue et l'on se heurte, en outre, à des diffi cultés de réglage, mise au point, nettoyage des organes assurant tle mélange du fait que l'injection des matières premières dans ces derniers ne s'effectue pas selon des phases distinctes. L'invention permet d'obvier aux inconvénients précités et apporte une solution à ce problème difficile d'obtention en continu d'une pâte homogène et d'aspect toujours identique, prote à outre coulée directement en moule pour la confection d'articles en marbre synthétique. Il a en effet été constaté que, pour parvenir à ce but, il était nécessaire de séparer totalement les deux fonctions : malaxage du sable, du liant et du ou des colorants de base puis mélange de la masse obtenue avec le ou les colorants secondaire3 destinés à la production de veinage de couleur (s) différente(s) dans le produit final.Grâce à une judicieuse mise au point et des adaptations particuliè- res, ces deux fonctions peuvent être assurées au sein du même dispositif,ce qui permet une excellente rentabilité de production La nouvelle machine de production de marbre synthétique seion l'invention est essentiellement caractérisée en ce qu'elle comporte a) un ensemble de silos, situés à la partie supérieure de la machine et com- prenant un silo à sable et plusieurs silos de colorants de base, chacun étant muni d'un système d'obturation équipé d'un réglage manuel ainsi que d'une trappe de visite b) deux vis doseuses actionnées par moto-variateurs réglables dont l'une est destinée à l'extraction de sable alors que l'autre sert à extraire un ou plusieurs des colorants de base c) une vis extrudeuse, située sous les vis doseuses et destinée à effectuer le mélange de sable, couleur de base et résine, cette dernière étant injectée à débit réglable au niveau de la vis extrudeuse par des moyens connus, externes à la machine; d) un mélangeurstatique, disposé à la sortie de la vis extrudeuse, et permettant de malaxer la composition issue de la vis extrudeuse avec un ou plusieurs colorants secondaires injectés dans ce mélangeur et stockés dans des récipients incorporés à la machine l'appareil combinant les moyens précités étant relié à un pupitre de commande dventuellement,des tuellement,des électrique avec,/tableaux synoptiques de visualisation et permettant d'obtenir en continu, sous forme de liquide épais à veines colorées, un marbre synthéti- que prêt à être moulé. Les différentes caractéristiques, principales et secondaires, de l'appareil selon l'invention apparaitront de façon plus détaillée au cours de la description d'un mode de réalisation non limitatif, illustré par les dessins annexés qui représentent schématiquement . Figure 1 : une vue générale simplifiée et en perspective, d'une machine de production, en continu, de marbre synthétique; .Figure 2: la projection sur un plan de la base de l'appareil de la Fig.1; Figure 3 : une vue en coupe détaillée d'une face latérale de la'. machine de la figure 1, avec représentation des organes essentiels . Figure 4 : la projection, sur un plan horizontal, de la partie supérieure de la machine figure 1 . Figure 5 : un mode de réalisation d'un mélangeur statique, illustrant le moyen d) précité. Telle que représentée globalement sur la figure 1, la machine d'extrusion automatique comporte une partie supérieure tronconique 1 faisant corps avec une base sensiblement rectangulaire et allongée 2 d'où émerge (bas de-la fig.1) la tête d'une extrudeuse 3 reliée à la canalisation 4 de récupération du produit final et comportant sur ses c8tés (à droite, fig.1) des bacs 5 destinés à contenir les colorants secondaires. Ces bacs sont mieux visibles sur la figure 2 où l'on a représenté par 5 six bacs de colorants différents et, par 6, deux bacs de solvant destinées au nettoyage inte-rne de la machine. La figure 3 illustre les principaux organes et dispositifs annexes installés à l'intérieur de la machine et que l'on décrira ci-dessous en détail, à savoir a) dans la partie supérieure tronconique I de l'appareil, une série de cinq compartiments dont : un silo 7 alimenté en sable de granulomètrie déterminée et quatre silos, dénommés 8 (mieux visibles sur la figure 4) destinés à contenir chacun une couleur de base. Chaque silo est équipé de contacteurs de niveau permettant son remplissage automatique par une vis d'alimentation et est muni, à sa partie inférieure, d'un système d'obturation 9 à réglage manuel ; une trappe de visite (non représentée) est également prévue sur le cSté infdrieur des silos Par ailleurs, dans le cas, le plus fréquent, ou les colorants de base des silos 8 sont sous forme pulvérulente, ces silos comportent un système de fluidisation à air comprimé, de type connu en soi, de façon à permettre un bon écoulement de la poudre. En pratique, pour une machine destinée à la production d'environ 1500 kg/heure de marbre synthétique et correspondant à des dimensions hors tout d'environ : 3,15 m (longueur) X 1,60 m (largeur) X 4,00 m (hauteur), il est avantageux de prévoir un compartiment sable d'environ 800 litres et des silos de couleurs de volume approximatif de 200litres. Vais, bien.entendu, toutes autres dimensions et autres volumes peuvent entre adoptés suivant les débits de production souhaités. b) deux vis doseuses, du type vis d'drchimède sans fin, dont l'une (10) sert à l'extraction du sable, alors que l'autre (11) est utilisée pour la sélection de la ou des couleurs contenues dans l'un ou plusieurs silos 8. Ces vis sont actionnées par des . variateurs réglables 12 accouplés à un moteur 13 età un réducteur 14. Selon une forme de réalisation non limitative, la vis Il pour colorant est disposée au-dessus de la vis pour sable 10 et son contenu se déverse dans cette dernibre en un point donné, variable, de son parcours. c) une vis extrudeuse 15, également entraînée par un dispositif de moto-variateurs 12 et qui recueille en 16 le mélange de sable et de colorant(s) primaire(s). L'alimentation 17 de l'extrudeuse reçoit en outre un mélange,soigneusement dosé par contrôleur de débit et mélangeur approprié (éléments non représentés), de la résine servant de liant aux matières premières pulvérulentes et des agents de prise de cette dernière. En pratique, lorsqu'on utilise une résine polyester non saturé et un catalyseur de durcissement, les deux composants, stockés dans des récipients hors machine, sont injectés dans la canalisation 18 et l'alimenteur 17 par un groupe moteur équipé de deux corps de pompe indépendants, schématisés par 19 et 20 et dont le débit est réglable, de façon que chaque corps aspire d'une part la résine, d'autre part le catalyseur, le mélange étant injecté simultanément dans la vis extrudeuse 15. Il est particulièrement avantageux d'utiliser cosmevis extrudeuse une vis à multiples effets, par exemple à double hélicorde de pas inversés ou sytème analogue de type connu, de façon à obtenir un mélange optimum des différents composants. d) un mélangeur statique, schématisé par 21 sur la figure 3, installé à la sortie de la vis extrudeuse 15 et qui reçoit, outre la masse issue de l'extru- deuse, l'injection d'une ou plusieurs des couleurs secondaires contenues dans les bacs 5. En pratique les colorants secondaires sont mis en oeuvre préfé rentiellement sous forme de pâte et sont injectés sous pression d'air comprimé ou pneumatiques par l'intermédiaire de vannes électrostatiques/qui, sous l'action d'un régulateur de séquence variable, ouvrent et ferment alternativement le circuit de distribution (éléments non représentés sur les dessins). On peut mettre en oeuvre tout mélangeur de type connu. Toutefois, il est particulièrement avantageux d'utiliser à cet effet, comme on peut le voir sur la figure 5, un tube métallique 22 muni d'uné série d'ai lettes 23, décalées de 450 les unes des autres et montées sur l'axe vertical du tube, de façon à obtenir une bonne séparation et une action de cisaillement du flux de matériaux. L'injection dans ce mélangeur d'une ou plusieurs couleurs pâteuse secondaires permet de créer les effets de marbrure dans la mass extrudée. Le produit final est récupéré en 24 (voir figure 3) sous forme de liquide visqueux ou doute présentant des veines colorées et prêt à entre coulé dans des moules pour la fabrication d'articles marbrés comme dit ci-dessus. La machine automatique selon l'invention est en outre équipée d'un pupitre de commande comprenant : un tableau synoptique de visualisation de l'ensemble de l'installation automatisée, avec voyants lumineux de marche et défaut de chaque organe, et un tableau de commande proprement dit, muni des poussoirs et boutons de mise en marche des différents éléments de l'appareil. Bien entendu, la machine telle que décrite ci-dessus peut-être réalisée en toutes dimensions et selon diverses variantes, par mise en oeuvre d'éléments équivalents qui tombent sous laportée de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Machine automatique pour la production de marbre synthétique par mélange de sable, de liant à base de résine synthétique et de plusieurs colorants, la machine étant caractérisée en ce qu'elle comporte a) un ensable de silos, situés à la partie supérieure de la machine et comprenant un silo à sable et plusieurs silos de colorants de base, chacun étant muni d'un système d'obturation équipé d1un réglage manuel ainsi que d'une trappe de visite b)deux vis dbseuses actionnées par moto-variateurs réglables dont l'une est destinée à l'extraction du sable alors que l'autre sert à extraire un ou plusieurs des colorants de base c) une vis extrudeuse, située sous les vis doseuses et destinée à effectuer le mélange de sable, couleur de base et résine, cette dernière étant injectée à débit réglable au niveau de la vis extrudeuse par des moyens connus, externes à la machine; d) d'un mélangeur statique, disposé à la sortie de la vis extrudeuse, et permettant de malaxer la composition issue de la vis extrudeuse avec un ou plusieurs colorants secondaires injectés dans ce mélangeur et stockés dans des récipients incorporés à la machine l'appareil combinant les moyens précités étant relié à un pupitre de commande eventuellement des électrique avec tableaux synoptiques de visualisation et permettant d'obtenir en continu, sous forme de liquide épais à veines colorées, un marbre synthétique prêt à être moulé. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans le cas où les colorants de base sont sous forme pulvérulente, les silos correspondants sontQquipés d'un dispositif de fluidisation à air comprimé. 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les colorants secondaires, sous forme de pâte telle que mélange de colorant tulvé- rulent et de résine, sont introduits dans le mélangeur statique sous pression d'air comprimé, par l'intermédiaire de vannes électromagnétiques à régulation de séquences d'injection. 4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le me- langeur statique est constitué par un tube métallique muni intérieurement d'ailettes pouvant être inclinées et décalées les unes des autres. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caracté risée en ce que la résine synthétique est constituée par une résine polyester non saturé à laquelle on ajoute au moment de l'injection dans ltextrudeuse, un catalyseur de durcissement. . t