Brevet FR2416786A1 — publié le 19790907

Pour remplir les moules pour le moulage du polystyrène expansé on emploie des appareils appelés pistolets injecteurs Ils sont montes sur l'une des faces de ces moules. Ils pénètrent au travers en affleurant la paroi interne du moule appelée epreinte. Dès que le moule est fermé, le pistolet est ouvert par un vérin pneumatique à double effet L'ouverture du vérin libère un orifice d'amenée des bil les préexpansées par une pression d'un système apparenté au venturi. Les billes sont aspirées dans le silo et pénètrent dans le moule. Lorsque celui-ci est plein, le supplément de billes est renvoy-par l'air de détente dans le silo. Le pistolet se vide puis il est refermé par le vérin Le système employé pour créer la dépression est obtenu par détente d'air à haute pression 5 à 7 bars, soit en périphérie auteur d'une buse, soit par injection centrale.L'on utilise la détente de l'air à travers de petits trous generallement # 1 MM en nombre de I à X suivant l'importance du débit du pistolet, l'air à 6 bars passe dans ces trous et la détente provoque la dépression nécessaire à l'entrainement des billes. Ces appareils marchent très bien. Toutefois, leur con somation en énergie est importante : un pistolet de 20 qui débite environ 0,5 litre/seconde de matière consomme entre 26 et 30 normo m3 heure d'air Suivant leur importance, les moules sont équipés de 1 a 4 pistolets quelquefois plus lorsque le moule comprend plusieurs empreintes Pour une surface de 2 fois 0,300 m2 de moulage, il faut en général 4 pistolets par plateaux soit 8 par machine, ce qui donne un débit de 200 m3/heure pour les alimenter, correspondant a environ 30/33 CV absorbés. Les ateliers de transformation comprennent en général de 20 à 50 machines où les installations en air comprimé sont extrêmement importantes. L'invention objet du présent brevet, utilise non plus la détente d'air comprimé à 7 bars pour créer la succion qui aspire les billes, mais utilise la dynamique, c'est-a-dire la vi teste d'air à basse pression (de l'ordre de 0,06 bar à 0,1 bar au lieu de 7 bars). Notre système est alimenté par un ventilateur fournissant de l'air à environ 60 à 100 grammes de pression pour une machine à 8 pistolets, un petit ventilateur centrifuge suffit, débit 200 m3 à 80 grammes, puissance nécessaire : 1CV. Les sections des tuyauteries seront étudiées en fonction du débit réel. L'amélioration consiste à établir des sections ponctuelles qui sont en rapport avec les débits engendrés, par exemple, la section libre de la buse d'injection d'air sera de 35 à 40 mm2, la conduite centrale ou périphérique suivant le cas ainsi que la section d'entrée auront une section 3 fois plus grande le tout étudié pour obtenir des vitesses à la sortie de la buse d'injection d'air de 120 à 200 m/seconde. Ceci est un exemple qui est fonction d'un pistolet ayant un # de 20 d'entrée dans le moule pour un débit de 0,50 1/seconde de ratière Les indications ci-dessus sont valables en valeur corrigée pour tout autre pistolet de plus grand ou plus petit diP-è- tre. L'invention consiste dans le fait que nous utilisons la vitesse de l'air à basse pression et non sa détente. Il est nécessaire que la vitesse à la sortie de la buse de répartition centrale ou circulaire atteigne les vitesses de 120 à 200 m/seconde suivant la pression résiduelle que l'on désire et le type de pistolet. La succion qui résulte de ce système est au moins égale au débit pulsé pour autant que la vitesse ci-dessus indiquée soit atte@nte. En dessous de ces vitesses, la succion diminue rapidement. Donc, il s'agit de débit et de vitesse. Tout le circuit en amont est étudié pour ne créer que le minimum de perte de char gels. En principe, pour une vitesse constante de t40 m/seconde, au droit de la buse, un débit de 5,5 1/seconde de l'air primaire, on aspire 6,5 1/seconde d'air secondaire ; ceci en refoulement dans un tube de 20 où le débit est de 12 litres/seconde, ce qui permet d'entrainer 0,5 1/seconde de billes. Les billes étant ensuite pulsées dans le moule par. le jet résultantdes deux soit à 40 m seconde sous une pression residuelle de 50 à 80 millimètres de colonne d'eau. L'importance de ce changement de principe, pour créer le phémomène de succion dans les pistolets d'injection de billes de polystyrène amène de très importantes économies d'énergie pour un résultat final identique Comme cité dans l'exemple ci-dessus, au lieu de 33 CV absorbés nous n'aurons plus qu'un seul CV absorbé. Fig. 1 de la planche n I Nous avons dessiné la partie du pistolet qui nous intéressue 1 étant la partie du vérin utilisée pour l'ouverture et la fermeture du clapet du pistolet 2 non dessiné sur ce plan. L'air à basse pression 60 à 100 grammes est introduit en 3 dans une chambre circulaire 6 formée par les deux tubes concentriques i et 5. La section de cette chambre étant calculée pour une vitoise mini de l'air non inférieure au 1/3 de la vitesse créant la c succion Le tube 5 est légèrement supérieur en # au tube 7. L'ensemble 8 est formé d'une partie droite 9 se terminant par un cô- n- 10 dont l'angle est calculé en fonction du débit d'air afin qu'il n' ait pas décollement de la veine d'air formée par l'écou liement de cet air en provenance de la chambre 6 et dont le débit est réglé à l'aide du pas de vis 11 pour former une section homo gène d'écoulement entre les deux tubes 4 et 5. Au point 12, le re- glane permet d'obtenir les vitesses indiquées plus haut (120 à 200 m/Seconde). Les deux cônes d'écoulement d'air 13 et 14 sont légers ment différents l'un de l'autre et permettent un écoulement de la seine d'air aussi proche que possible de la paroi intérieure du tube 7. Cet écoulement de l'air à haute vitesse crée une dépression en 15. L'orifice de 16 est relié par un tube au silo de stockage des billes. Cette description n'est point limitative. L'on peut ima finir une arrivée d'air centrale ; l'important étant que tout l'ensemble des canalisations permette sans presque de pertes de charges d'obtenir en sortie de l'orifice d'introduction, une vitoise d'air de l'ordre de 120 à 200 m/seconde, et dans le tube d'injection de matière 7, des vitesses de l'ordre de 40 m/s sous une pression résiduelle de l'ordre de 50 à 80 millimètres de colenne d'eau. L'on peut aussi imaginer que dans le cas décrit ci-dessus, l'espace annulaire réglable entre 13 et 14 peut être remplacé par une couronne plus large perforée de trous obliques dont la section totale correspondra à un écoulement de l'air aux vitesses indiquées ci-dessus. L'on peut encore améliorer planche I fig. 2 en réalisant dans la pièce 8 à l'intérieur une partie 17 ovoïde entre 18 et 19 qui aura pour but d'améliorer l'écoulement de la veine d'air et par conséquence, créer une succion complémentaire. La planche Il fig. 3 montre une réalisation par arrivée d'air centrale. L'air à basse pression est amené par le tube central 21 qui traverse tout le vérin. Les billes préexpansées arrivent par l'orifice 22. L'obturateur 23 est composé de deux pièces 24 et 25. La pièce 24 forme un cene ayant une pente de 7 26 ainsi que la pente de la pièce 25. La pièce 25 est perforée d'un certain nombre de trous 27 pour l'alimentation en air du cône 26. La pièce 24 coulisse sur la pièce 25 sur la surface 28. La hauteur du coulissement est réglée par vissage de la pièce 25 dans le tube 21. Lorsque le piston est en ouverture, le rebord de la pièce 24 vient buter sur trois guides 29 prévus à cet effet. La piè25 recule de la distance prévue en 28 et l'air passe entre les deux parois 24 et 25 pour alimenter le giffart, selon le réglage retenu. La distance entre les deux points 30 et 31 est déterminée par une ligne imaginaire entre ces deux points et ayant un angle de 7 Le même principe peut dtre aussi employé pour tout autre pulvérulant ou pour la pulvérisation de solution acqueuse en fin brouillard de très petites goutelettes d'eau. REVENDICATIONS I. Nouveau procété dans le fonetionnement des pistolets d'injection de billes de polystyrène. caractérisé en ce qu'il est fait emploi d'air à basse pression 0-15 bars au lieu d'air à htute pression 7 bars et ceci pour En résultat final identique. 2. Procédé identique caractérisé aussi en ce que l'utilisa- tion d'tir è basse pression est possible par l'emploi d'un systè- me venturi où c'est le vitesse du fluide qui crée la dépression et non la de tente d'air comprimé. 3. Dispositif, selon revendications t et 2 où l'air à basse pression est amené en amont du venturi dans des sections suffisantes 180 a 200 rnm2 pour qu'il puisse s'écouler entre les deux parois t be vitesses de l'ordre de 4o mi sens créer de pertes de charges, ceci pour un debit de 20 m3/h environ 4.Dispositif, selon revendications de t à 3 où les canes de venturi ont des pentes légèrement différentes, l'une de 7 , l'autre de 11 à 15 , par exemple, pour permettre à la fois de régler la section de passage du venturi et un non-décollement de la veine d'air le réglage étant réalimé par un pas de vis qui permet d'approcher plus ou moins les deux cônes afin d'obtenir à la fois le débit 25 à 30 m3/h, la vitesse 140 m/s et la dépression nécessaire 250 mm de colonne d'eau 5. Dispos tif, selon revendication 4, où le réglage est obtenu par 2 pas de vis micrométriquos, 1'un sur le tube où la pression se fait, l'autre sur la partie du venturi ïorpiant le cône de 11 à 15 . 6. Dispositif où le venturi pout être eirculaire comme revendiqué en 4 ou axial. Le conduit d'amenée d'air dont central, et l'amenée d'air au venturi par des trous où la vitesse reste faible (40 m/s) et le venturi lui-même ou sa réalisation du venturi est effectuEs comme revendiqué en 4 avec des cônes différents et où la sortie d'air du venturi doit faire un c8ne imagi- naire de 7 avec la paroi du tube conduisant les billes dans les moules. 7. Dispositif où la partie du tube d'injection de la matiè- re dans le moule est formé de la fin du venturi suivi d'une forme ovoîde a pente très douce pour provoquer une augmentation de la vitesse d'écoulement par une légère augmontation du vide de dé pression et améliore le fonctionnement du venturi.