Brevet FR2430837A1 — publié le 19800208

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un tube en matière plastique réticulée à l'aide d'un traitement de réticulation, comprenant l'extrusion d'un tube lisse, puis la mise en forme de celui-ci par application du tube à l'état encore plastique par une pression interne de gaz contre une matrice formée par des demi-maillons en déplacement longitudinal sans fin de part et d'autre du tube à l'intérieur de glissières. ELle s'étend encore à un dispositif de mise en oeuvre du procédé. On connaît déjà par le brevet français nO 1229321 un procédé de fabrication d'un tube à rainures transversales par extrusion d'un tube lisse, puis mise en forme de celui-ci par application du tube à l'état encore plastique par une pression interne de gaz introduit par l'intérieur d'un mandrin de guidage, muni à une certaine distance de la tête d'extrusion d'un renflement s'opposant à l'évacuation du gaz introduit à l'intérieur du tube à l'état plastique. Des segments de matrice, présentant en creux le profil externe en relief désiré pour le tube, se déplacent longitudinalement de part et d'autre du tube à l'intérieur de glissières. Ce dernier vient s'appliquer contre les segments de matrice et épouse leur forme.Dans une zone plus éloignée de la tête d'extrusion, les segments sont refroidis, de sorte que le tube conserve la forme qu'il a prise à l'état encore plastique ; puis les segments de matrice s'écartent et libèrent le tube, avant de revenir par un chemin sans fin vers la tête d'extrusion. Lorsque l'on désire améliorer les caractéristiques physiques et chimiques d'une matière plastique, il est connu de la soumettre à un traitement de réticulation, soit par exposition à des radiations ionisantes (rayonnement t ss ou g ) soit par traitement thermique en présence de catalyseurs de réticulation, constitués généralement par des peroxydes organiques mélangés à la matière plastique de base à l'entrée de l'extrudeuse. Ces catalyseurs n'entrainant la réticulation qutau-dessus d'une température minimale, comprise généralement entre 1330 et 2000C, on élève la température de la matière plastique au niveau de l'extrusion grâce à un dispositif de chauffage de la tête d'extrusion, de façon que la réticulation ait lieu pendant l'extrusion. Il est toutefois impératif de contrôler la vitesse de réticulation, et notamment de ne pas effectuer l'extrusion à une température trop élevée, lorsque l'on recourt à la catalyse par un peroxyde, car alors la réticulation se produit trop tôt et l'on risque une augmentation des contraintes et même une rupture de certaines pièces mécaniques de l'extrudeuse. Par ailleurs lorsque l'on veut fabriquer un tube à surface irrégulière, par exemple un tube annelé, la matière plastique réticulée risque de se rétracter en cours d'utilisation ultérieure si elle est soumise à un chauffage. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et de permettre une fabrication sûre de tubes en matière plastique réticulée même à surface irrégulière, sans surveillance attentive de la vitesse de réticulation, et notamment de la température de chauffage de la matière plastique. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que le traitement de réticulation est effectué sur le tube déjà mis en forme par application contre la matrice, et avant que les demi-maillons de la matrice ne le libèrent en s'écartant latéralement. De préférence, lorsque la réticulation a lieu par addition à la matière plastique d'agents chimiques de réticulation et chauffage de celle-ci à une température suffisamment élevée pour provoquer la réticulation, le chauffage est effectué dans une zone initiale du trajet de la matrice de mise en forme, avant la zone de refroidissement. En outre, les demi-maillons sont avantageusement préchauffés avant de venir au contact du tube sortant de l'extrudeuse. L'invention s'étend en outre à un dispositif de mise en oeuvre de la variante du procédé de l'invention dans laquelle la réticulation est effectuée par addition à la matière plastique d'agents chimiques de réticulation et chauffage de celle-ci à une température suffisamment élevée pour provoquer sa réticulation, ce dispositif comprenant une extrudeuse et une matrice de mise en forme annelée à trains de demi-maillons en déplacement longitu dinal-sans fin de part et d'autre du tube, munie dans sa zone la plus éloignée de l'extrudeuse de moyens de refroidissement. Le dispositif de l'invention est caractérisé en ce qu'il est muni dans sa zone la plus proche de l'extrudeuse de moyens de chauffage, et dans une zone intermédiaire entre les zones de chauffage et de refroidissement de moyens d'isolation thermique. Ces moyens de chauffage peuvent être constitués par des chemises de la zone des glissières la plus proche de l'extrudeuse, reliées à des moyens d'amenée et d'évacuation d'un fluide de chauffage (vapeur, eau, huile, etc...). Ils peuvent être aussi constitués, lorsque les moyens de mise en forme du tube comprennent un bouchon assurant le maintien d'une pression interne de gaz permettant le placage du tube contre les demi-maillons, fixé par un mandrin à l'extrudeuse, par une résistance du chauffage disposée autour du mandrin sur une partie de sa longueur. Ils peuvent également être constitués par des moyens de chauffage par induction entourant les glissières des demimaillons sur une partie de leur longueur dans une zone proche de l'extrudeuse, ces glissières comportant des évidements débouchants. Afin de permettre le préchauffage des demi-maillons avant leur arrivée près de lextrudeuse, les glissières des trajets de retour des demi-maillons sont munies de préférence de moyens de chauffage, ceux-ci étant avantageusement séparés des moyens de refroidissement du tube par des moyens d'isolation thermique. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un dispositif de fabrication d'un tube annelé et diverses variantes de moyens de chauffage du tube. La figure 1 représente en plan, vue de dessus avec arrachement partiel aux extrémités, la structure générale du dispositif de fabrication. La figure 2 représente une coupe selon l'axe Il-Il de la figure 1. La figure 3A représente à échelle agrandie la zone au voisinage de 1 'extrudeuse. La figure 3B représente à échelle agrandie la zone médiane du dispositif, avec les moyens d'isolation thermique séparant la zone de chauffage de la zone de refroidissement. La figure 3C représente à échelle agrandie, avec arrachements partiels, la zone du dispositif la plus éloignée de l'extrudeuse, avec le bouchon de maintien de la pression interne et les moyens d'isolement thermique au départ des trajets de retour des demi-maillons. La figure 4 représente à échelle agrandie la zone de chauffage, avec une résistance de chauffage enroulée autour du mandrin de maintien du bouchon. La figure 5 représente une coupe selon l'axe V-V de la figure 4. La figure 6 représente à échelle agrandie la zone de chauffage, avec des bobines de chauffage par induction. Dans le dispositif représenté en figure 1, l'extrudeuse 1 assure l'extrusion du tube en matière plastique entre deux trains 2 et 3 de demi-maillons tels que 4 et 14 en circulation sans fin, entraînés par des arbres 5,6,7,8. Les demi-maillons suivent un trajet central 9, au cours duquel ils viennent en contact et assurent la mise en forme du tube, puis se séparent et reviennent vers l'extrudeuse par les trajets 10, 11. Dans la zone 18, les demi-maillons sont chauffés et assurent le chauffage du tube annelé, plaqué contre eux par la pression interne, au-dessus de sa température de réticulation. La zone 20 est une zone d'isolation thermique, et la zone 21 une zone de refroidissement du tube, à la sortie de laquelle le tube mis en forme et refroidi est extrait. Les références 29 et 30 désignent des blocs isolants. Dans la figure 2, on voit dans la partie centrale les demi-maillons 4 et 14 enserrant le tube. Les glissières 12 et 22 sont munies de canaux de circulation d'eau de refroidissement 15 et 16. Les cloisons inférieure 13 et supérieure 23 délimitent le passage des demi-maillons, et comportent également des canaux de refroidissement 33,53. Sur le trajet de retour, les demi-maillons tels que 24,34 circulent entre des glissières 25,35 munies de canaux de circulation d'un fluide de chauffage 32,36. La référence 26 désigne le mandrin. Dans la figure 3A, on voit plus en détail comment les demi-maillons tels que 4 et 14 se réunissent pour former une matrice contre laquelle vient se plaquer le tube 17, sortant de l'extrudeuse au-dessous de sa température de réticulation, sous l'effet de la pression du gaz injecté à l'intérieur du tube. Le tube mis en forme est porté à sa température de réticulation par la vapeur de chauffage circulant dans les canaux 15,16. La réticulation n'a donc lieu que sur le tube porté à sa forme définitive, et ne risquant pas de subir de rétraction au cours de l'utilisation ultérieure. La figure 3B représente le bloc isolant 20, séparant la zone de chauffage 18 de la zone de refroidissement 21. Le bloc isolant est constitué d1un empilement de lamelles de matériau isolant 20A, entre lesquelles sont intercalées des lamelles d'acier 20B. La référence 28 désigne le tube annelé. La figure-3C représente l'extrémité de sortie du tube du dispositif. On y voit le mandrin 26 portant le bouchon 27 assurant le maintien de la pression interne de gaz. Les demi-maillons 4 et 14 se séparent du tube annelé 28, complètement refroidi, qui est en mesure d'être extrait. Des blocs isolants 29,30, analogues au bloc isolant 20 de la figure 3S, évitent les pertes thermiques des zones de préchauffage 10,11 des demi-maillons, vers les demi-maillons froids de la zone de refroidissement 21. Les figures 4 et 5 représentent une résistance de chauffage du tube disposée autour du mandrin 26, la figure 5 étant une coupe par l'axe V-V de la figure 4. Ce mandrin comporte le perçage axial 37, permettant le passage du gas de mise sous pression interne, comme déjà connu. Il comporte en outre sur une partie de sa longueur voisine de l'extrudeuse un renflement 31 portant une résistance de chauffage 38 alimentée par des fils 39, cette résistance assurant le chauffage du tube 17 aû-dessus de sa température de réticulation. La figure 6 représente un organe de chauffage par induction, destiné également à amener le tube à sa température de réticulation. A cet effet, les glissières sont percées d'évidements débouchants tels que 43,44,45 ,46 et sont entourées dans cette région de bobines d'induction 110,41,42. Bien que le procédé et les dispositifs qui ont été décrits en référence aux figures paraissent les formes préférables de mise en oeuvre de l'invention, on comprendra que diverses modifications peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certaines opérations du procédé et certains organes du dispositif pouvant être remplacés par des opérations ou des organes qui joueraient des rôles techniques analogues. En particulier, on peut utiliser d'autres moyens de chauffage ou de refroidissement du tube que ceux décrits. Sa mise en forme peut être assurée par dépression externe au lieu d'une pression interne. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un tube en matière plastique réticulée à l'aide d'agents de réticulation, comprenant l'extrusion d'un tube lisse, puis la mise en forme de celui-ci par application du tube à l'état encore plastique par une pression interne de gaz contre une matrice formée par des demi-maillons en déplacement longitudinal sans fin de part et d'autre du tube, à l'intérieur de glissières, caractérisé en ce que le traitement de réticulation est effectué sur le tube déjà mis en forme par application contre la matrice, et avant que les demi-maillons (14) de la matrice ne le libèrent en s'écartant latéralement. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la réticulation a lieu par addition à la matière plastique d'agents chimiques de réticulation et chauffage de celle-ci à une température suffisamment élevée pour provoquer la réticulation, caractérisé en ce que le chauffage est effectué dans une zone initiale (18) du trajet de la matrice après la mise en forme, avant la zone de refroidissement (21). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les demi-maillons sont préchauffés (10, 11) avant de venir au contact du tube sortant de l'extrudeuse. 4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, comprenant une extrudeuse (1) et une matrice de mise en forme annelée à trains de demi-maillons en déplacement longitudinal sans fin de part et d'autre du trajet du tube, munie dans sa zone (21) la plus éloignée de l'extrudeuse de moyens de refroidissement (25), caractérisé en ce qu'il est muni dans sa zone (18) la plus proche de l'extrudeuse de moyens de chauffage (19), et dans une zone intermédiaire, entre la zone de chauffage et la zone de refroidissement, de moyens d'isolation thermique (20). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de chauffage sont des chemises de la zone des glissières la plus proche de l'extrudeuse, reliées à des moyens d'amenée et d'évacuation d'un fluide de chauffage. 6. Dispositif selon la revendication 4, comprenant un bouchon (27) assurant le maintien d'une pression interne de gaz permettant le placage du tube (17) contre les demi-maillons (4), fixé par un mandrin (26) à l'extrudeuse, caractérisé en ce que le mandrin est entouré d'une résistance de chauffage (38) sur une partie de sa longueur. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les glissières des demi-maillons, dans une zone proche de l'extrudeuse, comportent des évidements débouchants (43,44,45,46) et sont entourées de moyens de chauffage par induction (40,41,42). 8. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte sur le trajet de retour des deni-maillons vers l'extrudeuse, des moyens de préchauffage et de préférence des moyens d'isolation thermique (29,30) en amont de ceux-ci.