Brevet FR2442714A1 — publié le 19800627

La présente invention est relative à un perfectionnement aux systèmes d'extrusion de profilés et plus particulièrement è un dispositif perfectionné de refroidissement de la pièce extrudée. Dans les chaînes d'extrusion actuelles, on peut distinguer les sections suivantes a) - alimentation de la matière plastique, normalement sous forme de grains ou de poudre, de préférence déjà additionnée des divers ingrédients tels que : pigments, plastifiants, etc,. b) - boudineuse de plestification ou de fusion de la matière plastique; c) - filière de façonnage de la pièce extrudée souhaitée, placée normalement à l'extrémité aval de la boudineuse; d) - calibrage et premier refroidissement de la pièce extru- dés; e) - refroidissement final et prélèvement de la pièce extrudée, éventuellement coupée en longueurs convenables. L'une des phases les plus délicates du cycle et donc de la channe est celle du premier refroidissement de la pièce extrudée sortant de la filière, lorsqu'# l'état plastique elle entre dans ce qu'on appelle le calibreur. En effet, ce refroidissement doit donner à la pièce un degré suffisant de rigidité et de façonnage dans un laps de temps le plus court possible. Dans de nombreux cas, le pro -filé extrudé se présente sous la forme d'un tube comportant une ou plusieurs cavités internes. Dans le cas de formes simples, telles que simples tubes extrudés, on a déjà tenté par le passé de conjuguer le refroidissement de la surface externe au refroidissement des surfaces internes, par exemple par injection d'air et/ou d'eau à travers le calibreur, c'est-à-dire à partir de l'extrémité située en aval de la pièce extrudée. Cette solution toutefois n'a pas été possible jusqu'à présent dans le cas de profilés de section composée, c'est-à-dire comportant plusieurs cavités de dimensions moyennes et petites. A cet égard, il convient de souligner l'importance du refroidissement mentionné ci-dessus : les différentes cavités internes de la pièce extrudée sont subdivisées par des nervures dont l'épaisseur est différente de celle des parois délimitant l'extérieur du profilé. Si la surface extérieure du profilé est refroidie et si l'on ne soumet pas les parois intérieures et les nervures à un refroidissement simultané qui soit, en substance, du même ordre de grandeur, il est évident que s 1) la pièce extrudée finale peut présenter des tensions et/ ou des déformations dues eux différences de refroidissement; 2) le temps nécessaire au refroidissement complet du profilé extrudé tant à l'extérieur qu' l'intérieur est très long, ce qui a pour conséquence de ralentir considérablement le production de la chaine et une utilisation non-optimale de ses possibilités de production. Or, on a trouvé, et ceci constitue l'objet de la présente invention, qu'il est possible de surmonter avantageusement les problêmes et les difficultés auxquels on a brièvement fait allusion cidessus, grâce à un dispositif de refroidissement d'une partie au moins des cavités internes du profilé extrudé, caractérisé en ce que de la filière, partent une pluralité de petits tubes qui stétandent sur une distance définie, à l'intérieur de la pièce extrudée sortant de la filière, lesdits tubes étant alimentés par un mélange sous pression d'air et d'eau et aboutissant à une buse de pulvérisation située à l'intérieur du calibreur, susceptible d'atomiser les particules d'eau la sortie de la buse. Dans cette forme de réalisation préférentielle de la pré- sente invention, les extrémités situées en amont desdits tubes sont reliées, par l'intermédiaire d'un distributeur à soupapes, à une alimentation dudit mélange d'eau et d'air, l'slimentateur étant à son tour constitué d'un tube de Venturi, alimenté en amont par un courant d'air sous pression et, au niveau de la section rétrécie, par un courant d'eau dosé mis en pression par l'air sous pression. Les aspects et les avantages particuliers de la présenteinvention apparaîtront clairement à la lecture de la description détaillés qui suit, avec référence aux dessins annexée pour les quels la Figure 1 est une vue schématique générale de l'appareil > - ge suivant la présente invention; la Figure 2 est une coupe verticale du dispositif d'alimen- tation du mélange de refroidissement; la Figure 3 est une coupe verticale longitudinale de l'ex trématé de la filière d'extrusion et d'une partie du calibreur; les Figures 4, 5 et 6 sont des coupes suivant les tracés IV IV, V-V et VI-VI de la figure 3, et la Figure 7 est une coupe partielle d'une buse de refroidissement. La Figure 1 représente une partie d'une chaine d'extrusion, & savoir l'extrémité de la filière 10 d'extrusion dans laquelle est monté le dispositif 11 (terme désignant : la rosace, le croisillon, ou le calibre). Le dispositif 11 est suivi d'une section de liaison 12 traversée par le profilé extrudé 13 qui entre ensuite dans le calibreur 14 de type traditionnel, dans lequel le profilé extrudé est calibré et subit le refroidissement initial. Nous ne décrirons évidemment pas ici le calibreur dans la mesure ou il ne fait pas partie de l'invention et, en ce qui concerne la filière, on limitera la description à ce qui est strictement nécessaire à la compréhension de l'invention. Le dispositif 11, représenté plus en détail sur la figure 3, est relié - pour les raisons expliquées en détail ci-après - au moyen de tubes 15, de préférence constitués de flexibles, à un distributeur à soupapes 16, monté à l'extrémité d'un mélangeur-alimentateur 17 (représenté plus en détail sur la figure 2). Le mélangeur-alimentateur 17 est alimenté, & extrémité si- tuée en amont, en air comprimé å une pression définie et contrôlée par un tube 18, tandis que l'eau provient par l'intermédiaire du tube 19 d'un réservoir pressurisé par l'air sous pression, par l'in termédiaire d'un tube d'alimentation 21. Sur la figure 1, les flèches indiquent le parcours de l'air et de l'eau dans leurs conduites respectives. Le réservoir 20 est alimenté en eau par une électrovanne 22 et est doté d'un dispositif de contrle du niveau 23. La figure 3 représente en coupe, le dispositif 11, de type traditionnel, à travers lequel est extrudé le profilé 13 dont la coupe transversale est représentée sur la figure 5. Comme on le voit clairement, le profilé 13 est creux & l'intérieur et subdivisé par des cloisons internes 24 en cavités 25. On sait en technique que le dispositif 11 est monté à l'extrémité située en aval d'un plastificateur à vis (non représenté) et dont la section a une forme telle qu'elle donne naissance au profilé 13. Dans le dispositif sont pratiqués des trous radiaux 26 qui se raccordent, suivant une courbure appropriée, à des trous axiaux 27. Dans ces trous sont logés des éléments tubulaires 28 d'une matière résistant à la chaleur, par exemple Téflon, qui forment une gaine pour ces mêmes trous. A l'intérieur des éléments tubulaires 28 sont montés de petits tubes 29, d'une matière plastique résistant à la chaleur, qui sont raccordés par leur extrémité amont aux tubes 15, tandis qu'à l'extrémité aval, ils aboutissent aux buses de pulvérisation 30, décrites plus en détail ci-après. A ce propos, il est intéressant de noter que les petits tubes 29 sont montés avec un certain jeu à l'intérieur des éléments tubulaires 28, de manière à créer une couche d'air qui augmente la protection de ces petits tubes contre la chaleur du dispositif 11. Sur la figure 3, on voit clairement que les petits tubes 29 se prolongent en même temps que les éléments tubulaires 28, sur une distance définie à l'intérieur du profilé extrudé 13 lorsque celuici est déjà entré dans le calibreur 14, ce qui fait que le refroidissement des parois internes du profilé commence à un moment déterminé et optimal de la phase de calibrage. La figure 7 représente en détail et en coupe, une buse de pulvérisation 30, normalement réalisée en métal et vissée à l'extré- mité du petit tube 29. Le profil intérieur de la buse 30 est tel qu'il assure la plus grande diffusion du mélange d'air et d'eau et qu'il réalise l'atomisation maximale de l'eau transportée par l'air comprimé. La figure 2 représente en coupe verticale longitudinale le mélangeur-alimentateur 17, comprenant un bottier extérieur 31 muni d'un trou axial 32 dans lequel s'encastre l'extrémité du tube 18 d'alimentation de l'air comprimé. Le bottier 31, formant une cavité tubulaire est fermé à l'extrémité aval par un bouchon fileté 33 muni d'un trou axial 34, de section décroissante de manière continue dans le sens d'écoulement du mélange eau-air qui le traverse, ce bouchon étant relié au distributeur 16 (Figure 1). A l'intérieur de la cavité tubulaire formée par le boîtier 31, est logé un manchon 35 ayant un perçage axial 36 présentant la forme d'un tube de Venturi. La section convergente du perçage 36 est raccordée au trou axial 32, tandis que la section divergente est raccordée à son extrémité aval au trou 34 du bouchon 33. La section rétrécie du Venturi est reliée dans le sens radial par un passage 37 pratiqué dans le manchon 35, au trou axial 38 d'un bouchon fileté 39, à son tour relié au tube 19; il s'ensuit que, suivant un mécanisme bien connu en technique, lteau provenant du réservoir 20 est amenée à la section rétrécie du Venturi et se mélange à l'intérieur au courant d'air comprimé qui parcourt le Venturi dans le sens axial. De la figure 1, il ressort en outre clairement que le réservoir 20 est alimenté en eau, par exemple du réseau de distribution, par l'intermédiaire de l'électrovanne 22 actionnée, d'une manière connue en soi, chaque fois que le niveau du réservoir 20 et donc du dispositif de contrôle 23, descend au-dessous d'une valeur définie. La pressurisation de l'eau dans le réservoir se fait avec l'air sous pression qui alimente également le mélangeur 17, de sorte que le système s'équilibre de lui-meme. Le mélange d'eau et d'air sortant du mélangeur 17 parvient au distributeur 16, équipé de soupapes de régulation 40, de chacune desquelles part un flexible 15. De la description précédente, il ressort clairement que le problème mentionné dans le préambule est résolu non seulement de façon simple et sûre, mais également souple, puisqu'il peut être réglé de façon optimale aussi bien quand on change la matière plastique dont est faite la pièce extrudée que lorsque l'on fait varier la section interne et donc le nombre de cavités 25 à refroidir. Il est évident qu'en ce qui concerne l'alimentation du mélange de refroidissement, d'autres solutions sont possibles et prévisibles, différentes de celle précédemment décrite comme étant optimale. REVENDICATIONS 1. - Appareillage pour l'extrusion de profilés creux dont la section comprend une pluralité de cavités internes, dons lequel le profilé est extrudé à travers une filière et passe à travers un calibreur, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de refroidissement des surfaces et cavités internes du profilé comprenant plusieurs petits tubes qui partent de la filière et s'étendent sur une distance définie, à l'intérieur de la pièceextrudée sortant de la filière, lesdits petits tubes aboutissant à une buse de pulvérisation située à l'intérieur du calibreur, lesdits petits tubes étant alimentés par un mélange d'eau et d'air sous pression. 2. - Appareillage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits petits tubes sont logés dans des perçages pratiqués de bout en bout dans la filière, ces perçages comprenant une première partie radiale et une seconde partie axiale, par rapport à la filière, avec un raccord coudé entre ces deux parties, lesquelles sont munies de gaines d'une matière résistant à la chaleur, dans lesquelles lesdits petits tubes sont logés avec un jeu défini à l'intérieur de ces gaines métalliques. 3. - Appareillage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits petits tubes sont alimentés séparément, par l'intermédiaire d'un distributeur, par un dispositif mélangeur-alimenteur d'eau et d'air sous pression comprenant un tube axial en forme de venturi, ledit tube axial étant alimenté en amont par de l'air comprimé et au niveau de la section rétrécie du venturi par de l'eau sous pression, l'extrémité aval du tube axial étant reliée audit distributeur. 4. - Appareillage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'eau sous pression est fournie par un réservoir contenant de l'eau à un niveau défini et contrôlé, le réservoir étant pressurisé par de l'air à la même pression que l'air comprimé alimentant ledit mélangeur-alimenteur.