Brevet FR2458370A1 — publié le 19810102

Les installations de malaxage et de mélange travaillant en continu pour des masses de matière plastique ou de caoutchouc sont connues depuis long- temps. Dans ces installations de malaxage et de mélange la masse à mouler à transformer reçoit de l'énergie de cisaillement à l'aide des outils tour- nants de malaxage et de mélange, de sorte que la masse à mouler se plastifie et que les additifs à cette masse à mouler y soient dispersés. Lorsque l'on travaille en pratique sur ces installations connues de malaxage et de mélange, il est souhaitable de pouvoir se rendre mattre de la durée de séjour de la masse à mouler dans l'installa- tion de malaxage et de mélange. L'intensité du mé- lange et l'élévation de la température peuvent être influencées par la durée de séjour et par la pression de la masse. C'est pourquoi on connaît des disposi- tifs d'étranglement qui modifient la section droite de l'ouverture de sortie de l'installation de mala- xage et de mélange. En rendant plus étroite ou plus large la section droite de l'ouverture de sortie, on peut se rendre maître de l'énergie de cisaillement absorbée par la masse à mouler à transformer. L'état de la technique offre un grand nom- bre de modes de réalisation de ces dispositifs d'é- tranglement au voisinage de l'ouverture de sortie. Mais tous ces dispositifs d'étranglement connus com- portent l'inconvénient d'une grande complexité tech- nique ou d'un mode de fonctionnement qui ne donne pas satisfaction. Par la demande de brevet mise à l'inspection publique en République Fédérale Allemande sous le numéro 1 679 829, on connaît une installation de mala- xage et de mélange dans laquelle une paroi transver- sale qui peut pivoter est disposée sur l'ouverture de sortie. Cette paroi transversale peut pivoter plus ou moins vers l'intérieur vers le canal de sortie. La section droite du canal de sortie est modifiée par cette paroi transversale. Une résistance qui dépend essentiellement de la section droite modifiée du ca- nal de sortie s'oppose à la sortie de la masse à mou- ler plastifiée. Dans les installations d'extrusion à vis à étages multiples aussi, on connait des dispositifs d'étranglement au voisinage de la zone de sortie du premier étage et de la zone d'entrée du deuxième éta- ge. Ces extrudeuses à deux étages peuvent être utili- sées avec avantage dans certains cas,parce que aveccel- les-ci, par exemple dans 1' agencement d'extrudeu- ses en cascade, il est possible d'obtenir un trai- tement ménagé de la masse à moulerpuisque les arbres des vis peuvent être entraînés à des vitesses diffé- rentes pour chaque étage. Ce réglage de vitesse indépen- damment de l'un des étages de l'extrudeuse par rap- port à un autrepermet la séparation des stades du processus de la technique de l'extrusion. Par le brevet de la République Fédérale Aile- mande 1 131 389, on connaît une installation de mélan- ge et de malaxage travaillant en continu et à deux éta- ges qui présente entre le premier étage et le second un tiroir modifiant la section droite du canal de liai- son entre le premier étage et le second. Un tel ti- roir prend beaucoup de place et est très sujet à tom- ber en panne. Dans une autre extrudeuse à deux étages pour des masses plastiques décrites à la demande de brevet mise à l'inspection publique en République Fédérale Allemande sous le No. 1 154 896, une vis convoyeuse ver- ticale présente à l'une des extrémités un épaulement conique qui coopère avec une partie également conique du fourreau correspondant de la vis. Il se forme ainsi un étranglement grâce auquel le passage de la masse à mouler du premier étage au second peut être réglé par un déplacement axial de la vis convoyeuse verticale. Le déplacement axial de la vis convoyeuse verticale est coûteux techniquement,puisqu'il faut prévoir un entrainement axial de la vis, ce qui exige de prévoir pour cette vis des paliers coûteux. L'invention vise une installation de mala- xage et de mélange travaillant en continu de masses plastiques, notamment de matières plastiques thermoplas- tiquescomprenant un rotor de mélange tournant dans une enveloppe munie d'une entrée et d'une sortie et grâce auquel la masse à mouler est plastifiée et est transportée et un organe d'étranglement modifiant la section droite et l'ouverture de sortie, cette ins- tallation ayant au voisinage de la sortie un disposi- tif d'étranglement techniquement simple et facile à monter. Suivant l'invention,le rotor de mélange est entouré concentriquementdans la zone de l'ouverture de sortie, d'une douille cylindrique qui peut tourner et qui présente une ouverture de passage. Grâce à la douille cylindrique qui peut tourner, il est possible de régler la pression de l'installation de malaxage et de mélange. On peut modifier la durée de séjour de la masse à mouler en modifiant la section droite de sortie. A cet effet, l'ouverture de passage de la douille cylindrique est mise plus ou moins en coïncidence avec l'ouverture de sortie de l'installation de malaxage et de mélange. La section droite de sortie pour la masse à mouler sortant de l'installation de malaxage et de mélange est ainsi modifiée. Si l'on diminue la section droi- te de sortie en faisant tourner la douille cylindrique, on augmente la résistance à l'écoulement pour la masse à mouler plastifiée. Pour surmonter la résistance plus élevée à l'écoulement, il est nécessaire d'avoir une pression de la masse plus élevée, ce qui donne- une longueur d'attente vers l'arrière plus grande à l'intérieur de l'installation de malaxage et de mé- lange et donc une plus grande durée de séjour et un cisaillement plus grand de la masse à mouler. Lorsque l'ouverture de passage de la douille cylindrique peut être mise en coïncidence avec une sortie secondaire menant à l'air libre de l'installa- tion de malaxage et de mélange, on peut utiliser la douille cylindrique commandant la pression de travail dans l'installation de malaxage et de mélange en même temps comme soupape de démarrage. Au démarrage, l'ouverture de passage de la douille cylindrique est mise en coïncidence avec la sortie secondaire de l'installation de malaxage et de mélange. La masse à mouler convoyée sort à l'air libre par la sortie secondaire. Quand la masse à mouler qui sort est suffisamment plastifiée, on fait tourner la douille cylindrique et l'on met en coïncidence l'ouverture de passage de la douille cylindrique et l'ouverture de sortie de l'installation de malaxage et de mélange. A la sortie de l'installation de malaxage et de mé- lange appara t alors une masse à mouler uniforme, suffisamment plastifiée, qui peut être envoyée à des équipements de transformation en aval, par exemple à une extrudeuse de sortie. Le dispositif d'étranglement suivant l'in- vention peut donc être agencé en même temps comme soupape de démarrage. Les dispositifs d'étranglement de l'état de la technique qui sont connus jusqu'ici ne présentent pas cette.combinaison favorable. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: La figure 1 représente une installation de malaxage et de mélange en continu en dessous de la- quelle et perpendiculairement à laquelle est dispo- sée une extrudeuse de sortie, et La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. L'installation de malaxage et de mélange se compose d'une enveloppe 4 munie d'un alésage 3 cylindrique dans lequel un rotor 5 de mélange est monté rotatif. Ce rotor 5 de mélange peut être cons- titué d'un arbre,supporté des deux côtés,avec des pièces rapportées formant vis et disques de mala- xage qui se succèdent d'une manière appropriée. A l'extrémité de sortie percée de l'installation, le rotor 5 présente un tronçon 6 convoyeur à vis au- quel fait suite un filetage 7 de convoyage en sens inverse à pas plus fin. Le tronçon 6 de convoyage à vis passe au-dessus d'un canal 8 de mise en com- munication ménagé dans l'enveloppe 9, passage qui met la sortie de l'installation en communication a- vec l'entrée d'une extrudeuse 11 d'évacuation dis- posée en dessous de l'installation de mélange. L'ex- trudeuse 11 est disposée perpendiculairement à l'ins- tallation et comporte une vis 13 tournante d'évacua- tion dans un fourreau 12. A l'extrémité de l'extru- deuse 11 il y a une tête 14 d'extrusion. L'alésage 3 est plus grand dans la région du canal 8 et contient une douille 15 cylindrique adap- tée de manière à pouvoir tourner et dont le diamètre intérieur correspond à celui de l'enveloppe 4. La douille 15 présente à l'extrémité sortant de l'enve- loppe un collet 16 soudé ayant un levier 17 permettant de faire tourner la douille 15. Celle-ci est inter- rompue et présente donc une ouverture 18 de passage. C'est par celle-ci que la masse à mouler plastifiée au préalable par l'installation de malaxage et de mélange peut aller dans l'extrudeuse 11 en passant par la ca- nal 8. Au croisement des deux étages 5 et 11 de tra- vail, le fourreau 12 de l'extrudeuse 11 présente une ouverture 19 de dégazage qui communique avec l'at- mosphère ou avec une source de dépression. Une sortie 21 secondaire donnant à l'air libre est prévue dans l'enveloppe 9 à l'opposé de l'ouverture de sortie de l'installation coïncidant avec le canal 8. Comme il ressort du dessin, l'ou- verture 21 secondaire est, en la position illustrée, fermée par la douille 15. Le canal 8 est libéré pour la plus grande partie par l'ouverture 18 de passage de la douille 15. L'extrudeuse décrite fonctionne de la ma- nière-suivante: On charge la masse à mouler à transformer, par exemple de la matière plastique thermoplastique dans la trémie 22 de remplissage. Le rotor 5 équipé de pièces convoyeuses, de pièces de malaxage et de pièces de mélange, transporte et plastifie la masse à mouler. La masse à mouler plastifiée au préalable passe par l'ouverture 18 de la douille 15 et par le canal 8 pour aller dans l'extrudeuse 11 o elle est à nouveau convoyée et extrudée de manière ménagée. Si l'on constate sur le produit final extru- dé qu'il est nécessaire d'augmenter l'énergie de cisaillement qui lui est apportée, on fait tourner la douille 15 en faisant pivoter le levier 17 et l'on recouvre davantage le canal 8 par la douille 15. On diminue ainsi la section de sortie pour la masse qui sort de l'installation de malaxage et de mélange. Il en résulte que la pression s'élève dans l'installation de malaxage et de mélange et que la durée de séjour de la masse à mouler y devient plus grande. Lors du démarrage de l'installation, l'ou- verture 18 de passage de la douille 15 est mise en coincidence avec l'ouverture 21 secondaire en faisant pivoter la douille 15. La masse à mouler transportée sort à l'air libre par l'ouverture 21 secondaire. Ce n'est que lorsque la masse à mouler qui sort est suffisamment plastifiée que l'on met à nouveau l'ou- verture 18 de passage de la douille 15 en coïncidence avec le canal 8 de l'installation de malaxage et de mélange. Par là même,on referme la sortie 21 se- condaire par la douille 15. REVENDICATIONS 1) Installation de malaxage et de mélange travaillant en continu de masses plastiques,notam- ment de matières plastiques thermoplastiques,com- prenant un rotor de mélange tournant dans une enve- loppe munie d'une entrée et d'une sortie et grâce auquel la masse à mouler est plastifiée et est trans- portée et un organe d'étranglement modifiant la sec- tion droite de l'ouverture de sortie, caractérisée en ce que le rotor (5) de mélange est entouré con- centriquement,dans la zone de l'ouverture (8) de sortie,d'une douille (15) cylindrique qui peut tour- ner et qui présente une ouverture (18) de passage. 2) Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'ouverture (18) de passage de la douille (15) cylindrique peut être mise en coincidence avec une sortie (21) auxiliaire menant à l'air libre de l'installation de malaxage et de mélange.