Brevet FR2461573A1 — publié le 19810206

se se rapporte a un nez d'extrudeuse destiné plus particulièrement, mais non exclusivement, a équiper une channe de fabrication de produits on bande par le procédé cuisso-extrusion-expansion On connaît des ensembles d'extrusion utilises actuel- lement pour la mise en oeuvre de ce procédé ; ils comportent généralement une trémie d'alimentation équipée d'un mélangeur et d'une pompe doseuse qui introduit le me lange des constituants dans un fourreau chauffé équipé d'un dispositif à une ou deux vis rotatives terminé par une ou plusieurs buses caractéristiques de la forme que l'on désire communiquer au produit fini. Dans ces ensembles, la pression communiquée au produit pâteux dans les vis de l'extrudeuse, amplifiée encore par la diminution progressive du pas de vis depuis l'entrée du mé- lange des constituants jusqu'à sa sortie, communique à la ma tiere pâteuse poussée par la ou les deux vis dans la chambre située entre les pointes coniques des vis et la plaque avant de l'extrudeuse, un mouvement rotatif tel. qu'il conduit, àla sortie de la buse d'extrusion, à une distribution relativement anarchique de la pâte sur toute sa section. C'est ainsi que, dans le cas où le produit extrudé doit être fabriqué sous forme de bande par extrusion à travers une fente, on constate un amincissement des parties latérales de cette dernière ainsi que des irrégularités de surface qui se retrouvent après refroidissement et nuisent tant à la présen- tation du produit fini qu'à l'obtention de conditionnements satisfaisants en raison du manque de planéité des tablettes obtenues après découpage de la bande. Il est donc impératif, si l'on désire obtenir, à la sortie des buses d'extrusion, un produit parfaitement régulier, de transformer le mouvement rotatif imprimé par la ou les vis de l'extrudeuse en mouvement linéaire de translation vers le ou les orifices de sortie (en l'espèce la ou les buses) et que la vitesse linéaire ainsi communiquée à la pâte soit constante. La demanderesse a déjà proposé, dans son brevet 77 o8 596, de résoudre ce problème en intercalant dans la cham bravant de ltembout d'extrusion, entre la pointe de la vis de l'extrudeuse et la chambre d'égalisation de pression, une grille qui comporte, disposées symétriquement par rapport au plan médian de la buse d'extrusion deux séries de canaux, d'axes parallèles, tous situés â égale distance de l'axe de ladite buse et disposés selon deux arcs de cercle opposés de même diamètre. La présente invention vise à résoudre ce problème par une autre voie selon laquelle la transformation du mouvement rotatif en mouvement linéaire aussi bien que l'obtention, au niveau de la sortie des buses, d'une masse pâteuse à vites se constante est assurée par une disposition particulière du nez de ltextrudeuse, placé en aval des vis assurant le transport de la masse pâteuse. Selon cette disposition, une première chambre disposée à la sortie des vis de l'extrudeuse, de section identique à la section intérisre du fourreau entourant les dites vis, est délimitée en amont par les extrémités plates de ces vis et en aval par une surface plane au centre de laquelle est ménagé un canal cylindrique ; ce canal débouche, en aval, dans une deuxième chambre parallèlépipèdique à base rectangulaire constituant la base d'un U dont les deux branches sont constituées par deux éléments tubulaires de section rectangulaire, la section transversale de chacun de ces éléments pouvant être modifiée, da façon inversement proportionnelle, par le déplacement transversal d'un tiroir mobile disposé perpendiculairement au sens d'arrivée de la masse pâteuse. La surface de la section transversale du canal est avantageusement sensiblement égale à la somme des surfaces des sections transversales des deux éléments tubulaires. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque élément tubulaire débouche respectivement dans une troisième et une quatrième chambre parallèlépipèdiquç à base rectangulaire, constituant chacune la base d'un U dont les deux branches sont constituées par deux éléments tubulaires de section rectangulaire, la section de chacun de ces éléments pouvant être modifiée de façon inversement proportionnelle à celle de l'autre élément qui lui est associé par le déplacement transversal d'un tiroir mobile disposé perpendiculairement au sens d'arrivée de la masse pâteuse. La somme des surfaces des sections transversales de chaque groupe de deux éléments tubulaires est avantageusement sensiblement égale à 19 surface de la section transversale de l'élément tubulaire principal auquel ils sont raccordés par l'intermédiaire de la chambre parallôlepipèdique correspondante. Selon un mode de réalisationiréféré de l'invention,les faces extrémité des chambres parallèlôpipèdiques sont obliques ou curvilignes. L'absence d'angles vifs permet en effet d'éviter toute accumulation de la masse pâteuse. Le nez de l'extrudeuse est constitué par trois plateaux assemblés par vissage et dont les faces en regard présentent des chicanes permettant leur assemblage étanche. L'étanchéité entre les plateaux et les coulisseaux dont sont solidaires les tiroirs est réalisée par des joints toriques. Cette nouvelle disposition du nez de l'extrudeuse permet d'assurer une certaine uniformisation de pression au niveau du canal reliant la première et la deuxième chambre, ainsi qu'une transformation du mouvement anarchique communiqué à la masse pâteuse par les vis de l'extrudeuse en mouvement li néaire de translation vers les orifices de sortie. Ce processus d'égalisation de pression se poursuit dans la deuxième chambre et jusqu'à la sortie de la masse pâteuse puisque l'on peut faire varier, de façon inversement proportionnelle, la section deséléments tubulaires, en fonction des valeurs de pression ou de vitesse affichées sur un tâteur de pression ou sur un tachymètre placé sur chacun de ces éléments de manière à garantir une pression et une vitesse identique de la pâte à la sortie de chaque élément. Il est bien entendu que le règlage de la course du tiroir permettant de modifier les sections transversales des éléments tubulaires peut être effectué manuellement ou qu'il peut être automatisé. La présente invention sera mieux comprise et ses avantages ressortiront bien de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé dans lequel Figure i est une vue en coupe d'une forme de réalisation du nez de l'extrudeuse selon l'invention, Figure 2 est une vue en élévation du plateau amont et du tiroir qui lui est associé, cette vue étant prise suivant les flèches F de figure 1. Le nez de l'extrudeuse, représenté à la figure 1 com porte, en aval des vis corotatives 2a et 2b tournant dans l'alésage cylindrique à section circulaire du fourreau 3, une première chambre 4 communiquant, par l'intermédiaire du canal 5 avec une deuxième chambre 6, en forme de U, dont les deux branches sont constituées par les éléments tubulaires 7 et 8 dont on peut faire varier la section transversale par déplacement transversal du tiroir 9. Les éléments tubulaires 7 et 8 débouchent respectivement dans une troisième et une quatrième chambre, 10 et 11, également en forme de U dont les deux branches sont constituées par les éléments tubulaires respectivement 12, li et 14, 15, dont on peut faire varier la section transversale par déplacement transversal des tiroirs 16 (pour les éléments 12 et 13) et 17 (pour les éléments 14 et 15). Les constituants pulvérulents du mélange à extruder, préalablement mélangés dans un mélangeur à fraise (non repré senté) sont introduits, de façon connue en soi et non repré sentée, dans la vis doseuse de l'extrudeuse en même temps que la quantité d'eau nécessaire ; des disques malaxeurs (non représentés) sont placés en amont des vis de l'extrudeuse ; ils permettent un bon mélange des produits pulvérulents et de l'eau et assurent ainsi une hydratation homogène de l'ensemble des constituants du produit à extruder. Le pas de vis de l'extrudeuse diminue, de façon éga- lement connue en soi, de l'entre à la sortie de l'appareil afin d'augmenter, progressivement, la pression sur le produit à extruder. Des contre-filets (filets à pas inverse et coupé) de type classique (non représenté) sont placés en aval des vis et en amont de la chambre avant de l'extrudeuse, de fa çon à éviter la stagnation des produits entraînant des irré gularités du produit extrudô.L'ensemble de l'appareil, depuis le mélangeur jusqu'à la sortie de l'extrudeuse,est chauffé par courant électrique induit (courant de Foucault) de façon à atteindre les températures adaptées au mélange à extruder. Le flux de matière pâteuse est forcé, par le mouvement rotatif qui lui est imprimé par les vis corotatives 2a et 2b, dans la première chambre 4, selon un mode d'écoulement anarchique. Cette première chambre 4 qui joue le rôle de chambre de compression, est de section identique à la section interne du fourreau 3 entourant les vis corotatives 2a et 2b ; elle est délimitée en amont par les extrémités plates 18a et 18b des vis 2a et 2b et en aval par la face plane du plateau 19 au centre de ce plateau 19, est ménagé un canal cylindrique 5 débouchant, en aval: dans un élément en forme de U dont la base constitue la deuxième chambre 6. Le flux de matière pâteuse, dont la pression croit de fa çon anarchique dans la première chambre 4, subit déjà au niveau du canal 5 une certaine uniformisation de pression. C'est au niveau de la deuxième chambre 6 que s'accentue cette uniformisation de pression et surtout que le mouvement rotatif anarchique communiqué à la masse pâteuse par l'action des vis corotatives est transformé en mouvement linéaire. Cette deuxième chambre 6, de section parallélépipédique à base rectangulaire, constitue, comme dit plus haut, la base d'un élément en forme de U dont les deux branches sont cons tituées par les éléments tubulaires 7 et 8, de section rectangulaire. La somme des surfaces des sections transversales des éléments tubulaires 7 et 8 est pratiquement égale à la surface de la section transversale du canal 5. La masse pâteuse arrivant dans les éléments tubulaires 7-et 8 est armée d'un mouvement linéaire ; il est important d'assurer une répartition de cette masse pâteuse en deux flux de débit identique à la sortie de ces éléments tubulaires. C'est le rôle que remplit le tiroir 9, mobile transversalement et disposé perpendiculairement au sens d'arrivée de la masse pâteuse Ce tiroir 9 est prolongé, de part et d'autre, par les deux coulisseaux 22 et 23 qui coulissent dans des por tées de la plaque de construction 19. Le coulisseau 23 se termine par une tige filetée 24 sur laquelle est monté un écrou moletté 25 fixe en translation et mobile en rotation. Le déplacement transversal du tiroir 9 par action sur la molette 25 permet d'augmenter progressivement la section de l'une des branches du U (ltélément 7 par exemple) en diminuant simultanément et dans la même proportion la section de l'élément 8. On peut ainsi équilibrer la pression règnant dans les deux éléments tubulaires 7 et 8 afin d'arriver à des vitesses de passage identiques du flux de matière pâteuse dans ces deux éléments. Deux tâteurs de pression 26 et 27 placés sur chacun des éléments tubulaires permettent d'effectuer manuellement ce règlage par lecture des valeurs de pression affichées. D'autres dispositifs, tels que des tachymètres permettraient également d'effectuer ce règlage en comparant alors non plus des pressions mais des vitesses de défilement du flux de matière pâteuse dans les éléments tubulaires 7 et 8. Dans la forme d'exécution représentée au dessin, le règlage du débit de matière pâteuse dans les éléments 7 et 8 s'effectue manuellement par action sur la molette 25. On peut bien entendu envisager également une automatisation de la course du tiroir 9, en fonction des valeurs comparatives affichées sur les tâteurs de pression ou sur les tachymètres. Bien qu'il soit envisageable de recueillir, dès la sortie des éléments tubulaires 7 et 8, deux bandes de matière pâteuse de vitesse et de pression uniforme, dans le mode d'exécution du nez de l'extrudeuse représenté à la figure 1, chacun des éléments tubulaires 7 et 8 débouche respectivement dans une troisième chambre 10 et dans une quatrième chambre 11. Ces chambres 10 et 11, parallèlépipèdiques de base rectangulaire,constituent chacune la base d'un U dont les deux branches sont constituées par deux éléments tubulaires de section rectangulaire, respectivement 12 et 13 pour la chambre 10 et 14 et 15 pour la chambre 11. La somme des surfaces des sections transversales des élé ment s tubulaires 12 et 13 est égale à la surface de la section transversale de l'élément tubulaire 7 ; de même la somme des surfaces des sections transversales des éléments tubulaires 14 et 15 est égale à la surface de la section transversale de ltélément tubulaire 8. Les chambres 10 et Il forment également des chambres d'égalisation de pression du flux de matière pâteuse sortant des éléments tubulaires 7 et 8. Afin d'assurer à la sortie des éléments tubulaires 12, 13, 14 et 15 la formation de bandes régulières, de vitesse et de pression uniforme, des tiroirs 16 et 17 sont également pré- vus afin de permettre de modifier, de façon inversement proportionnelle, les sections des éléments 12 et 13 d'une part et 14 et 15 d'autre part ; le mode de fonctionnement de ces tiroirs 16 et 17 est similaire à celui du tiroir 9 décrit plus haut. Le déplacement du tiroir 16 est assuré au moyen de ltécrou moletté 28 et celui du tiroir 17 au moyen de ltécrou molette 29. Des tateurs de pression (non représentés au dessin) placés sur chacun des éléments tubulaires 12, 13, 14 et 15 permettent d'effectuer manuellement ce règlage par lecture des valeurs affichées. Des tachymètres placés à la sortie des dits éléments tubulaires permettraient également d'effectuer ce règlage manuel. On peut bien entendu envisager d'automatiser la course des tiroirs 16 et 17 en fonction des valeurs comparatives affichées sur les tâteurs de pression ou sur les tachymètres. Le mode de réalisation du nez de l'extrudeuse ainsi décrit permet d'obtenir, à la sortie des éléments tubulaires 12, 13, 14 et 15, des bandes de produit extrudé parfaitement régulières. Comme il est connu en soi, ces éléments tubulaires peuvent présenter en aval des élargissements latéraux, cette disposition permettant d'éviter dus pertes de charge et un ralentissement de la masse pâteuse qui conduiraient à un amincissement des bords des bandes de produit extrudé. L'étanchéité du nez de l'extrudeuse selon l'invention est assurée par l'assemblage enboîté des trois plateaux dési gnôs par 19, 20 et 21, dont les interfaces présentent des chicanes. L'assemblage de ces éléments se fait par l'intermédiaire de collerettes annulaires (telle que celle représentée à la figure 2 et au niveau de laquelle se fait l'assemblage par vissage des plateaux 19 et 20). Des joints toriques désignés de façon générale par 30, placés sur les coulisseaux permettant le déplacement transversal des tiroirs 9, 16 et 17 contribuent également à ltétan- chéité de l'ensemble. Afin d'éviter toute stagnation de la masse pâteuse à extruder, la surface qui clot en aval la première chambre 4 se raccorde aux parois du fourreau 3 contenant les deux vis corotatives 2a et 2b par des pans coupes. De même, la base des U constituant les deuxième, troisième et quatrième chambres 4, 10 et 11 se raccordent respectivement aux éléments tubulaires 7 et 8, 12 et 13 et 14 et 15 par des pans coupés. Il est bien évident que, sans sortir du domaine de l'invention, ces pans coupés pourraient être remplacés par des arrondis. Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui pré- cède, la présente invention ne se limite pas à son seul mode d'éxécution décrit ci-dessus à titre d'exemple. Elle en enbrasse, au contraire, toutes les variantes comportant des moyens équivalents. - REVENDICATIONS 1 - Nez d'extrudeuse destiné plus particulièrement à équiper une chaîne de fabrication de produits en bande par le procédé cuisson-extrusion-expansion, caractérisé en ce qutil comporte une première chambre qui, disposée à la sortie des vis de l'extrudeuse, de section identique à la section intérieure du fourreau entourant les dites vis, est délimitée en amont par les extrémités plates de ces vis et en aval par une surface plane au centre de laquelle est ménagé un canal cylindrique débouchant, en aval, dans une deuxième chambre parallèlépipèdique à base rectangulaire constituant la base d'un U dont les deux branches sont constituées par deux éléments tubulaires de section rectangulaire, la section transversale de chacun de ces éléments pouvant être modifiée, de façon inversement proportionnelle, par le déplacement transversal d'un tiroir mobile disposé perpendiculairement au sens d'arrivée de la masse pâteuse. 2 - Nez d'extrudeuse selon la revendication 1, carac térisé en ce que la surface de la section transversale du canal est sensiblement égale à la somme des surfaces des sections transversales des deux éléments tubulaires. 3 - Nez d'extrudeuseselon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque élément tubulaire débouche respectivement dans une troisième et une quatrième chambre paral lèlépipèdiquesà base rectangulaire, constituant chacune la base d'un U dont les deux branches sont constituôss par deux éléments tubulaires de section rectangulaire, la section de chacun de ces éléments pouvant être modifiée de façon inversement proportionnelle à celle de l'autre élément qui lui est associé par le déplacement transversal d'un tiroir mobile disposé perpendiculairement au sens d'arrivée de la masse pâteuse. 4 - Nez d'extrudeuse selon la revendication 3, caractérisé en ce que la somme des surfaces des sections transversales de chaque groupe de deux éléments tubulaires est sensiblement égale à la surface de la section transversale de ltélément tubulaire principal auquel il sont raccordés par l'intermédiaire de la chambre parallèlôpipèdique correspondante. 5 - Nez d' extrudeuse selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les faces d'extrémités des chambres parallèlépipèdiques sont obliques et curvilignes. 6 - Nez d'extrudeuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est constitué par trois plateaux assemblés par vissage et dont les faces en regard pré- sentent des chicanes permettant leur assemblage étanche. 7 - Nez d'extrudeuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ltétanchéité entre les plateaux et les coulisseaux dont sont solidaires les tiroirs est réalisée par des joints toriques. 8 - Nez d'extrudeuse selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la manoeuvre des tiroirs est effectuée manuellement. 9 - Nez d'extrudeuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la manoeuvre des tiroirs est automatisée.