Brevet FR2466332A1 — publié le 19810410

i Dans la demande de brevet aux USA na 733 812, et intitu- lée "Système de refroidissement pour des moules pour matières plas- tiques", il est proposé un système pour alimenter en fluide de refroidissement une machine à mouler les matières plastiques par injection, le fluide étant sous pression négative, au moins dans les passages de refroidissement du moule. Le système comprend une pompe à déplacement positif dont l'admission est raccordée directe- ment à la sortie du moule et un régulateur de pression de fluide dont la sortie est raccordée directement à l'entrée du moule. Le système est monté de telle sorte que la pompe décharge le fluide provenant du moule dans un réservoir, à partir duquel une pompe d'alimentationenvoie le fluide dans le régulateur de pression, faisant ainsi circuler le fluide à travers le moule. Un tel système s'est révélé satisfaisant au fonctionne- ment, en ce sens qu'il réduit au minimum les fuites dans un moule qui présente une communication accidentelle entre un passage de refroidissement et une cavité de moulage, tout en permettant par ailleurs des modifications des techniques jusqu'ici connues de projetage des moules; toutefois, on a rencontré desdifficultés dans quelques domaines sous certaines conditions. C'est ainsi par exemple que l'air ou d'autres gaz retenus dans le fluide de refroi- dissement ont tendance à rester dans certaines sortes de liquides, au lieu de quitter ces liquides lorsque le réservoir est en commu- nication avec l'atmosphère. L'air retenu peut produire la formation de mousse qui nuit au transfert de chaleur entre le moule et le fluide. Par ailleurs, il s'est révélé souhaitable de ne pas être limité à un seul type de pompe d'alimentation, ainsi que de réali- ser un système fermé dans lequel la température du fluide puisse être maintenue de façon relativement précise par des moyens écono- miques. En conséquence, la présente invention a pour but de four- nir un système de transfert de chaleur à pression négative pour des moules pour matières plastiques, qui ait tendance à réduire au minimum la retenue d'air ou d'autres gaz dans le fluide de refroi- dissement. Un autre but de la présente invention est de parvenir au but défini ci-dessus avec un système qui soit économique à la fa- brication et dans lequel des dispositifs propres à modifier la température pour le fluide de transfert de chaleur puissent être incorporés facilement. La présente invention a encore pour but de tirer profit des avantages de systèmes de transfert de chaleur à pression néga- tive connus antérieurement, avec un système qui puisse être facile- ment incorporé dans une machine à mouler, qui soit relativement peu coûteux à la fabrication et à l'exploitation et qui soit fia- ble et durable à l'emploi. Dans la réalisation de la présente invention, il est pré- vu, de même que dans le système de la demande de brevet précitée de la même Demanderesse, un réservoir, une pompe à déplacement posi- tif et un régulateur de pression du fluide. Toutefois, le réser- voir est isolé de l'atmosphère, abstraction du fait qu'il est pré- vu une pompe à vide de gaz dont l'admission est en communication avec le haut de l'espace intérieur du réservoir pour maintenir un vide poussé dans le réservoir. La pompe à déplacement positif est montée de façon à prélever du fluide au fond du réservoir et à l'acheminer sous pression vers le régulateur. De même que dans les systèmes antérieurs, le régulateur est raccordé à l'entrée des conduits de refroidissement du moule. Par contre, la sortie des conduits de refroidissement du moule est raccordée directement au réservoir, et non à l'admission d'une pompe à déplacement positif. Avec un système ainsi décrit, un vide poussé est toujours appliqué à la sortie du moule, un fluide à la pression pratique- ment atmosphérique est appliqué à l'entrée du moule et le moule lui-même sert donc de facteur pour régler fondamentalement la quantité de fluide de refroidissement qui passe à travers lui. En outre,dans le réservoir, la surface du fluide est sous l'effet d'un vide poussé qui provoque à son tour le dégagement de gaz à partir du fluide, ce qui réduità un minimum la quantité de gaz qui estretenue à l'intérieur du fluide. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans le courant de la description qui suit. L'unique figure du dessin est une représentation schéma- tique et par blocs du système fermé à pression négative de la pré- sente invention. Pour se référer au dessin, le système fermé de la pré- sente invention est désigné dans l'ensemble par le numéro de ré- férence 10 et il est utilisé pour refroidir un moule 11 qui compor- te plusieurs cavités 12 et un passage de refroidissement 13. Le passage de refroidissement du moule comporte une entrée 14 raccor- dée à la sortie 15 d'un régulateur de pression 16 dont l'entrée 17 est reliée à la sortie 18 d'une pompe à déplacement positif 19. De son côté, la pompe 19 comporte une admission 20 montée de façon à produire un écoulement de fluide, et notamment de liquide, à partir d'un réservoir 21 au fond duquel elle est raccordée. A l'entrée du moule peuvent être également raccordés un manomètre 22 et un pur- geur d'air 25. Le moule 11 représenté schématiquement comporte trois cavités, mais il peut avoir n'importe quelle forme, de même que le passage de refroidissement qui, pour simplifier, a été repré- senté sous forme d'un unique serpentin. La soupape à air 23, le manomètre 22, le régulateur de pression 16 et la pompe à déplace- ment positif sont décrits de façon plus détaillée dans la demande de brevet précitée de la même Demanderesse. D'après la présente invention, le réservoir 21 comporte une sortie 24 qui est raccordée à l'entrée d'une-pompe à vide de gaz 25, cette dernière se déchargeant dans l'atmosphère par son orifice d'échappement 26 comme on l'a représenté, à moins que cela soit inadmissible pour des raisons d'environnement. L'un des modè- les de pompe que l'on peut utiliser est vendu-sous la marque Sihi Pumps, Grand Island, N.Y. et est capable de maintenir dans le réser- voir 21 un vide de l'ordre de 635 mm de mercure. La taille de la pompe à vide est choisie en fonction de la quantité d'air que l'on s'attend à devoir décharger si l'on veut maintenir le degré de vi- de voulu dans le réservoir. LVentrée 27 du réservoir est raccordée à la sortie 28 du passage de refroidissement par une conduite 29 qui ne comporte aucun dispositif de limitation du débit. En outre, le réservoir comporte, entre son entrée 27 et sa sortie 30 vers la pompe à déplacement positif, des chicanes 31 et 3ia qui subdivisent les couches supérieures du fluide 32 conte- nu dans le réservoir, afin d'éviter que le courant de fluide con- tenant du gaz, qui provient de l'admission 27, traverse le réser- voir et s'écoule directement vers la sortie 30 de celui-ci. Il a également été jugé opportun de prévoir uninterrup- teur à niveau de liquide 33 commandant la mise en/hors service de la pompe 19, afin d'être sûr que la pompe ne fonctionnera pas en cas de quantité insuffisante de fluide dans le réservoir. De plus, pour éviter que la pompe à vide 25 fonctionne en perma- nence, un interrupteur à vide 34 est utilisé de préférence, afin que la pompe 25 ne soit mise en marche que quand le degré de vide dans le réservoir est inférieur à une valeur choisie. Cette valeur peut être notamment de 558 mm de mercure, ce qui est juste un peu supérieur à la capacité de la pompe. Par ailleurs, la valeur choisie doit être inférieure au vide à l'en- trée que la pompe à déplacement positif est capable de produire, vide qui peut être typiquement de l'ordre de 711 mm de mercure. Cette petite différence garantit que la pompe 19 sera en mesure de transférer du liquide à partir du réservoir. Le débit de la pompe 19 a simplement besoin d'être suffisant pour déplacer le volume voulu de liquide de refroidissement, puisqu'elle ne pompe pas un mélange gazeux comme peut le faire la pompe décrite dans la deman- de de brevet précitée de la même Demanderesse. La majorité des applications envisagées pour la présente invention se rapportent au refroidissement de moules, mais d'au- tres applications peuvent se rapporter au réchauffement de moules. Les termes "fluide de refroidissement" et "liquide de refroidisse- ment" ont été utilisés pour plus de commodité, mais ils doivent être interprétés comme couvrant ces deux types d'applications de transfert de chaleur. Par ailleurs, dans la forme de réalisation représentée, un seul système de refroidissement est raccordé au moule, mais il peut être souhaitable, dans certaines circonstances, de raccorder deux systèmes en vue d'un réchauffement et d'un re- froidissement alternés. Il est visible qu'avec les systèmes de la présente in- vention, l'air peut être amené à quitter n'importe quel fluide 32 contenu dans le réservoir, par le fait que la surface du fluide est sous un vide très poussé, au lieu d'être à la pression juste atmosphérique,comme dans le mode de réalisation antérieur. En ou- tre, la présente invention applique l'idée décrite et revendiquée dans la demande de brevet précédente, à savoir d'établir essen- tiellement une communication à écoulement libre entre la sortie du moule et une source de vide, ainsi qu'entre le régulateur et l'entrée du moule, de telle sorte que la quantité de fluide pas- sant à travers le moule soit déterminée fondamentalement par la configuration du moule, et non par des facteurs extérieurs tels que soupapes, etc. Des variantes et modifications peuvent être introduites dans le cadre des revendications et certains des perfectionnements peuvent être adoptés sans d',autres. - REVENDICATIONS - 1.- Système pour le transfert de chaleur entre un moule à injection pour matières plastiques et un liquide de trans- fert, le moule composant un passage pour le liquide avec une en- trée et une sortie, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir fermé(21) pour le liquide de transfert avec une entrée(27) et une sortie (30), des moyens (25) pour maintenir sous un vide poussé l'espace intérieur du réservoir, des moyens reliant la sortie du passage (13) pour le liquide à l'entrée (27) du réservoir (21), et une pompe (19) dont l'admission (20) est raccordée à la sortie (30) du réservoir (11) et l'échappement (18) est raccordée à l'en- trée du passage pour le liquide, cette pompe produisant à son ad- mission un vide plus poussé que le vide poussé maintenu dans l'es- pace intérieur du réservoir. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu des chicanes (31) à l'intérieur du réservoir (11) pour empêcher un écoulement direct entre l'entrée (27) et la sortie (30) du réservoir. 3.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de liquide de transfert dans le réservoir est inférieure à la capacité du réservoir, de manière à ménager une partie supérieure du réservoir qui est libre de liquide de trans- fert. 4.- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens destinés à maintenir le réservoir sous un vide poussé comprennent une pompe à vide de fluide (25) dont l'admis- sion est en communication avec la partie supérieure (24) du réser- voir. 5.- Système selon la revendication 3, caractérisé - ce que le iquide de transfert se trouve à la partie infé- eure du réservoir et en ce que la sortie du réservoir est si- uée dans cette partie inférieure. 6.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pompe est une pompe à déplacement positif et en ce qu'il est prévu un régulateur (16) de pression du fluide dont l'entrée est raccordée à la sortie de la pompe (19) et dont la sortie est raccordée à l'entrée du passage (13) pour le liquide, I1 afin de maintenir pratiquement à la pression atmosphérique le li- quide qui pénètre dans le passage pour le liquide. 7.- Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la connexion entre l'entrée (27) du réservoir (1) et la sortie du passage de transfert (13) exempte de dispositifs limi- tant le débit, et en ce que la connexion entre la sortie du ré- gulateur (16) et l'entrée du passage de transfert est exempte de dispositifs limitant le débit, d'oh il résulte que le passage de transfert dans le moule fixe fondamentalement la quantité de flui- de qui passe à travers le passage de transfert.