Brevet FR2478524A1 — publié le 19810925

L'invention concerne une installation pour le malaxage de matières plastiques. Le malaxage de matières plastiques est obtenu a l'aide dune vis sans fin tournant sans jeu à l'intérieur d'un corps cylindrique et qui est alimenté en matière plastique à travailler par un orifice prévu sur sa paroi latérale. Le corps de ce cylindre est pourvu de moyens de chauffage destinés à amener la matière à travailler à une température déterminée, ainsi que des jauges de pression. En effet, la matière plastique travaillée qui sort de l'extrémité du corps de l'installation est d'une viscosité qui dépend non seulement de la température, mais aussi de la pression de cette matière, la viscosité étant d'autant plus faible (matière plus liquide) que la pression est élevée. En conséquence, pour une température déterminée de la matière, il est possible de régler sa viscosité en réglant sa pression, c'est-à-dire en agissant sur la vitesse de rota tion de la vis. Ainsi, si l'on constate que la pression latérale de la matière sur la face interne du corps est trop élevée, on en déduit que la viscosité de cette matière est trop faible (matière trop liquide) si bien qu'en diminuant la vitesse de rotation de la vis on va augmenter la viscosité pour l'amener à sa valeur désirée. Cependant, une telle solution est difficilement applicable car la matière plastique travaillée sortant de la vis d'extrusion est immédiatement utilisée à des vitesses de fonctionnement déterminées et donc avec une consommation constante de matière en fonction du temps. Or, en faisant varier la vitesse de rotation de la vis, on fait également varier le débit de l'installation de malaxage, ce qui change les vitesses de production. Pour remédier à ces inconvénients, il aurait évidemment été possible de fixer sur le corps cylindrique, à hauteur de L'orifice de sortie de la matière, une pompe volumétrique dont le débit est essentiellement fonction de sa vitesse de rotation, c'est-à-dire quelle que soit la pression de la matière à l'entrée de cette pompe ou à la sortie de la vis d'extrusion. Cependant, une telle solution n'est pas non plus techniquement envisageable car si pour faire varier la viscosité, on fait varier la vitesse de rotation de la vis, et donc la pression latérale de la matière, on fait également varier le débit de la vis et comme la pompe a un débit constant, si la vis débite plus que la pompe ne consomme, les pressions axiales sur l'installation vont atteindre des valeurs qui conduiront soit à la rupture de la liaison pompe et corps, soit à la rupture de la liaison d'entraînement de la vis. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une installation pour le malaxage des matières plastiques se composant d'un dispositif de malaxage proprement dit tel qu'une vis sans fin disposéedans un corps pourvu d'un orifice de sortie pour la matière, installation caractérisée en ce qu'une pompe volumétrique est placée contre l'orifice du corps et est fixée à ce corps par l'intermédiaire d'une jauge de contrainte. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de malaxage est constitué par une vis sans fin qui présente un jeu compris entre 0,3 et 5 mm avec la paroi interne du corps. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un premier mode de réalisation de l'invention. - la figure 2 est une vue en coupe schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention. La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'une installation de malaxage de matières plastiques dans laquelle la matière plastique travaillée par un dispositif tel qu'un rotor ou une vis sans fin, sort avec un débit et une escosite qui sont indépendants l'un de l'autre, le débit pouvant ainsi être maintenu constant alors que la viscosité peut être réglée de façon indépendante dans une large limite tenant compte bien entendu de la température de la matière. En outre, cette installation est d'une grande sécurité de fonctionnement. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'ins- tallation se compose d'une vis d'extrusion 1 comprenant une vis sans fin 2 tournant avec jeu à l'intérieur d'un corps cylindrique 3, ce corps étant pourvu à l'une des extrémités de sa paroi latérale d'une trémie 4 d'alimentation en matière plastique à travailler et dans l'axe de son autre extrémité, d'un orifice 5 pour l'extrusion de la matière plastique travaillée. La vis sans fin 2 est entraînée en rotation à partir d'un moteur 6 et par l'intermédiaire d'une transmission 7 et d'un motoréducteur 8. A proximité de l'orifice de sortie 5 de la vis d'extrusion, est disposé un étrier 8 qui prolonge axialement le corps 3, cet étrier 8 étant pourvu d'une vis 9 qui maintient en appui l'orifice d'entrée 101 de la pompe à engrenage 10 contre l'orifice de sortie 5 du cylindre 3 par l'intermédiaire d'une jauge de contrainte 12. L'ensemble de vis 9, jauge de contrainte 12 et pompe à engrenage 10 est disposé suivant l'axe X-X de la vis sans fin 2, la pompe à engrenage 10 présentant un orifice de sortie 102 pour la matière travaillée qui est orienté peypendiculairement à cet axe X-X. Le corps 3 de la vis d'extrusion sera également pourvu, comme cela est habituel en la matière, de moyens destinés à contrôler la température de la matière plastique en cours de travail. En outre, la périphérie des filets 21 de la vis sans fin 2 présentera un jeu par rapport à la face interne du corps 3, de façon à permettre, lors de la rotation de la vis, un flux de fuite ou flux de retour par lequel la matière plastique est laminée entre les filets 21 de la vis et le corps 3 afin d'assurer le malaxage de la matière, la pression de cette matière étant dans ce cas fonction de la vitesse de rotation de la vis, du pas de cette vis, de la viscosité du matériau, mais aussi du jeu entre la périphérie des filets 21 et le corps Ce jeu se situera entre 0,3 et 5 mm compte tenu des dimensions de cette vis, de façon que si une augmentation de la vitesse de rotation de cette vis apparaît nécessaire pour fluidifier la matière plastique, l'augmentation de pression de la matière qui devrait en résulter soit limitée par l'augmentation du flux de retour de cette matière passant au-dessus des filets 21 de la vis. Avec l'installation conforme à l'invention, il sera donc possible d'obtenir à la sortie de la pompe 10 un débit réglable de la matière en faisant varier la vitesse de rotation du moteur d'entraînement 6? une viscosité réglable en faisant varier la vitesse de rotation de la vis sans fin 2 en fonction de la pression axiale de la matière sur la pompe 10, pression qui est mesurée par la jauge de contrainte 12, la valeur maximale de cette pression étant cependant limitée du fait du jeu existant entre la périphérie des filets de la vis et de la paroi interne du corps 3 pour une matière plastique déterminée. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, la pompe à engrenage 14 présente un orifice 141 pour la sortie de la matière qui est situé suivant l'axe X-X de la vis sans fin 2, tandis que son orifice d'entrée 142 est maintenu appliqué contre l'orifice de sortie 5 de la vis d'extrusion 1 par un étrier 15 réalisé en deux parties 151 et 152 dont l'une 151 est fixée au corps 3 de la vis d'extrusion 1 et dont l'autre 152 est reliée à la pompe 14. Ces deux parties 151 et 152 de l'étrier 15 sont reliées d'une part par une jauge de contrainte 16, d'autre part par un moyen d'assemblage à vis 17 qui permet de déterminer la pression statique d'application de la pompe 14 à la sortie de la vis d'extrusion 1. Dans ce cas également, la pression axiale de la matière plastique travaillée sortant de la vis d'extrusion 1 sur la pompe 14 est mesurée par la jauge de contrainte 16, de façon qu'en agissant manuellement ou automatiquement sur la vitesse de rotation du moteur 6, on puisse régler la viscosité de cette matière dont le débit pourra Qtre maintenu constant grâce à la pompe volumétrique constituée par la pompe à engrenage 14. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, le corps du dispositif de malaxage est cylindrique. Il sera cependant possible de mettre en oeuvre un corps conique dans lequel est logée une vis de forme correspondante et dans ce cas la vis pourra être d'une position axiale réglable dans le corps afin de permettre le réglage du jeu entre la péripE.érie de la vis et le corps et donc afin de permettre le réglage du malaxage. REVENDICATIONS 10) Installation pour le malaxage des matières plastiques se composant d'un dispositif de malaxage proprement dit tel qu'une vis sans fin disposée dans un corps pourvu d'un orifice de sortie pour la matière, installation caractérisée en ce qu'une pompe volumétrique est placée contre l'orifice de sortie du corps et est fixée à ce corps par l'intermédiaire d'une jauge de contrainte. 20) Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de malaxage est constitué par une vis sans fin qui présente un jeu compris entre 0,3 et 5 mm avec la paroi interne du corps. 30) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pompe volumétrique est une pompe à engrenage. 40) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de la vis d'extrusion est pourvu d'un étrier, la pompe volumétrique étant en appui sur l'orifice de sortie de la matière de la vis d'extrusion par une jauge de contrainte placée entre l'étrier et la pompe dans l'axe de la vis. 50) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de la vis d'extrusion est pourvu d'un étrier en deux parties relié par une jauge de contrainte, l'une des parties de cet étrier étant fixée au corps de la vis d'extrusion, l'autre de ces parties étant en liaison avec la pompe et la maintenant en appui sur l'orifice de sortie de la matière de la vis d'extrusion.