Brevet FR2474462A1 — publié le 19810731

Appareil pour préchauffer des paraisons thermoplastiques. Dans l'art de former des articles creux en plastique, tels que des bouteilles, on utilise depuis longtemps une ma- chine qui saisit une paraison tubulaire préformée, chauffe cet- te paraison à la température de soufflage, enferme la paraison chauffée dans un moule de soufflage et effectue le soufflage de la paraison pour obtenir la forme de l'article désiré. Pour obtenir un bon rendement de ces machines, on les utilise en continu et la quantité de chaleur appliquée à chaque paraison est fonction du temps que dure le déplacement de la paraison dans la zone de chauffage. Il s'ensuit donc que, si les températures initiales des paraisons, lorsque celles-ci arrivent à la zone de chauffage, varient sensiblement du fait des conditions ambiantes ou de stockage, ces paraisons n'at- teindront pas la même température uniforme de soufflage qui est nécessaire pour assurer à la fois un bon rendement de la machine et la production de récipients soufflés de qualité. Toute forme d'appareil de préchauffage en continu, dans lequel les paraisons sont chauffées successivement avant d'être transférées dans la zone de chauffage de la machine à mouler par soufflage, présenterait les mêmes inconvénients. En outre, chaque fois qu'il faut arrêter la machine à mouler par soufflage, l'opérateur a le choix entre deux solutions dont aucune n'est satisfaisante. Il peut laisser fonctionner en continu l'appareil de préchauffage et mettre de côté les paraisons préchauffées, ou bien il peut interrompre le fonc- tionnement en continu de l'appareil de préchauffage et, de ce fait, courir le risque de surchauffer les paraisons qui sont exposées à la source de chaleur à l'intérieur de l'appareil de préchauffage. Il y a donc bien un besoin précis d'un appareil de préchauffage des paraisons qui, tout en fonctionnant sur une base discontinue qui ne nécessite qu'une alimentation discon- tinue en paraisons froides fournira néanmoins des paraisons uniformément chauffées à la machine de soufflage des bouteil- les, quelle que soit la vitesse de fonctionnement de cette machine ou même après que la machine a été arrêtée momentanément pour des réparations de fortune. L'art antérieur n'a pas four- ni de dispositif de chauffage des paraisons qui offre ces pos- sibilités. L'appareil de préchauffage des paraisons suivant la présente invention comprend une trémie complètement fermée, comportant un couvercle pivotant pour permettre l'introduction discontinue de paraisons froides dans la trémie, et un plancher incliné dans le plan vertical pour assurer un déplacement pro- gressif des paraisons depuis le point d'entrée qui se trouve à l'extrémité haute du plancher, jusqu'au point de décharge- ment qui est situé à l'extrémité basse du plancher. Dans la partie intermédiaire du trajet parcouru par les paraisons dans la trémie, une zone de chauffage par convection généralement horizontale est formée par le passage d'un courant continu d'air chauffé à une température constante. Entre la zone de chauffa- ge par convection et l'extrémité de déchargement de la trémie, on a prévu une chambre d'uniformisation de la température, dont les dimensions sont suffisantes pour assurer à chaque pa- raison qui entre dans la chambre le temps nécessaire pour que sa température s'uniformise avant que la paraison soit déchar- gée de la chambre de la trémie. Les paraisons sont déchargées de la trémie au moyen d'un transporteur à courroie mobiles dont une grande partie est disposée entré les parois latérales de la trémie et, par conséquent, forme un prolongement de la chambre d'uniformisation de la température. Le transporteur comporte des raclettes qui rencontrent les paraisons successi- ves et les emportent à la partie supérieure du transporteur, puis à travers un clapet d'arrêt de l'air jusqu'à un point de déchargement o les raclettes font pénétrer les paraisons dans la zone de chauffage d'une machine à mouler par soufflage. Pour assurer que la zone de chauffage de la trémie sera toujours remplie de paraisons, on a prévu un détecteur à faisceau photoélectrique qui balaie l'intérieur de la trémie en avant de la zone de chauffage et fournit un signal aussi longtemps que le faisceau n'est pas interrompu par une accumu- lation de paraisons en ce point. Suivant une modification de la présente Invention, pour le cas peu fréquent o il se produirait un blocage des paraisons dans la zone de chauffage de la trémie, on a prévu un deuxième mécanisme de détection à faisceau photoélectrique qui est dirigé vers l'intérieur de la trémie en un point voi- sin de son ouverture de déchargement, et l'absence de parai- sons dans cette zone déclenche le détecteur à faisceau photo- électrique et provoque la mise en marche momentanée d'un vi- breur, fixé sur le fond incliné de la trémie, afin de faire cesser immédiatement tout blocage des paraisons dans la trémie et permettre la reprise de l'écoulement des paraisons par gra- vité dans cette trémie. La température atteinte par les paraisons est indé- pendante de la continuité de l'évacuation des paraisons venant de la trémie par l'élévateur. Ainsi, le fonctionnement de la machine à mouler par soufflage peut être interrompu de manière intermittente sans affecter l'uniformité de préchauffage des paraisons. La présente invention sera bien comprise à la lectu- re de la description suivante faite en relation avec les des- sins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de côté, avec certaines parties enlevées, d'un appareil de préchauffage qui constitue un exemple de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe d'une paraison pour bouteille en plastique à préchauffer; - la figure 3 est une vue en plan de la figure 1 avec certaines parties enlevées pour plus de clarté; et - la figure 4 est une vue en coupe suivant le plan de coupe 4-4 de la figure 1. On se reportera maintenant aux dessins. Une trémie 10 complètement fermée est supportée par une structure 20 en forme de châssis soudé articulé, le fond 10a de cette trémie étant en position verticalement inclinée. La paroi 10b d'extré- mité haute de la trémie est ouverte mais elle est normalement fermée par un couvercle 11 articulé au moyen d'une charnière lla. La paroi 10c d'extrémité inférieure de la trémie 10 est également ouverte et elle surplombe la partie 31 mobile vers le haut, d'un transporteur fermé 30. La paroi supérieure 10d de la trémie 10 suit généralement la forme inclinée du fond lOa, mais sa partie intermédiaire est en creux comme L'indique la référence 10e afin de permettre le montage d'un panneau per- foré 42 de sortie d'un circuit 40 de circulation d'air ou de chauffage par convection. L'ouverture d'entrée dans la trémie du circuit 40 de chauffage de l'air est formée par un panneau perforé 41 disposé dans le fond incliné iQa de la trémie 10. L'air chaud dans la trémie 10 circule donc du fond incliné IQa vers la partie 10e de la paroi supérieure opposée, mais en sui- vant un trajet généralement incliné vers le haut par rapport à l'horizontale et formant une zone de chauffage que traverseront toutes les paraisons P introduites dans la trémie 10. Les paraisons P, représentée à la figure 2, sont dé- versées au hasard dans la trémie. Normalement ces paraisons thermoplastiques ont une forme généralement cylindrique fermée à une extrémité P1 et ouverte à l'autre extrémité P2, cette dernière extrémité comportant un bord généralement épaissi à partir duquel est formé le col de l'article soufflé, une bou- teille dans le cas présent. Lorsque ces paraisons P sont char- gées au hasard dans la trémie 10, elles occuperont respective- ment dans la trémie trois zones distinctes dont la première est une zone tampon à l'extrémité supérieure de la trémie, cette zone permettant à un opérateur d'alimenter la trémie en parai-- sons de manière intermittente. En dessous de la zone tampon, se trouve la zone de chauffage dans laquelle les paraisons sont soumises à l'action de l'air chaud provenant du circuit de chauffage par convection. En dessous de la zone de chauf- fage, se trouve la zone dite d'uniformisation dans laquelle les paraisons préchauffées P peuvent atteindre une température u- niforme de tout le corps, car il est impossible évidemment que toutes les parties de chaque paraison reçoivent la même quan- tité de chaleur du courant d'air chaud qui entoure la paraison pendant son passage dans la zone de chauffage. Du fait que le transporteur 30 est complètement fer- mé, la partie 31 mobile vers le haut, du transporteur 30, cons- titue en fait un prolongement de la zone d'uniformisation de la température. Pour éviter des pertes excessives d'air chaud par l'extrémité horizontale 34 de sortie du transporteur 30, on a prévu un clapet approprié 35 qui s'articule sur un axe L474462 transversal 36 fixé entre les parois latérales de la gaine en- tourant l'extrémité de sortie du transporteur 30. Seule une cuantité minimale d'air chaud sera donc perdue par la sortie du transporteur et les paraisons présentes sur le transporteur disposeront d'un délai supplémentaire pour que l'uniformisa- tion de leur température se réalise. L'appareil 40 de chauffage par convection comprend un ventilateur classique 43 dont l'entrée est reliée par une conduite appropriée à une chambre de chauffe 44 qui est reliée par une conduite 43a à l'ouverture de sortie 42 prévue dans la partie 10e de la paroi supérieure de la trémie. Des éléments chauffants classiques (non représentés) à commande thermosta- tique sont prévus dans la chambre 44 pour maintenir à une tem- pérature uniforme l'air chaud envoyé par le ventilateur. La sortie pressurisée du ventilateur 43 est reliée par une condui- te 45b au panneau perforé 41 qui fait partie du fond 10a de la trémie. L'air chaud s'écoule ensuite autour des paraisons P réparties au hasard, porte ces paraisons à la température dé- sirée et traverse ensuite le panneau perforé 42 de sortie. A- fin de compenser la faible quantité d'air chaud perdue par l'extrémité de sortie du transporteur 30, une entrée 47 d'air frais peut être prévue en n'importe quel point approprié de la conduite d'entrée du ventilateur 43. Il est préférable que cet- te entrée soit pourvue d'un filtre classique. Pour amener les paraisons préchauffées P à une ma- chine à mouler par soufflage, le transporteur 30 est équipé de raclettes verticales 32 qui entrent en contact avec les parai- sons contiguës P et évacuent successivement celles-ci de la trémie 10 en un point voisin de l'extrémité haute de la trémie. On doit bien noter que les parois latérales 10f (figure 3) de la trémie 10, qui sont immédiatement contiguës au transporteur , sont inclinées vers l'intérieur pour aider à amener les paraisons préchauffées P en contact avec la partie 31 mobile vers le haut, du transporteur 30. De manière plus importante, le transporteur 30 est enfermé par les parois 33 et le clapet et il constitue donc un prolongement de la chambre d'unifor- misation de la température. Bien entendu, il faut que le nombre de paraisons pla- cées dans la trémie 10 soit suffisant pour maintenir leur ni- veau au-dessus de la zone de chauffage. Pour que cette condi- tion soit assurée, on a prévu un mécanisme 50 de détection photoélectrique qui dirige un faisceau lumineux à travers la zone tampon de la trémie 10 en un point situé au-dessus de la zone de chauffage et, aussi longtemps que ce faisceau lumineux est interrompu par une accumulation de paraisons dans la zone tampon, il ne se passe rien. S'il n'y a pas suffisamment de paraisons dans la zone tampon, le faisceau lumineux traverse l'intérieur de la zone tampon et vient frapper un détecteur approprié (non représenté) qui déclenche un voyant lumineux ou un signal sonore pour informer l'opérateur qu'il doit char- ger d'autres paraisons dans la trémie 10. Du fait de la répartition au hasard des paraisons P dans la trémie 10, il arrive occasionnellement que ces parai- sons se bloquent. Ce blocage sera indiqué par l'absence de paraisons dans la partie 31 du transporteur 30. Afin de détec- ter cet état, on a prévu un dispositif photoélectrique 55 Au: dirige un faisceau lumineux à travers la zone d'uniformisation de la température, au voisinage immédiat du transporteur 30; lorsque ce faisceau lumineux n'est pas interrompu par une pa- raison, le récepteur (non représenté) du faisceau photoélec-. trique commande un vibreur 60 qui est fixé sur la face infé- rieure du-fond incliné iQa de la trémie 10. Ce vibreur appli- que à la trémie 10 des vibrations suffisantes pour mettre fin au blocage dés paraisons et faire reprendre à celles-ci leur déplacement vers la partie 31 mobile vers le haut, du transpor- teur 30. Aussitôt que ceci se produit, le récepteur du fais- ceau photoélectrique cesse d'être alimenté et, de même, le vi- breur 60 n'est plus commandé jusqu'à ce que se produise le blocage suivant. Puisque les paraisons P sont formées normalement d'une matière thermoplastique, elles sont susceptibles de se rayer. Il est donc souhaitable que toutes les surfaces inté- rieures de la trémie 10, qui pourraient entrer en contact a- vec les paraisons P, ainsi que les faces des raclettes du transporteur 30, soient revêtues d'une matière plastique ap- propriée, telle que le "Téf lon", qui ne produira aucune rayure k474462 sur les paraisons P qui entreront en contact avec elle. L'homme de l'art comprendra que, lorsque la trémie aura été remplie de paraisons et lorsqu'un nombre suffisant de paraisons auront été déchargées de la trémie de sorte que toutes les paraisons contenues dans la chambre d'uniformisa- tion de la température auront traversé lentement la zone de chauffage, la température des paraisons préchauffées, déchar- gées par le transporteur 30, sera maintenue au même niveau, que le transporteur 30 soit utilisé en continu ou de manière intermittente. Puisque l'air de chauffage est réglé thermos- tatiquement, les paraisons contenues dans la trémie 10 n'au- ront jamais la possibilité d'être surchauffées par cet air et elles n'atteindront jamais une température supérieure à celle de l'air chaud. Aussi longtemps que cette température sera maintenue à un niveau modéré, de l'ordre de 490C, les parai- sons ne pourront subir absolument aucun dommage thermique pen- dant leur séjour dans la trémie 10 de préchauffage. L'homme de l'art comprendra que l'emplacement parti- culier du ventilateur 43 est simplement une question de choix. Ce ventilateur pourrait être placé, de manière appropriée, à la partie supérieure de la trémie 10 si on le désire. L'exi- gence principale est que, dans la zone de chauffage, un cou- rant d'air à température uniforme soit envoyé de manière con- tinue à travers l'ensemble des paraisons à l'intérieur de la trémie 10 suivant un trajet prescrit assurant que chaque pa- raison qui traverse la trémie 10, sera exposée à cet air chaud pendant environ la même périoàe minimale de temps. L'appréciation de la valeur de mesure indiquée ci- dessus doit tenir compte du fait qu'elle provient de la con- version d'une unité anglo-saxonne en unité métrique. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au con- traire susceptible de variantes et de modifications qui appa- raîtront à l'homme de l'art. k474462 REVENDICATIONS 1. Appareil pour préchauffer des paraisons thermo- plastiques généralement cylindriques en vue de les introduire dans une machine de moulage par soufflage, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison a) une trémie fermée comportant un fond incliné, ce fond ayant une inclinaison suffisante pour provoquer le déplacement en masse par gravité des parai- sons disposées au hasard, depuis l'extrémité supérieure de la trémie jusqu'à son extrémité inférieure; b) cette trémie pré- sentant une ouverture pour recevoir les paraisons au voisinage de l'extrémité supérieure du plancher incliné; c) un trans- porteur de paraisons, mobile vers le haut, au-delà de l'extré- mité la plus basse du plancher afin d'emporter les paraisons vers le haut à la sortie de la trémie; d) un moyen pour diri- ger de l'air chaud autour de ces paraisons, depuis le plancher incliné jusqu'à la paroi supérieure de la trémie, formant de ce fait une zone de chauffage; e) un moyen pour régler la température de l'air chaud entrant dans la trémie, de manière à maintenir uniforme cette température; et f) une zone d'u- niformisation de la température dans la trémie, entre la zone de chauffage et le transporteur de paraisons,-de sorte que toutes les parties des paraisons déchargées par le transpor- teur seront préchauffées à des températures sensiblement éga- les. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de chauffage est formée par de l'air chaud entrant dans la trémie par un premier panneau perforé disposé dans le fond incliné de la trémie, et sortant de celle-ci par un deuxième panneau perforé situé dans la paroi supérieure de la trémie. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'air chaud est recyclé constamment par un ventila- teur d'air dont la sortie est reliée au premier panneau per- foré et dont l'entrée est connectée au deuxième panneau per- foré. 4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la zone de chauffage se prolonge dans le sens ion- gitudinal de la trémie, suivant un angle légèrement incliné t474462 vers le haut par rapport à l'horizontale afin d'entourer un nombre maximum de paraisons. 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le transporteur de paraisons est complètement fermé, sauf à son extrémité de déchargement, afin de prolonger effectivement la zone d'uni- formisation de la température jusqu'à cette extrémité de dé- chargement; et en ce qu'un clapet articulé ferme sensible- ment cette extrémité de déchargement tout en étant mobile pour permettre le passage des paraisons chauffées. 6. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen photoélectrique pour émettre un signal lorsque le niveau de paraisons dans la tré- mie diminue jusqu'au niveau de la partie supérieure de la zone de chauffage. 7. Appareil suivant l'une des revendications 1 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un vibreur fixé au plancher de la trémie; et un moyen photoélectrique pour commander momentanément ce vibreur lorsqu'aucune paraison n'est placée au voisinage du transporteur.