Brevet FR2486444A1 — publié le 19820115

I L'invention concerne un appareil pour mélan- ger et dégazer des constituants de résines synthétiques, en particulier de résines synthétiques thermodurcissables, comportant un récipient cylindrique qui va en se rétré- cissant vers le bas, qui peut être mis sous vide, et dans lequel est disposée centralement une vis transporteuse tournante, entourée, avec un faible espacement, par un tube de guidage, présentant dans le haut une surface d'écoulement, tandis que, entre l'extrémité inférieure du tube de guidage et le récipient, sont disposées des ailettes agitatrices, qui sont de préférence fixées à la vis, et dont l'extension comporte une composante ra- diale. Dans le traitement des résines synthétiques, il faut souvent un brassage et un dégazage intensifs avant de pouvoir couler la résine. C'est en particulier le cas des résines thermodurcissables de moulage et de leurs constituants. Le brassage a fréquemment pour but de distribuer uniformément des charges dans la résine synthétique. Cette distribution pose des problèmes lors- qu'on introduit les charges sous la forme de poudres, car la charge pulvérulente flotte sur la masse liquide de résine synthétique, et ne peut que difficilement y être incorporée par agitation. Dans un mélangeur de l'espèce indiquée plus haut, il faut que la vitesse de rotation de la vis trans- porteuse soit assez grande pour que le contenu du réci- pient soit transporté vers le haut le long de la vis. Dans le cas de masses relativement visqueuses, des vi- tesses de rotation relativement réduites de la vis suf- fisent. Plus le contenu du récipient est fluide, plus il faut que la vitesse de rotation de la vis soit grande pour obtenir la hauteur de transport nécessaire. Si les ailettes agitatrices sont reliées solidairement à la vis, leur vitesse de rotation concorde avec celle de la vis. les bras agitateurs entrainent le contenu du réci- pient dans leur sens de rotation. La rotation du contenu du récipient a pour effet qu'il se forme, sur le contenu, une surface libre appelée "tourbillon". La forme de cette surface s'écarte plus ou moins de celle d'un paraboloïde de révolution par suite du frottement contre les parois du récipient et par suite du transport de liquide par la vis. Plus le contenu du récipient est fluide, plus la formation d'un tourbillon est prononcée, surtout à cause de la grande vitesse de rotation que prennent ainsi les ailet- tes agitatrices, mais aussi à cause du frottement rela- tivement faible au sein du liquide. La formation d'un tourbillon par les forces entrifuges peut avoir pour effet; si le taux de remplis- sage est réduit, que la vis ne transporte plus de liquide vers le haut parce que son extrémité inférieure n'est plus suffisamment noyée pour pouvoir transporter le li- quide. il peut en résulter que, dans le cas de faibles taux de remplissage, la masse ne soit plus déversée par dessus la surface d'écoulement. Pour y remédier, on a construit des mélangeurs qui permettent un désaccouple- ment entre la vis et les ailettes agitatrices. Après le désaccouplement, les ailettes agitatrices s'immobi- lisent de sorte qu'il ne se forme plus de tourbillon. Par suite, on arrive à déverser la masse par dessus la surface d'écoulement, mais en acceptant mune construction plus codteuse, une complication du maniementb de l'appa- reil avec des risques d'erreurs de manipulation et éven- tuellement, un brassage moins efficace lorsque les ai- lettes agitatrices ont été désaccouplées. L'invention a pour but de donner à un appareil de l'espèce définie plus haut une structure telle que la formation d'un tourbillon soit diminuée par des moyens simples. Elle a aussi pour but d'améliorer l'incorpora- tion, par agitation, de charges au reste du contenu du mélangeur. L'appareil selon l'invention est caractérisé par le fait que, sur le tube de guidage, se dressent des chicanes, qui sont situées au moins partiellement en dessous du niveau de remplissage. Selon l'invention, on tire parti du tube de guidage de la vis transporteuse pour disposer des chi- canes, de sorte qu'il devient possible de prévoir des chicanes de n'importe quelle forme, même dans le cas de mélangeurs présentant des bras agitateurs disposés au voisinage du fond. Par suite, on peut disposer des chi- canes fixes de façon telle qu'elles traversent tout le contenu du récipient. Les chicanes opposent une grande résistance au mouvement du contenu du récipient de sorte qu'il ne peut pas se produire une rotation rapide de la masse à mélanger. Par suite, la formation d'un tourbil- lon est très fortement réduite de sorte que, même avec un faible contenu, l'extrémité inférieure de la vis est encore suffisamment noyée pour pouvoir transporter la masse vers le haut en direction de la surface d'écoule- ment. Les chicanes orientées de bas en haut facilitent aussi l'incorporation des charges qui posent des problb- mes, en particulier des charges pulvérulentes légères, spécialement si les chicanes s'étendent jusqu'au niveau de remplissage le plus haut qui se présente, par exemple jusqu'à la hauteur o se trouve le bord inférieur de la surface d'écoulement. En effet, des chicanes qui se dres- sent hors de la surface libre de la masse forment, dans la masse liquide, des tourbillons localisés dans lesquels même un contenu pulvérulent est rapidement attiré. Toute- fois, même si les chicanes ont une moindre hauteur, la masse tourbillonne assez fortement pour que les charges soient plus rapidement incorporées. L'appareil selon l'invention est d'une construc- tion très simple car les supports et les chicanes sont fixes, de sorte qu'un montage tournant et son équilibrage ne sont pas nécessaires. On peut se passer de bras agita- teurs susceptibles d'être désaccouplés, ce qui évite aussi les inconvénients liés au désaccouplement des bras agitateurs. 24864-44 Les chicanes peuvent être fixées individuelle- ment au tube de guidage, de préférence en dessous du niveau de remplissage. Les chicanes peuvent aussi être fixées au tube de guidage au-dessus du niveau de remplis- sage et avoir une forme telle qu'eiles pénètrent dans la masse. Selon un mode d'exécution avantageux, les chi- canes présentent au moins un support qui va en s'écar- tant, avec une composante radiale, de l'extrémité infé- rieure du tube de guidage, et sur lequel sont disposés des éléments de chicane, saillant vers le haut, par exem- ple des tiges verticales; on peut ainsi, avec un seul point de fixation, ou un petit nombre de points de fixa- tion au tube de guidage, garnir de chicanes l'intérieur dui récipient de façon telle que toute la masse en rota- tion entre en contact avec des chicanes. On peut réaliser l'invention avec un seul sup- port. Toutefois, il y a lieu de préférer une disposition symétrique, par exemple une disposition dans laquelle deux supports diamétralement opposés sont fixés au tube de guidage. En particulier, lorsque le récipient a un grand diamètre, il peut aussi être avantageux de prévoir plus de deux supports. Le nombre des supports et des élé- ments de chicane dépend de lutilisation prévue pour le mélangeur. Selon un mode d'exécution, les bras agitateurs sont adaptés, avec un petit espacement, à la forme du récipient, et ils s'étendent jusque dans la région cylin- drique de celui-ci, et les supports sont adaptés, avec un petit espacement, aux bras agitateurs; l'avantage ob- tenu est que les chicanes peuvent agir sur toute la sec- tion du récipient, c'est-à-dire que, partant d'une région très proche du fond du récipient, elles arrivent jusqu'à la région extérieure de la cavité du récipient. Un exemple d'exécution de l'invention est re- présenté aux dessins annexés. La figure 1 est une coupe verticale d'un mélan- geur. La figure 2 est une coupe horizontale suivant la ligne II-II de la figure 1. Le mélangeur présente un récipient désigné par la référence générale lI, et comportant une partie cylin- drique, la, une partie tronconique, lb, rétrécissant vers le bas, et un fond horizontal, lc. Au centre du fond se trouve une ouverture 2, pouvant être fermée par une valve 3. En dessous de la valve 3 se trouve un tuyau 4 pour le transport de la masse retirée du récipient 1. Le récipient est fermé vers le haut, de façon étanche au vide, par un couvercle 5. Dans le couvercle 5 se trouvent des tubulures de remplissage 6 et 7 pour l'amenée des constituants a mélanger. Sur:Le couvercle est aussi prévu un dispositif d'entraînement 8, asso- cié à une vis transporteuse 9. En outre, au couvercle est fixée, par des tiges 10, une plaque d'écoulement tronconique 11. Le bord supérieur lla de la plaque d'é- coulement est relié solidairement à un tube de guidage 12 de vis 9. L'axe de rotation de la vis 9 coîncide avec l'axe du récipient 1. Par son extrémité inférieure, la vis 9 pénètre dans un appendice tubulaire 13 du fond lc du récipient. ILe tube de guidage 12 entoure la vis de telle sorte que le bord extérieur du filet 9a de la vis n'est que peu espacé de la paroi intérieure du tube de guidage 12. A l'extrémité inférieure de la vis 9 sont fi- xés des bras agitateurs, désignés par la référence géné- rale 14. Chaque bras agitateur 14 présente un tronçon horizontal, 14a, passant àa une petite distance du fond lc du récipient, un tronçon, 14b, orienté obliquement vers le haut et passant à une petite distance de la partie tronconique lb du récipient, et un tronçon vertical, 14c, qui passe à une petite distance de la partie cylindrique la du récipient 1. L'extrémité supérieure 14d de chaque bras agitateur se trouve à un niveau qui concorde à peu près avec le niveau o se trouve le bord inférieur 11b de la plaque d'écoulement 11. A l'extrémité inférieure du tube de guidage 12 sont fixés des supports diamétralement opposés 15. Ces supports présentent un tronçon horizontal inférieur, 15a, qui passe à untme petite distance du tronçon horizon- tal, 14a, des bras agitateurs, et lm tronçon 15b, orienté obliquement vers le haut, et passant à une petite distan- ce du tronçon 14b des bras agitateurs. A chaque support sont fixées trois tiges verticales 16, 17 et 18. La tige extérieure 18 passe à une petite distance du tronçon vertical 14c des bras agitateurs0 Les tiges 16 et 17 sont disposées de telle sorte qu'il existe des espacements à peu près égaux entre le tube de guidage 12 et la tige 16, entre les tiges 16 et 17, et entre les tiges 17 et 18. Les extrémités supérieures 16a, 17a et 18a des tiges se trouvent à la même hauteur que les extrémités supé- rieures 14d des bras agitateurs. Ce mélangeur fonctionne comme suit. Pendant la préparation d'une masse 19, le récipient est raccordé par une tubulure d'aspiration 20 à une pompe à vide. On introduit par les tubulures 6, 7 des constituants de la résine et des charges éventuelles. Lorsque la vis 9 est arrêtée, il s'établit un niveau horizontal 19a. Dans l'exemple d'exécution représenté, la longueur des bras agitateurs 14 et des tiges 16, 17, 18 selrvanlt de chicane est calculée de façon telle que, pour le plus grand conte- nu possible, les bras agitateurs et les tiges dépassent encore un peu le niveau de remplissage 19a. Quand la vis 9 tourne (le sens de rotation étant indiqué sur la figure 1 par la flèche 21), les bras agitateurs, tournent aussi, avec la même vitesse de rotation. Les bras agitateurs tendent à entrafner le contenu 19 du récipient, de sorte que la masse 19 prend un mouvement de rotation. Les chicanes 16, 17, 18 pro- duisent un fort freinage de ce mouvement de rotation et des tourbillons supplémentaires intenses dans le li- quide, ce qui favorise le mélange. La rotation entraîne aussi ce qu'on appelle la formation d'un tourbillon uni- que, c'est-à-dire que les forces centrifuges tendent à pousser la masse 19 contre la paroi du récipient. Toute- fois, ce phénomène est limité par le grand effet de frei- nage des tiges 16, 17, 18. Les tiges 16, 17, 18 qui dépassent le niveau de remplissage 19a, et aussi les bras agitateurs sail- lants 14 craèvent la surface 19 (qui, cependant, n'est pas horizontale pendant le fonctionnement du mélangeur), de sorte que même des charges pulvérulentes sont rapi- dement incorporées à la masse. Même avec un contenu réduit, celui-ci est in- fluencé par les chicanes, car les supports, qui jouent de leur c6té le rôle de chicanes, ont une forme telle que lesdites chicanes arrivent aussi près que possible de la paroi et du fond du récipient. Comme on l'a dit, les chicanes réduisent la formation d'un tourbillon unique, de sorte que, même si le contenu est réduit, et si la vis et donc les bras agitateurs ont une vitesse de rotation relativement grande, l'extrémité inférieure de la vis est encore suffisamment noyée. REVE1DI CATIONS 1. Appareil pour mélanger et dégazer des constituants de résines synthétiques, en particulier de résines synthétiques thermodurcissables, comportant un récipient cylindrique qui va en se rétrécissant vers le bas, qui peut être mis sous vide: et dans lequel est disposée centralement une vis transporteuse tournante, entourée, avecun faible espacement, par un tube de gui- dage, présentant dans le haut une surface d'écoulement, tandis que, entre l'extrémité inférieure du tube de gui- dage et le récipient, sont disposées des ailettes agita- trices, qui sont de préférence fixées à la vis, et dont l'extension comporte une composante radiale, appareil caractérisé en ce que, sur le tube de guidage (12) se dressent des chicanes (15, 16, 17, 18), qui sont situées au moins partiellement en dessous du niveau de remplis- sage (19a). 2. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les chicanes présentent au moins un support (15), qui s'écarte avec une composante radiale de l'extrémité inférieure du tube de guidage (12), et sur lequel sont disposés des éléments de chicane (16, 17, 18), par exemple des tiges verticales, orientées vers le haut. 3. Appareil selon la revendication 2, carac- térisé en ce que deux supports (15) diamétralement oppo- sés sont fixés au tube de guidage (12). 4. Appareil selon l'une quelconque des re- vendications 2 et 3, caractérisé en ce que les bras agi- tateurs (14) sont adaptés, avec un petit espacement, à la forme du récipient (1), et s'étendent jusque dans la région cylindrique (la) de celui-ci, et que les supports (15) sont adaptés, avec un petit espacement, aux bras agitateurs (14). 5. Appareil selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que les chicanes (16, 17, 18) s'étendent jusqu'au dessus du plus haut niveau de remplissage possible (19a), par exemple jus- qu'à la hauteur o est situé le bord inférieur (11b) de la surface d'écoulement (11).