Brevet FR2496002A1 — publié le 19820618

Dispositif mélangeur et homogénéiseur pour presses à injecter et extrudeuses pour matières thermoplastiques. L'invention concerne un dispositif mélangeur-homogénéiseur spécialement étudié pour les presses à injecter et les extrudeuses pour matières thermoplastiques. Il est bien connu que les extrudeuses et les presses pour le moulage par injection de polymères thermoplastiques sont pourvues d'un système d'alimentation à pression, comprenant une vis d'extrusion hélicotdale tournant dans une chambre cylindrique qui se termine par une filière d'extrusion ou bien par un convergent d'injection; l'extrémité de la vis hélicotdale est pourvue d'une cheville conique, interposée entre la chambre cylindrique et la filière ou le convergent, et solidaire de la vis. En général, dans le langage technique, la chambre et la vis d'extrusion sont ddnommées chambre et vis sans fin de plastification, tandis que la cheville conique est dénommée embout. Dans les procédés techniques d'extrusion et de moulage des matières thermoplastiaues, il est tris important d'obtenir un mélange et une homogénéisation parfaite du plastique, notamment lorsque des pigments colorants sont dispersés dans la masse. A cette fin, on utilise actuellement des allettes de brassage fixes, ayant en général une forme hélicotdale, placées tout de suite en amont de la filière ou du convergent, et en aval de l'ambout. L'efficacité de ces ailettes pour le brassage et l'homogénéisation de la matière plastique est très réduite; d'autre part, leur adoption entrain des pertes de charge sensibles et, par conséquent, une augmentation inévitable de la pression d'alimentation et de la température de moulage.En outre, les mélangeurs à ailettes fixes de ce type, sont très facilement sujets aux colmatages provoquant, par conséquent, des interruptions fréquences des cycles de travail. La présente invention tend essentiellement à éliminer ces inconvénients. En particulier, elle a pour but de réaliser un dispositif capable d'assurer un mélange et une homogénéisation parfait du matériau, en même temps qu'une dispersion correcte des pigments colorants éventuellement présents, sans engendrer de pertes de charge sensibles, ni exiger des augmentations appréciables de la température de moulage ou d'extrusion. Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif qui ne soit pas sujet au eoIncement, et qui soit en mEme temps insensible à la présente d'impuretés éventuelles dans la matière plastique à traiter : donc très fiable quant à son fonctionnement et ayant une durée pratiquement illimitée. L'invention propose, en outre, un dispositif adapté à n'importe quel type de presse ou d'extrudeuse pourvue d un alimentateur à vis, et apte à faciliter la substitution du matériau avec un autre amont des caractéristiques de densité et de viscosité différentes, ainsi que la substitution rapide des colorants éventuels. Ces buts, et d'autres encore, qui résulteront de la description détaillée suivante, sont atteints par la présente invention, qui a pour obJet un dispositif mélangeur et homogénéiseur pour les presses et les extrudeuses du type inalq1ad, dont la caractéristique essentielle consiste dans le fait qu'il comprend un corps au moins en partie cylindrique, qui est accouplé à l'extrêmité de la vis de plastification pour tourner solldairement avec cette vis, à l'intérieur de la chambre de plastification, et en contact avec elle.Ce corps présente un réseau de gorges entrecroisées, qui sont gravées sur toute sa surface cylindrique ou sur une partie, qui ont un développement hélicoidal, et acheminent la matière plastique poussee para vis, en la partageant en flux entrecroisés qui se réunissent parla suite dans la chambre d'in- jection, tout de suite an amont du convergent d'injection ou d'extrusion, Dans une des réalisations possibles de cette invention, ce corps, placé à l'extrémité de la vis, à la place de l'embout usuel précité, est formé par une partie cylindrique, présentant le réseau de gorges indiqué précédemment, et se termine par une cheville conique. Dans une autre eonfituratlon possible, ce corps, entièrement cylindrique, est interposé entre l'extrémité de la vis et l'embout préexistant. D'autres caractéristiques et avantages résulteront de la description détaillée suivante, se référant au dessin annexé donné à titre d'exemple non exhaustif, et dans lequel la figure 1 est une vue en élévation d'une presse à injection, pourvue d'un dispositif mélangeur réalisé selon la présente invention; la figure P est une coupe à plus grande échelle, selon la ligne Il-Il de la figure 1, qui montre dans les détails la chambre de pîstification avec sa vis et le dispositif mélangeur, selon la configuration préférée par l1inven- tion; et la figure 3 est une coupe semblable à la précédente, mais qui illustre une version différente de la même invention. En se reportant aux figures 1 et 2, on indique globalement par 10 une presse pour le moulage à injection de polymères thermoplastiques, qui comprend le moule 11, et sur laquelle se détachent une plaque antagoniste 12, la teste d'alimentation 13 avec la chambre de pi#tificat2on 14, qui se termine par le convergent d'injection 15, qui peut pénéter, grâce au mouvement de translation horizontale de la tête, dans un orifice d'injection qui se trouve sur la face du moule 11.La chambre de pistification 14 est pourvue d'une cavité cylindrique 16 dans laquelle tourne la vis de plastification 17, qui est constituée par une vis sans fin avec un filet hélicoïdal 18, tournant en contact avec la paroi 16 de la chambre et provoquant, de ce fait, l'entratnement par pression de la matière plastique amenée dans la chambre 14 par une trémie 19. Le produit, poussé par pression par la vis, parvient de cette façon jusque dans la chambre d'injection 20, qui se trouve immédiatement en amont du convergent 15, et de là est injecté dans le moule 11 par l'intermédiaire de ce convergent. Entre l'extrémité de la vis 17 et la chambre 20 est interposée, en général, la pièce dite embout. Selon cette invention, par contre, à ltextrémité de la vis 17 est placé, de façon à ce qu'il ait une rotation solidaire de cette même vis, le dispositif mélangeur homogénéiseur, qui est désigné dans son ensemble par la référence 30. Ce dispositif est formé d'un corps 31, ayant une partie cylindrique 32 avec un diamètre pratiquement égal à celui de la chambre cylindrique 16; ce corps est pourvu d'une extré mité avec un embout conique 33, qui rentre dans la chambre d'injection 20. Sur la partie cylindrique est gravé un réseau de gorges entrecroisées 34, ayant une profondeur adéauate, comprise par exemple entre 5 et 15 mm. Ces gorges 34 ont un développement hélicoïdal et forment, avec les parois de la chambre 16, des canaux entrecroisés 35, ayant eux aussi un développement hélicoidal. L'angle formé par le croisement des gorges doit être, de préférence, de plus de 900 (par exemple de 110 ) : il en résulte donc que les gorges sont délimitées, à la surface du corps 31, par une série de losanges en saillie 36. Les canaux 35 acheminent la matière plastique délivrée sous pression par la vis 17, en la partageant en flux entrecroisés, qui provoquent un mélange efficace du matériau.Ce mélange est favorisé, non seulement par la superposition entrecroisée de chacun de ces flux, mais aussi par un reflux modéré produit par les sommets de ces losanges en saillie 36, corres pondant aux zones de croisement des canaux. La variante illustrée par la figure 3 diffère uniquement par le fait que le corps du dispositif - qui est indiqué par le numéro 300 - est entièrement cylindrique, et est interposé entre l'extrémité de la vis 17 et l'embout préexistant 23; cette disposition est avantageuse lorsqu'on demande un volume plus important de la chambre d'injection 20, par exemple dans le cas d'extrudeuses, lorsque le convergent est remplacé par une filière d'extrusion dans laquelle le passage du flux de produit est plus important. Evidemment, selon le principe à la base de l'ln- invention, les détails d'exécution et de réalisation pourront facilement être variés par rapport à la description et à l'illustration, qui ne sont ici fournies au'à titre d'exemple, mais qui ne sont pas exhaustives, et cela tout en restant dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif mélangeur et homogénéiseur pour presses et extrudeuses pour matières thermoplastiques, comprenant une chambre et une vis de plastification, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps l), qui doit être au moins en partie cylindrique, accouplé à la vis de plastification(17), pour tourner solidairement à cette vis à l'intérieur de la chambre de plastification et en contact avec les parois de cette chambre, ce corps présentant, gravé sur toute sa surface cylindrique, ou sur urie partie, un réseau de gorges entrecroisées (34), à développement hélicoldal, qui achemient la matière plastique poussée par la vis, en la divisant en flux entrecroisés, qui se réunissent par la suite dans la chambre d'injection (20), immédiatement en amont du convergent d'injection ou d'extrusion; 2.Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le réseau de gorges (34) définit, avec la surface cylindrique de la chambre de plastification, une série de canaux entrecroisés, ayant un développement hélicoldal. 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, dans lequel les gorges (34) se croisent avec un angle de plus de 900 et sont, par conséquent, définies sur la surface du corps du dispositif par des losanges correspondants en saillie (36). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les gorges ont une profondeur comprise entre 5 et 15 mm. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps du dispositif est placé à l'extrémité de la vis de plastification, à la place de l'embout usuel, et est formé par une partie cylindrique (32) présentant ce réseau de gorges (34), et se termine par une cheville conique (33). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le corps (300) est entièrement cylindrique, et est interposé entre l'extrémité de la vis (17) et l'embout préexistant (23).