Brevet FR2497688A1 — publié le 19820716

Tête de mélange pour substances chimiques réactives avec injecteurs télécommandés. La présente invention concerne une tête de mé- lange pour composants chimiques réactifs pour l'alimen- tation d'un moule de formage. Il s'agit des têtes, bien connues, pour alimenter,, sous pression, un mélange de composants chimiques réac- tifs, dans lesquelles chaque composant est introduit dans une chambre de mélange par un dispositif injecteur respectif: on recycle en outre chaque composant à une pression correspondant, ou Presque, à celle d'alimenta- tion, avant chaque phase de mélange, par un conduit comprenant une soupape de recyclage absolument sembla- ble au dispositif injecteur. L'utilisation de ce type de tête de mélange pré- sente le problème du réglage et de la mise au point ini- tiale de tous les injecteurs et de toutes les soupapes de recyclage de la tête pour garantir une alimentation constante en composants chimiques, dans les rapports stoechiométriques désirés. Dans les têtes du type con- nu, les injecteurs aussi bien que les soupapes de recy- clage sont réglés manuellement; par conséquent, la mise au point de la tête est extrêmement complexe et laborieuse, vu qu'on doit effectuer des opérations de réglage séparées tant qu'on n'a pas réalisé le réglage correct des injecteurs et des soupapes. Cela comporte une remarquable perte de temps, à cause des nombreux essais de fonctionnement qui doivent être préalablement effectués, une perte de matière et en outre le réglage de la soupape de recyclage, imparfait par rapport au dispositif injecteur correspondant, peut conduire à des conditions d'alimentation non homogènes d'un des compo- sants et donc à la formation de défauts dans le produit fini, ce qui est absolument indésirable et donc à évi- ter pour des produits de qualité supérieure, soumis à des contraintes importantes. La présente invention a pour objet - une tête de mélange du genre susdit apte à simplifier les opérations de réglage et de la mise au point ini- tiale de la tête et permettant en outre de réaliser un réglage de l'injecteur et de la soupape de recy- clage de chaque composant, simultané et identique; il est ainsi possible d'obtenir, d'une façon simple et sûre, des conditions de recyclage fondamentalement identiques aux conditions d'injection de chaque com- posant: - une tête de mélange, conforme aux indications susmen- tionnées, dans laquelle le réglage des différents injecteurs et de chaque soupape de recyclage des composants neut être effectué à distance, sans avoir à intervenir directement et manuellement sur la tête en question. Selon l'invention, on réalise une tête de mélange pour substances chimiques réactives, comprenant: une chambre de mélange, dans laquelle coulisse un disposi- tif de nettoyage entre une position avancée, dans la- quelle il ferme les ouvertures d'admission des compo- sants et l'ouverture de sortie du mélange de composants, et, une position reculée dans laquelle il ouvre lesdi- tes ouvertures d'entrée et de sortie susmentionnées, des dispositifs injecteurs, ménagés en correspondance avec les ouvertures d'admission des composants dans la chambre de mélange; et des soupapes de contrôle, cha- que soupape pouvant être actionnée pour relier l'entrée d'un composant à un injecteur d'alimentation dans la chambre d'alimentation, et, respectivement, à une sor- tie à travers un premier parcours de recyclage sous une valeur initiale de pression et, respectivement, à tra- vers un second parcours de recyclage dérivé, comprenant une soupape de recyclage pour un recyclage, sous une seconde valeur de pression supérieure à la précédente; cette tête étant caractérisée par le fait que l'injec- teur et la soupape de recyclage pour chaque composant sont chacun du type obturateur-pointeau, relié à un dispositif hydraulique de commande, sur l'une des deux extrémités, duquel agit la pression d'alimentation du composant, tandis que sur l'extrémité opposée agit un fluide de commande pouvant équilibrer la pression d'ali-. mentation du composant, et que les extrémités d'alimen- tation du fluide de commande de l'injecteur et de la soupape de recyclage associée pour chaque composant, sont reliés à la même source d'un fluide sous pression constante. La source du fluide sous pression peut être commu- ne aux deux composants, ou bien séparée de façon à per- mettre l'alimentation de chaque composant, sous des pressions différentes. Une réalisation particulière d'une tête de mélan- ge au moyen de soupapes de recyclage et d'injecteurs télécommandés, selon la présente invention, sera dé- crite ci-après avec référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une section longitudinale de la tête; - la figure 2 représente une section transversale, selon la ligne 2-2, de la figure 1. Les deux figures illustrent une tête de mélange 1, comprenant une chambre cylindrique 2 pour le mélange d.'au moins deux composants chimiques pouvant réagir entre eux, selon des rapports stoechiométriques préala- blement définis. A l'intérieur et tout le long de la chambre de mélange, coulisse un élément de nettoyage, représenté par une goupille 3 reliée à la tige d'un cylindre hydraulique de commande 4; la goupille de nettoyage 3 se déplace entre une position avancée, dans laquelle elle ferme l'ouverture de sortie 5 de la chambre de mélange aussi bien que les ouvertures 6 et 7 d'admission des composants chimisues, et une position reculée, dans laquelle elle ouvre la sortie et les entrées 6 et 7 susdites. Comme illustré, la tête de mélange 1 comprend deux dispositifs injecteurs 8 et 9, dont les conver- gents d'injection communiquent avec les ouvertures respectives ooposées 6 et 7 de la chambre de mélange 2 et qui sont respectivement reliés aux entrées 11 et 12 pour chaque composant, à travers une soupape de con- trôle correspondante! 13, 14, à plusieurs voies. Les soupapes 13, 14, sont commandées simultanément pour dévier le flux de chaque composant chimique vers l'in- jecteur respectif 8, 9 et la chambre de mélange 2, par un premier parcours de recyclage, le long duquel on fait recycler le composant pour une première valeur de pression, ou respectivement par un second parcours de recyclage, le long duquel on fait recycler le composant pour une seconde valeur de pression, supérieure à la précédente, égale ou presque égale à la valeur de la pression d'alimentation des composants au cours d'une phase de mélange. En particulier, chaque soupape de contrôle 13, 14, se compose d'un obturateur cylindrique ayant un passage axial 15a, 15b, dont l'extrémité inférieure communique avec l'entrée 11, 12 de chaque composant, qui, à son tour, est reliée au réservoir 32a, 32b, pour l'alimenta- tion du composant réactif par un filtre 33a, 33b, au moyen de la pompe doseuse 34a, 34b, ce qui a été indi- qué d'une façon schématique sur la figure 2. La pompe peut fournir des quantités dosées du composant réactif sous une pression de refoulement égale ou supérieure à à 190 atmosphères, selon les exigences du fonction- nement. Au cours du recyclage, le composant retourne au réservoir 36a, 36b. Le passage axial 15a, 15b de chaque soupape de contrôle 13, 14 peut en outre commu- niquer directement avec un premier parcours de recyclage 16a, 16b, vers la sortie 17a, 17b, à travers une ouver- ture latérale 18a, 18b, ménagée dans la partie infé- rieure cylindrique. Le passage l5a, 15b de la soupape peut enfin communiquer avec un second parcours de recyclage 19a, 19b, dérivé du précédent ou en parallèle avec celui-ci, à travers une seconde ouverture latérale a, 20b, en même temps que la goupille de nettoyage 3, par exemple par une connexion comprenant une crémaillère 22, reliée à la tige du piston 4, ayant des dents laté- rales engrenant avec des roues dentées correspondantes 22a, 22b, aux extrémités supérieures des obturateurs des soupapes de contrôle 13. Comme déjà dit, selon la présente invention, cha- que injecteur 21a, 21b présente la même structure et le réglage de ces injecteurs peut être effectué simul- tanément à distance, sans avoir à intervenir directement sur la tête de mélange. Pour simplifier la description, on va illustrer, ci-dessous, uniquement la structure de l'injecteur 9, étant donné que celle de l'injecteur 8 et des deux soupapes de recyclage 21a, 21b sont absolu- ment semblables. En effet, chaque injecteur et chaque soupape de recyclage comprend un corps 23, 17, monté, d'une façon étanche, dans la tête; ce corps 23 comprend une chambre cylindrique 24, qui communique d'un côté avec la chambre de mélange 2, par les convergents d'in- jection 26 (respectivement avec la soupape 17b pour les soupapes de recyclage) et de l'autre côté avec une en- trée 17 du composant, par la soupape de contrôle 14. A l'intérieur de la chambre 24 se trouve un obtu- rateur pointeau 27, monté d'une façon axiale, par un dispositif de commande représenté par un piston 28, coulissant dans une chambre 29, ménagée dans la partie postérieure du corps 23 et relié à la source 301, 302 d'un fluide de commande, sous une pression constante. Par conséquent, sur un côté du piston 28, c'est-à-dire celui qui est tourné vers l'obturateur pointeau 27, agit la pression du même composant chimique, tandis que sur le côté opposé agit la pression constante du fluide de commande servant à fournir une poussée d'équi- librage correcte sur l'obturateur-pointeau 27. Comme l'indique, de façon schématique, la figure 2, les côtés de commande de chaque injecteur 8, 9 et de la soupape de recyclage correspondante 21a, 21b sont reliés en parallèle à la source 30a, 30b d'un fluide de commande alimenté sous une pression constante, par un dispositif de recyclage commun à chaque groupe obtura- teur-soupape de recyclage. De cette façon, il est pos- sible de commander et de régler à distance tous les injecteurs et les soupapes de recyclage de la tête, en obtenant des conditions d'alimentation et de recy- clage homogènes pour chaque composant. Il peut y avoir une seule source de fluide de commande pour les deux composants ou des sources séparées. Le fonctionnement de la tête est, schématiquement, le suivant, avec référence aux figures 1 et 2 sur les- quelles sont représentées les conditions de recyclage sous une basse pression. Chaque composant chimique est alimenté à travers l'entrée 11, 12, la soupape de con- trôle 13, 14 vers la sortie 17a, 17b, à travers l'ou- verture 18a, 18b, de la soupape de contrôle 13, 14, pour être renvoyé au réservoir 32a, 32b, par le conduit 36a, 36b. Le moment d'effectuer le mélange des composants étant arrivé, on effectue une première phase de recy- clage, sous une haute pression, à travers le conduit dérivé, comprenant la soupape de recyclage 21a, 21b; on actionne donc le cylindre 4 en lui faisant effectuer une première partie de la course de commande établie à l'avance de façon que la crémaillère 22 fasse tourner l'obturateur des soupapes de contrôle 21a, 21b de 90 jusqu'à ce que l'ouverture 20a, 20b coïncide avec son conduit de recyclage 19a, 19b; en même temps, la sou- pape de contrôle 13, 14 interrompt la communication directe entre l'entrée 11, 12 et la sortie 17a, 17b de chaque composant. A la fin de la phase de recyclage sous haute pression, le cylindre de commande 4 est actionné pour qu'il accomplisse toute la course en arrière et les obturateurs des soupapes de contrôle effectuent ensuite une rotation de 90 ; de cette façon, l'entrée 11, 12 de chaque composant est reliée à son injecteur 8, 9, étant donné que l'ouverture 20a, 20b de la soupape de contrôle coïncide avec le conduit 31a, 31b. Chaque composant est donc introduit dans la chambre 2 de la tête hors de laquelle sort le mélange à travers l'ou- verture 5 en se dirigeant vers un moule (non représenté). La phase de mélange terminée et le remplissage du moule ayant été accompli, on actionne de nouveau le cylindre de commande 4 pour faire avancer la goupille 2 qui vide la chambre 2 du mélange restant et la nettoie en replaçant les soupapes de contrôle 13, 14 dans la condition de recyclage sous basse pression comme indi- qué sur les figures. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nulle- ment à ceux de ses modes de réalisation et d'application' qui ont été plus spécialement envisagés, elle en em- brasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Tête de mélange pour substances chimiques réac- tives, comprenant: une chambre de mélange, dans laquel- le coulisse un dispositif de nettoyage entre une position avancée, dans laquelle il ferme les ouvertures d'admis- sion des composants et l'ouverture de sortie du mélange de composants, et une position reculée, dans laquelle il ouvre les ouvertures d'entrée et de sortie susmentionnées; des dispositifs injecteurs ménagés en correspondance avec les ouvertures d'admission des composants dans la chambre de mélange; et des soupapes de contrôle, chaque soupape pouvant être actionnée pour relier l'entrée d'un compo- sant, à un injecteur d'alimentation dans la chambre d'a- limentation, et, respectivement, à une sortie à travers un premier parcours de recyclage sous une première va- leur de pression, et, respectivement, à travers un se- cond parcours de recyclage dérivé, comprenant une soupape de recyclage pour un recyclage, sous une seconde valeur de pression supérieure de la précédente; cette tête étant caractérisée par le fait que l'injecteur (8, 9) et la soupape de recyclage (21a, 21b) pour chaque composant sont chacun du type obturateur-pointeau (27), relié à un dispositif hydraulique de commande (28), sur l'une des deux extrémités duquel agit la pression d'alimentation du composant, tandis que sur l'extrémité opposée agit un fluide de commande pouvant équilibrer la pression d'ali- mentation du composant, et que les extrémités d'alimen- tation du fluide de commande de l'injecteur (8, 9) et sa soupape de recyclage associée (21a, 21b), pour chaque composant, sont reliés à la même source (301, 302) d'un fluide de commande sous pression constante. 2. Tête de mélange selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que chaque injecteur (8, 9) et sa soupape de recyclage (21a, 21b) sont reliés à la source (301, 302) d'un fluide de commande, sous pression cons- tante, par un dispositif de réglage de la pression (30a, b). 3. Tête de mélange selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que la source (301, 302) du fluide sous pression pour commander l'injecteur (8, 9) et la soupape de recyclage (21a, 21b) est constituée par une seule et même source de fluide sous pression pour les injecteurs (8, 9) et les soupapes de recyclage (21a, 21b) pour les deux composants. 4. Tête de mélange selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que l'extrémité de commande de l'in- jecteur (8, 9) et de la soupape de recyclage (21a, 21b) pour un composant sont reliées à la source (301, 302) d'un fluide de commande séparée de celle de l'injecteur (9, 8) et de la soupape de recyclage (21b, 21a) pour l'autre composant.