Brevet FR2504444A1 — publié le 19821029

I La présente invention concerne un dispositif de granulation de matières synthétiques fondues et masses plastiques, comportant une plaque perforée et un outil de découpage rotatif à ailettes multiples constitué par un porte-lames et par des lames de découpage, monté devant la plaque et entouré d'une chambre de granulation à tra- vers laquelle circule un liquide de refroidissement. D'après le brevet U S 4 245 972 du Déposant, on connait déjà un dispositif de granulation, dans lequel les granulés découpés sont centrifugés dans une pellicule d'eau, formée par déversement sans pression sur une paroi intérieure disposée verticalement du bottier collecteur. Comme les granulés découpés sont soumis par les lames tournant à grande vitesse à une forte accélération centrifuge, ils sont "réfléchis" ou renvoyés vers le mi- lieu du bottier Par suite de leur violent impact dans la pellicule d'eau et sur la paroi s'étendant derrière celle- ci, les granulés subissent des déformations, qui peuvent influer sur leur faculté d'écoulement libre. Une paroi intérieure inclinée vers le bas et vers l'extérieur et tournante du bottier collecteur de granulat permet un grand angle de réflexion correspondant des granulés découpés, de sorte que, dans ce cas, le ris- que de déformation lors de l'impact est très faible En re- vanche, il est très difficile de produire sur une surface inclinée de façon correspondante une pellicule d'eau d'é- paisseur uniforme et capable, en outre, d'évacuer rapidement les granulés découpés. L'invention a pour objet d'assurer une évacua- tion plus efficace des granulés découpés En particulier, l'invention a pour objet, dans un bottier collecteur de granulat comportant une enveloppe intérieure inclinée vers -l'extérieur et vers le bas et, par conséquent, produisant un grand angle de réflexion correspondant des granulés, d'assurer la formation sur l'enveloppe intérieure tournante inclinée vers le bas et vers l'extérieur, d'une pellicule d'eau d'épaisseur uniforme appliquée contre la paroi et tournant rapidement. A cet effet, suivant l'invention, autour de la chambre collectrice de granulat de forme cylindrique ou conique, est disposé un conduit annulaire, qui présente un orifice d'admission d'eau tangentÈl; sur le côté supérieur du conduit annulaire est disposé un espace d'accélération horizontal en forme de couronne s'étendant vers l'inté- rieur; le conduit annulaire et l'espace d'accélération communiquent entre eux par un orifice en forme de cou- ronne sur le côté extérieur du conduit annulaire; et l'espace d'accélération en forme de couronne présente sur sa circonférence intérieure un orifice en forme de couron- ne, qui communique avec la chambre collectrice de granulat. Gr Ace à cet agencement du bottier collecteur de granulat, on obtient cet avantage décisif que, sur l'en- veloppe intérieure tournante inclinée vers le bas et vers l'extérieur, est formée une pellicule d'eau d'épaisseur uniforme appliquée contre la paroi et tournant à grande vitesse. L'eau de refroidissement injectée tangentielle- ment dans le conduit annulaire subit une forte accélération centrifuge A partir de ce réservoir d'eau tournant très rapidement, de l'eau est prélevée et cela à la périphérie extérieure, o elle est animée de la plus grande vitesse. L'eau de refroidissement tournant à cette grande vitesse parvient à travers l'orifice en forme de couronne disposé sur le côté extérieur du conduit annulaire dans l'espace d'accélération horizontal en forme de couronne ou de rondelle, plat et réalisé à la manière d'une filière annulaire. Dans l'espace d'accélération plat en forme de couronne, l'eau de refroidissement subit une accélération angulaire, car la vitesse angulaire est augmentée par le rayon décroissant de l'espace d'accélération, pour une vitesse absolue constante de l'eau de refroidissement. L'eau de refroidissement ainsi accélérée et présentant une grande force centrifuge parvient alors, en franchissant le bord intérieur de l'espace d'accélération en forme de couronne, sur la paroi intérieure tournante se raccordant à ce bord et qui est inclinée vers le bas et vers l'extérieur. Comme l'eau de refroidissement présente une forte accélération centrifuge, elle a tendance à s'écouler de nouveau vers l'extérieur et recouvre ainsi la paroi inté- rieure inclinée vers le bas et vers l'extérieur d'une pellicule d'eau d'épaisseur uniforme et tournant rapide- ment, qui s'applique contre la paroi intérieure en retrait. La paroi intérieure de forme conique inclinée vers le bas et vers l'extérieur assure, en particulier, l'obtention d'un grand angle de réflexion des gra- nulés, ce qui s'oppose fortement à une déformation de ceux- ci Les granulés sont directement déviés dans le courant d'eau tournant sur le fond du boitier et qui assure leur évacuation Des réflexions vers la zone centrale sont évitées. Avantageusement, on peut disposer coaxialement dans la chambre collectrice de granulat un élément conique déversant le granulat du centre vers l'extérieur, dit ci-après "déversoir", dont la pointe est orientée vers le haut en direction du centre de l'outil de découpage rotatif et au sommet duquel est prévu un orifice de déverse- ment d'eau auquel est raccordée une conduite d'eau de re- froidissement. Le déversoir de forme conique, hémisphérique, cylindrique ou irrégulière favorise l'évacuation des gra- nulés et, en particulier, il assure qu'aucune accumulation de granulat ne peut se produire au milieu du bottier col- lecteur, moyennant quoi l'évacuation est rendue plus sûre et plus efficace. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des des- sins joints qui en représentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution. Sur ces dessins: la figure 1 est une vue en coupe transversale schématisée d'un bottier collecteur de granulat; la figure 2 est une vue en coupe transversale schématisée d'un bottier comportant un déversoir conique, et la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un bottier, vu de dessus pour mettre en évidence la force centrifuge de l'eau de refroidissement. Dans le dispositif représenté sur la figure 1, une matière plastique ou synthétique est mise à l'état fondu dans une unité d'extrusion non représentée et est extrudée à travers les filières de la plaque perforée 1. Par les lames rotatives 2 fixées au porte-lames 3, de courts granulés sont détachés de chacun des boudins extrudés Les granulés sont soumis par les lames 2 à une accélération centrifuge, de sorte qu'ils sont projetés contre la paroi inférieure conique 4 Les granulés-sont réfléchis par cette paroi 4 humectée d'une pellicule d'eau de refroidissement sous un angle égal à leur angle d'impact ou d'incidence, de sorte qu'ils sont introduits dans le courant d'eau de refroid Ussement tournant sur le fond 5 du bottier collecteur de granulat 6 et s'écoulant vers l'orifice de sortie, à travers lequel ils sont ainsi évacués. L'eau de refroidissement est injectée sous pres- sions à travers un orifice d'admission d'eau de refroidis- sement 8 qui coupe tangentiellement le bottier collecteur de granulat ou le conduit annulaire 7. L'eau de refroidissement subit dans le conduit annulaire une forte accélération centrifuge A partir du réservoir d'eau formé dans le conduit annulaire 7, l'eau oui circule le plus vite à la périphérie extérieure de ce conduit, parvient à travers un orifice en forme de couronne 15 dans l'espace d'accélération 9 plat, en forme de couronne ou de rondelle L'eau de refroidis- sement est prélevée à la périphérie extérieure, c'est-à- dire à un emplacement o elle est animée d'une vitesse maximale, et est conduite vers l'intérieur à travers l'espace d'accélération 9 en forme de couronne, réalisé à la manière d'une filière annulaire, de sorte que la vi- tesse angulaire augmente pour une vitesse absolue restant constante. L'eau de refroidissement présente donc, après avoir franchi l'espace d'accélération 9, une force cen- trifuge considérablement accrue, ce qui la projette vers l'extérieur La réduction de diamètre du courant d'eau tournant, entre le conduit annulaire 7 et l'espace d'accé- lération 9, assure donc un accroissement considérable de la vitesse angulaire de l'eau de refroidissement, ce qui produit un courant d'eau tournant très rapidement, moyennant ouoi l'on obtient, en particulier, une distri- bution en couronne très uniforme du courant d'eau sur la paroi extérieure ou inférieure 4 du conduit an- nulaire 7. Comme l'eau sortant de l'espace d'accélération 9 à travers l'orifice annulaire 16 est animée d'une très forte accélération centrifuge, elle s'adapte à la forme d'enveloppe intérieure inclinée vers l'extérieur du bol- tier collecteur de granulat. En outre, la pellicule d'eau tournante présente sur la paroi 4 tourne dans le même sens que les granulés découpés, qui subissent une accélération centrifuge sous l'action des lames. Le sens d'écoulement princiual des granulés dé- coupés est indiqué par les flèches 10 et 11 Après l'impact des granulés séparés sur la paroi 4, ils sont réfléchis sous un angle égal à leur angle d'impact dans le courant d'eau principal tournant inférieur 12. L'agencement du déversoir conique 13 avec son sommet tourné vers le haut en direction du centre de l'outil de découpage rotatif évite que des granulés sé- parés éventuellement réfléchis vers le centre séjournent à cet emplacement et provoquent une perturbation du déroulement du fonctionnement Au moyen de l'orifice de dé- versement d'eau de refroidissement 17, avec la conduite 18 raccordée à celui-ci, on obtient ce résultat que le déversoir conique est également recouvert d'une pel- licule d'eau, de sorte que même des matières très col- lantes peuvent être granulées. Le déversoir conique 13 offre des avantages dé- cisifs, qui n'étaient pas prévisibles, et qui peuvent être mis en évidence clairement en partant de la conforma- tion normale du bottier. Avec un courant d'eau tournant présentant une force centrifuge, le centre du bottier n'est pas re- couvert d'une pellicule d'eau, de sorte que des granulés réfléchis vers cette région ne peuvent pas non plus être évacués Il était nécessaire de combler cette lacune et cela d'une manière aussi simple que possible et très efficace A première vue, on pouvait avec une conforma- tion plate du fond du bottier, augmenter la quantité d'eau injectée de manière à recouvrir également le centre Tou- tefois, des essais ont montré que même un quadruplement de la quantité dteau injectée n'apportait aucune solution satisfaisante Une augmentation plus grande de la quantité d'eau injectée est par ailleurs impossible pour des raisons énergétiques. En dépit d'une quantité d'eau quadruplée (par rap- port à la quantité suffisante pour assurer une bonne humec- tation des parois extérieures et une évacuation suffi- samment rapide des granulés), il subsistait au centre du bottier des granulés, de sorte qu'après quelque temps, il se produisait des perturbations de fonctionnement considérables. Avec un agencement du bottier collecteur 6 tel que représenté sur la figure 2, tous les problèmes de ce genre ont été résolus, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas de matières tendant fortement à adhérer. Sur la figure 3 est particulièrement mise en évidence l'accélération centrifuge du courant d'eau. L'eau de refroidissement pénétrant dans l'ori- fice en forme de couronne 15 à partir du conduit annulaire présente une force centrifuge considérable et su- bit dans l'espace d'accélération plat une accélération an- gulaire, qui augmente considérablement la force centri- fuge Une fois que l'eau de refroidissement est parvenue sur la circonférence intérieure de l'espace d'accéléra- tion 9, elle franchit l'orifice annulaire 16 et peut de nouveau, d'une manière correspondant à sa direction d'ac- célération, tourner vers l'extérieur sur la paroi 4 tournan- te inclinée vers le bas, Ce processus est mis en évidence par les flè- ches 19. Grâce à l'agencement suivant l'invention du bottier collecteur de granulat, il devient donc possible d'utiliser une surface d'impact 4 de forme conique très avantageuse pour la réflexion des granulés découpés et de recouvrir en même temps cette surface d'une pellicule d'eau tournante d'épaisseur uniforme présentant une grande ca- pacité d'évacuation. REVENDICATIONS 1 Dispositif de granulation de matières synthé- tiques fondues et masses plastiques, comportant une pla- que perforée et un outil de découpage rotatif à ailettes multiples constitué par un porte-lames et par des lames de découpage, monté devant la plaque et entouré d'une cham- bre de granulation à travers laquelle circule un liquide de refroidissement, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'autour de la chambre collectrice de granulat ( 6), de forme cylindrique ou conique, est disposé un conduit annulaire ( 7), qui présente un orifice d'alimen- tation en eau tangentiel ( 8); en ce que, sur le côté supé- rieur du conduit annulaire ( 7) est disposé un espace d'accé- lération ( 9) horizontal, en forme de couronne, s'éten- dant vers l'intérieur; en ce que le conduit annulaire ( 7) et l'espace d'accélération ( 9) communiquent entre eux par un orifice en forme de couronne ( 15) prévu sur le côté extérieur du conduit annulaire ( 7); et en ce que l'espace d'accélération en forme de couronne ( 9) présente, sur sa circonférence intérieure, un orifice en forme de couronne ( 16), qui communique avec la chambre collectrice de granulat ( 6). 2 Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que, dans la chambre collectrice de gra- nulat ( 6), coaxialement à celle-ci, est disposé un déversoir ( 13) de forme conique orienté vers le centre de l'outil de découpage; et en ce qu'au sommet de ce dé- versoir est disposé un orifice de déversement d'eau ( 17) associé à une conduite d'eau de refroidissement ( 18). 3 Dispositif suivant la revendication 2, ca- ractérisé en ce que le déversoir ( 13) est de forme hémis- phérique, cylindrique ou irrégulière.