Brevet FR2519224A1 — publié le 19830701

Applicateur rotatif pour le traitement thermique ou thermochimique par micro-ondes d'éléments granulaires en matière polaire. La présente invention concerne un applicateur rotatif pour le traitement thermique ou thermochimique par micro-ondes éléments granulaires en matière polaire. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à la régénération du caoutchouc. D'une manière générale, on sait que la vulcanisation des caoutchoucs, qui est une réaction chimique bien connue pour améliorer les propriétés et l'emploi des caoutchoucs, consiste à faire passer la pbte de caoutchouc, constituée par un réseau bidimensionnel de molécules qui peuvent glisser les unes sur les autres à un réseau tridimensionnel possèdant des propriétés élastiques. Cette réaction est provoquée en élevant la température d'un mélange de caoutchouc et de soufre additionné de quelques adjuvants et canalyseurs. Quelques-unes des liaisons covalentes C = C des molécules de caoutchouc s'ouvrent et se soudent à un atome de soufre, ce qui crée des ponts entre molécules et rend le réseau tridimensionnel. Le principe de cette opération, réalisée industriellement à très grande échelle, est toujours le nome, même si les molécules traitées et les mélanges utilisés varient considérablement, ce qui fait que les caoutchouc, forment une famille très complexe de produits. Le problème du recyclage des déchets de fabrication et des produits usés n'est donc pas simple, puisque, d'une part, les produits sont divers et que, d'autre part, l'état physico-chimique des produits finis est différent des produits de base. L'idéal serait de régénérer le caoutchouc et de le recycler directement dans la channe de fabrication, ce qui provoquerait une économie de matière première. Il est apparu que l'action de la température, alliée à des catalyseurs, permet de rompre certaines liaisons du réseau tridimensionnel d'un caoutchouc vulcanisé et de lui redonner des caractéristiques voisines de celles du mélange do départ. L'invention propose de parvenir à ce résultat en effectuant sur le caoutchouc usagé un traitement thermique ou thermochimique au moyen d'un applicateur à micro-ondes. On sait que le traitement thermique par microondes est utilisé avec succès pour la vulcanisation de certains mélanges de caoutchoucspolaires ou rendus polaires, et ce avéc des avantages notoires telsque l'économie énergie, la propreté et l'obtention d'un meilleur produit fini. Toutefois, les applicateurs utilisés pour la vulcanisation sont en général conçus en fonction de la nature et des dimensions des pièces à traiter, et, en conséquence, ne peuvent pas être utilisés pour la régénération des pièces usagées pouvant présenter des formes et des dimensions très variées et qui contien- nent, en outre, des fibres et/ou des armatures éventuellement métalliques. Cwest la raison pour laquelle, il est nécessaire de broyer au préalable le caoutchouc usagé et dteffec- tuer le traitement sur les granulats ainsi obtenus. On se heurte alors à un problème d'homogénéité du traitement et, en particulier, au fait qutau cours du traitement, les granulats peuvent devenir légèrement collants et s'agglutiner en formant alors des conglomérats plus ou moins compacts. L'invention a donc pour but de supprimer ces inconvénients. Elle propose donc un applicateur à micro-ondes formé dtune cavité résonnante équipée q sa périphérie d'un orifice d'accus obturable et montée rotative au moyen d'au moins un axe de rotation muni d'un canal coaxial débouchant dans ladite cavité, cette cavité résonnante étant alimentée en micro-ondes, au moyen d'un générateur de micro-ondes et dtun guide d'onde d'alimentation passant au travers du canal de l'arbre d'entraînement ou mamo partiellement constitué par ledit canal. Selon une autre caractéristique de l'invention, la susdite cavité résonnante est montée rotative au moyens de deux tourillons, à savoir - un premier tourillon creux par lequel steffec- tue ltalimentation en micro-ondes de la cavité résonnante, et, - un second tourillon pouvent être plein ou même creux, l'un et/ou ltautre de ces deux tourillons étant alors couplé à un dispositif d'entraînement en rotation de la cavité résonnante. Dans le cas où le second tourillon est creux, il peut servir à l'évacuation des fumées produites à l'intérieur de la cavité et être raccordé 9 un circuit d'évacuation correspondant. Il peut également servir pour l'alimentation on micro-ondes de la cavité, de manière à obtenir une meilleure homogénéité de l'éner- gie calorifique dissipée à l'intérieur de la cavité. Ce second tourillon creux peut en outre servir, de même que le premier, à la réalisation, à l'intérieur de la cavité, dune atmosphère de traitement déterminée, par exemple, par injection et/ou recyclage, à l'intérieur de la cavité, dun gaz, d7un mélange gazeux à une pression et à une température prédéterminée ou même d'un liquide, par exemple un liquide aromatique. Selon une autre caractéristique de ltinvention, le second tourillon peut Entre traversé par un manchon coaxial fixe, portant à l'intérieur de la cavité une pale racleuse, de préférence hélicoidale, permettant d'éviter que les granulats de caoutchouc ne viennent se coller contre les parois de la cavité, et deffec- tuer un brassage continu de ces granulats pour éviter la formation d'agglomérats. Bien entendu, l'invention ne se limite pas au type d'application précédemment décrit. Elle peut, en effet, convenir pour un traitement thermique ou thermochimique de granulats de nature très variée. Â titre drexemple, on notera que l'invention peut s'appliquer à la torréfaction du café. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-aprbs, à titre d'exemple non limitatif, avec référende au dessin annexé, dans lequel La figure unique est une coupe axiale verticale schématique d'un applicateur selon l'invention. Sur cette figure, ltapplicateur comprend une cavité résonnante présentant la forme dune cuve cylindrique 1 à extrémités tronconiques et munie, sur sa face cylindrique, d'une trappe coulissante 2 permettant l'introduction et l'extraction des granulats de caoutchouc. Cette cuve se trouve montée rotative, au moyen de deux tourillons consistant en deux manchons cylindriques 3, 4, débouchant dans la cuve 1, et portés par des paliers à roulements à billes6, 7 fixés sur une structure support 8. Le tourillon 4 est, par ailleurs, entraîné en rotation au moyen dcun moteur (non représenté) et d'un dispositif de transmission à poulies à gorges 9, 9' et à courroies 10. Â l'intérieur de ce tourillon 4, vient se monter un guide d'onde cylindrique 11 fixe en rotation et raccordé de façon classique à un générateur de micro- ondes tel qu'un magnetron (non représenté). La liaison entre ce guide d'ondes 11 et le tourillon 4 est réalisée au moyen de deux roulements à billes 12 et dtun joint d'étanchéité 13. D'une façon analogue, dans le tourillon 3 se trouve monté, à l'aide de roulement à billes 14 et d'un joint d'étanchéité 15, un manchon tubulaire 16 maintenu fixement en rotation par un bras 17 solidaire du palier 6. Ce manchon tubulaire porte, à son extrémité intérieure à la cuve, une pale hélicoïdale 18 destinée à venir racler au moins le flanc tronconique 19 adjacent au tourillon 3 et la paroi intérieure cylindrique 20 de la cuve 1. Corme précédemment mentionné, le manchon 16 peut servir à l'évacuation des fumées, à lwinJection dans la cuve d'un gaz de traitement ou mEme consister en l'extrémité dcun guide d'ondes d'alimentation relié à un deuxième générateur de micro-ondes. De façon plus précise, ce manchon pourra entre équipé dune entrée-sortie de gaz et de liquide permettant de travailler sous atmosphère controlée et en présence d'huile aromatique. On notera que l'orifice du guide d'ondes dali- mentation 11 à l'intérieur de la cuve, ainsi quven- tuollement l'orifice du manchon tubulaire 16 peuvent être protégés contre l'introduction des granulats ou dos poussières, par un bouclier protecteur 21 pouvant présenter dos formes variées. REVENDICATIONS 1.- applicateur rotatif pour la traitement ther tique ou thermochimique, par micro-ondes, d ments granulaires en matière polaire, caractérisé en ce qu'il comprend une cavité résonnante (1), équipée à sa périphérie d'un orifice d'accès obturable (2), et montée rotative au moyen dtau moins un axe de rotation (4) muni d'un canal coaxial débouchant dans ladite cavité (1), cette cavité résonnante tant alimentée en micro-ondes au moyen d'un générateur do micro-ondes et d'un guide d'ondes d'alimentation (11) passant au travers du canal de l'arbre do rotation (4) ou même constitué par ledit canal. 2.- Applicateur rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la susdite cavité résonnante est montée rotative au moyen de deux tourillons (3, 4) dent l'un au moins est creux, l'un et/ou l'autre de ces tourillons (3, 4) étant couplé à un dispositif dtentrat- nement en rotation (9, 9t, 10) de la cavité résonnante 1. 3.- Applicateur selon lune des revendications 1 et 2, dans lequel les deux tourillons (3, 4) sont creux, caractérisé en ce que l'alimentation de la cavité (1) en micro-ondes s'effectue alors au moyen do deux générateurs de micro-ondes et de deux guides d'ondes d'alimentation passant au travers desdits tourillons (3, 4) eu partiellement constitués par ceux-ci. 4.- Applicateur selon la revendication 2, dans lequel les deux tourillons (3, 4) sont creux, caractérisé en ce que l'un au moins de ces tourillons (3, 4) sert à l'évacuation des fumées et/ou est équipé de moyens permettant de réaliser, à l'intérieur de la cavité (), une atmosphère de traitement déterminée notamment par injection et/ou recyclage, à l'intérieur de la cavité (1), dcun gaz, d'un mélange gazeux à une pression et à une température prédéterminée et/ou un liquide tel qu'un liquide aromatique. 5.- Applicateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que, à l'intérieur du susdit tourillon (3), est monté un manchon tubulaire fixe (16) portant à son extrémité intérieure une pale de raclage (18) de préférence hélicotdale, ledit manchon tubulaire (16) pouvant, en outre, servir pour l'évacuation des fumées et/ou à la réalisation dune atmosphère de traitement déterminée à ltintErieur de la cavité (1). 6.- Applicateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les orifices des manchons (16) et/ou des guidesdwondes (11) passant au travers des tourillons (3, 4) sont protégés par des boucliers protecteurs (21).