Brevet FR2522279A1 — publié le 19830902

La présente invention se rapporte à un dispositif tel qu'une tête mélangeuse, destiné à mélanger deux ou plus de deux composants de matière pouvant réagir l'un avec l'autre, en particulier pour la polymérisation anionique du caprolactame qui pénètrent chacun, par l'intermédiaire d'au moins une buse d'admission, dans une chambre de mélange, butent l'un contre l'autre dans cette chambre et en sortent, sous la forme d'un mélange, par un orifice de sortie, ladite chambre de mélange étant réalisée de telle façon qu'un organe de commande conformé en un piston de commande mobile longitu- dinalement autorise dans l'une de ses positions extrêmes la communication entre les buses d'admission et l'orifice de sortie à travers ladite chambre de mélange (phase de mélan- geage) et obture, dans son autre position extrême, lesdites buses d'admission par rapport à ladite chambre de mélange (phase de nonmélangeage) Dans ce dispositif, le mélangeage a lieu au moins en majeure partie du fait que les composants, qui sont amenés individuellement sous pression devant les buses d'admission et sont injectés dans la chambre de mélange, se heurtent l'un à l'autre (DE-C-2 007 935). Lorsque les composants accusent une forte propension à se mélanger (ce qui est, par exemple, le cas des composants pour élaborer le capro- lactame), des difficultés peuvent être soulevées du fait que certaines quantités du composant respectif associé pénètrent dans les buses d'admission, et que la réac- tion des composants se produit dans ces buses lors de la phase de nonmélangeage Il en résulte la formation d'un bouchon de la matière mélangée qui, non seulement, nuit à la qualité du produit suivant moulé par injection, mais qui obture aussi au moins par intervalles la buse d'admission, ce qui fait que l'introduction dosée souhaitée lors de la phase suivante de mélangeage s'èn trouve affectée, voire même est impossible. La présente invention a donc pour objet de faire en sorte qu'un dosage fiable puisse être atteint, même en pré- sence de composants ayant tendance à se mélanger. Selon les caractéristiques essentielles de l'inven- tion, le piston de commande présente, à son extrémité tournée vers l'orifice de sortie, des évidements limités latéralement et ouverts en direction de cette extrémité et des buses d'admission, le nombre desdits évidements étant au moins égal à celui des buses d'admission, ces évidements étant ménagés dans la région du piston de commande qui passe en regard des- dites buses d'admission lors de son déplacement Les évidements (poches) selon l'invention ont pour effet d'empêcher les composants de se heurter l'un à l'autre à l'achèvement de la phase de mélangeage pendant une très courte durée (c'est-à- dire lorsque les poches se trouvent dans la région des buses d'admission) Avec les têtes mélangeuses du type précité, pour atteindre l'achèvement de la phase de mélangeage, le piston de commande est déplacé en direction de l'orifice de sortie et il obture les buses d'admission Dès que les poches se trouvent au voisinage desdites buses d'admission, l'un des composants respectifs ne peut pas parvenir dans la buse d'admission'de son autre composant associé et créer ainsi un bouchon Ainsi, à l'achèvement de la phase de mélangeage, ladite buse d'admission est parcourue seulement par l'un des composants, ce qui évite des erreurs de dosage. La forme des poches est reproduite sur la "carotte" du produit venu de moulage par injection ou bien sur ce produit lui-même, et doit êtreenlevée En vue d'un meilleur démoulage de ces configurations à laquelle les poches donnent naissance, la section des évidements croit continûment en direction de l'extrémité précitée du piston de commande. En outre, l'étendue longitudinale desdits évidements mesure jusqu'à un tiers de la longueur de la chambre de mélange, et de préférence jusqu'à un cinquième de cette longueur. Afin de simplifier l'enlèvement des résidus de compo- sants, voire des résidus de mélanges qui se déposent dans les évidements, et pour pouvoir donc nettoyer ces évidements sans grande complexité, le piston de commande présentant lesdits évidements est mobile de telle manière que ces évidements soient situés, de préférence par toute leur étendue longitu- dinale, à l'extérieur du dispositif de guidage (corps ou bottier) dudit piston de commande Il en résulte un accès plus facile axdits évidements. L'invention va à présent être décrite plus en détails à titre d'exemples nullement limitatifs en regard du dessin sur lequel la figure l est une coupe longitudinale fragmentaire d'une tête mélangeuse; et la figure 2 est une coupe fragmentaire à échelle réduite illustrant une variante de réalisation des évidements. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un piston de commande qui peut effectuer un mouvement de va-et-vient (flèche 14) entre deux positions extrêmes, au moyen d'organes d'entraînement non représentés, dans l'alésage 3 d'un corps ou bottier 4 A son extrémité inférieure, ce piston comporte deux évidements sous la forme de poches 2 Dans la position extrême supérieure (illustrée) du piston de commande 1, deux canaux d'alimentation 5 et 6 présentant des buses d'admission 7 et 8 associées à chacun des composants sont ouverts, si bien que la matière sous pression est injectée dans l'alésage 3 servant à cet endroit de chambre de mélange 9, puis elle est mélangée, après quoi le mélange est directement ou indi- rectement acheminé par l'intermédiaire d'un orifice de sortie dans une chambre creuse formant moule Dans son autre posi- tion extrême (position basse figurée par des pointillés), le piston de commande 1 obture les buses d'admission 7 et 8, ce qui fait que les composants ne pénètrent plus dans la chambre de mélange 9 (phase de non-mélangeage) et sont éven- tuellement réintroduits par des gorges de trop-plein ménagées dans ledit piston 1 Lors de sa course descendante, ce piston de commande 1 pousse vers le bas les parties du mélange qui sont encore présentes dans la chambre de mélange 9 et il les évacue par l'orifice de sortie 10 - La figure 1 représente en pointillés une position intermédiaire du piston de commande 1, dans laquelle les poches 2 situées au voisinage des buses d'admission 7 et 8 se trouvent à la hauteur de ces buses Dans cette position dudit piston, les deux composants ne peuvent plus se heurter l'un contre l'autre Les poches 2 empêchent pendant un très court instant la formation d'un mélange; il se produit alors des écoulements de composants individuels distincts De la sorte, on évite qu'une matière dont la réaction est achevée se trouve dans les buses d'admission 7 et 8 à l'achèvement de la phase de mélangeage, matière qui entrave l'introduction dosée lors de la phase de mélangeage consécutive. Dans la position extrême inférieure du piston de com- mande 1, l'une des poches 2 est illustrée en pointillés décalée de 90 On constate que les deux parois latérales planes se séparent légèrement l'une de l'autre vers le bas. Il en résulte un meilleure détachement du contenu des poches 2 lorsque le piston 1 se déplace vers le haut en vue de la phase de mélangeage suivante et que ce contenu reste accroché à la "carotte" De manière analogue, la paroi postérieure des poches 2 peut aussi être de configuration conique. La figure 2 représente une variante de configuration de deux évidements 12 sur un piston de commande 11 Les parois de ces évidements sont de forme cylindrique, si bien que ces évidements sont plus grands Il est en outre prévu que le piston de commande Il puisse se déplacer à une posi- tion extrême plus profonde que sur la figure 1, à une profon- deur telle que les évidements 12 (et ainsi une extrémité 13 dudit piston Il) se trouvent à l'extérieur du boîtier 4. Lorsque, dans cette position extrême, les résidus de matière qui restent collés dans les évidements 12 ne tombent pas d'eux-mêmes, il est au moins possible de les évacuer sans grande difficulté, par exemple au moyen d'une brosse. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention Ce dispositif est notamment applica- ble à des têtes de mélange pour la production de caprolactame et de polyuréthanne. REVENDICATIONS 1 Dispositif tel qu'une tête mélangeuse, destiné à mélanger deux ou plus de deux composants de matière plasti- que réagissant l'un avec l'autre, en particulier pour la polymérisation anionique du capro-lactame, qui pénètrent chacun, au moins par l'intermédiaire d'une buse d'admission, dans une chambre de mélange, se heurtent l'un à l'autre dans cette chambre et en sortent, sous la forme d'un mélange, par un orifice de sortie, ladite chambre de mélange étant réali- sée de telle façon qu'un organe de commande conformé en un piston de commande mobile longitudinalement autorise dans l'une de ses positions extrêmes la communication entre les buses d'admission et l'orifice de sortie à travers ladite chambre de mélange (phase de mélangeage) et obture, dans son autre position extrême, lesdites buses d'admission par rapport à ladite chambre de mélange (phase de non-mélangeage), dispositif caractérisé par le fait que ledit piston de commande ( 1; 11) présente, à son extrémité tournée vers l'orifice de sortie ( 10), des évidements ( 2; 12) qui sont limités latéralement et ouverts en direction de ladite extrémité et desdites buses d'admission ( 7,8), le nombre des- dits évidements étant au moins égal à celui desdites buses d'admission, ces évidements étant ménagés dans la région du piston de commande qui passe en regard desdites buses d'admission lors de son déplacement. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section des évidements ( 2; 12) croît continûment en direction de l'extrémité précitée du piston de commande ( 1; 11). 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'étendue longitudinale des évidements ( 2) mesure jusqu'à un tiers de la longueur de la chambre de mélange ( 9), et de préférence jusqu'à un cinquième de cette longueur. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait que le piston de commande ( 1; 11) présentant les évidements ( 2; 12) est mobile de telle sorte que lesdits évidements se trouvent, de préférence par toute leur étendue longitudinale, à l'extérieur du dispo- sitif de guidage (bottier 4) dudit piston de commande.