Brevet FR2531906A1 — publié le 19840224

FR. L'invention concerne, d'une manière générale, une machine destinée au moulage en continu de polystyrène et elle se rapporte plus particulièrement à des perfectionne- ments apportés à une telle machine et selon lesquels l'appareil destiné à déplacer les granulés de-polystyrène dans la chambre de moulage ne délimite pas la chambre de moulage et ne limite pas l'expansion du polystyrène lorsque les granules de polystyrène traversent la chambre de moulage. Dans ce domaine technique, une grande variété de machines a été développée pour le moulage en continu de granules de polystyrène, et dans ces machines, des granules de polystyrène contenant un agent d'expansion à activation thermique sont transformés en un corps aggloméré et cohérent. Dans certains cas, une telle machine présente une chambre de moulage à extrémités ouvertes Les granules de polystyrène en pré-expansion pénètrent dans la chambre de moulage par l'extrémité d'entrée de la chambre de moulage et se dépla- cent de manière continue dans la chambre Pendant que les granules de polystyrène traversent la chambre, ils sont chauffés afin de provoquer leur expansion La chambre de moulage a pour effet de limiter l'expansion du polystyrène et de faire en sorte qu'il forme un corps aggloméré et cohé- rent présentant une section sensiblement rectangulaire. Les brevets US 3 383 441 et US 3 408 690 décrivent un type de machine de moulage en continu ayant une chambre de moulage horizontale délimitée par les surfaces de deux bandes sans fin opposées Un incon- vénient majeur à l'utilisation de ces machines est que les bandes sans fin qui déplacent les granules de polystyrène au travers de la chambre de moulage délimitent la chambre de moulage et limitent l'expanson des granules de polystyrène. Ainsi, les bandes sans fin doivent être rigides et encom- brantes, et elles nécessitent un dispositif d'entraînement complexe et des mécanismes de guidage pour fonctionner - convenablement En général, ces bandes sont constituées en acier inoxydable soit sous la forme d'une bande perforée 2 2531906 soit sous la forme d'une bande à chaîne de liaison De plus, ces machines ne sont pas efficaces sur le plan thermique, car de la vapeur peut fuir des chambres de moulage aux niveaux des guides des bandes sans fin et au niveau de la boîte de distribution de vapeur Comme les bandes sans fin de ces machines -sont rigides, elles ne peuvent pas donner- A la section du produit final une autre forme que celle d'un rectangle. Le brevet US Re N 027 964 décrit un second type de machine de moulage en continu dans laquelle la chambre de moulage est délimitée par les surfaces d'une roue rotative et d'une plaque ou paroi fixe Cependant, les granules de polystyrène tendent occasionnellement à adhérer à la sur- face de la plaque ou paroi stationnaire, en raison des charges d'électricité statique qui se développent entre les surfaces des perles et les surfaces de la plaque ou paroi fixe. Le brevet US 3 880 559 et US Re no 29 416 décri- vent des machines de moulage en continu de polyuréthane. Les machines comprennent deux bandes sans fin destinées à déplacer le polyuréthane au travers de la chambre de moulage qui assure en partie le moulage du polyuréthane La première machine comprend des plaques rigides et la seconde des clayonnages souples, afin de conformer le polyuréthane. Cependant, les machines décrites dans le brevet US 3 880 559 ne peuvent assurer de manière satisfaisante le moulage du polystyrène Normalement, l'expansion du polystyrène exerce une pression comprise entre 67 et 134 k P sur les parois de la chambre de moulage Ces pressions sont bien supé- rieures à celles qui sont exercées par l'expansion du polyuréthane Ainsi, une chambre de moulage dans laquelle du polyuréthane est confiné lors de son expansion n'assure pas nécessairement le confinement du polystyrène en expansion. En conséquence, il est souhaitable de fournir une machine destinée au moulage en continu de polystyrène, dans laquelle l'appareillage destiné à déplacer les granules de polystyrène au travers de la chambre de moulage ne délimite pas la chambre de moulage ou ne limite pas l'expansion du polystyrène, lorsque les granules de polystyrène se déplacent au travers de la chambre de moulage De cette façon, l'appareillage destiné à déplacer les granules de polystyrène dans la chambre de mou- lage peut être une bande souple qui n'a pas besoin de méca nismes de guidage et d'entraînement complexes Comme les bandes sont souples, elles peuvent se conformer à la forme de la chambre de moulage et, ainsi, permettre au produit final d'avoir une section non rectangulaire. La présente invention a pour objet une machine per- fectionnée destinée au moulage en continu de polystyrène, dans laquelle des granules de polystyrène contenant un agent d'expansion à activation thermique sont transformés en un corps aggloméré et cohérent La machine comprend une cham- bre de moulage à extrémités ouvertes, présentant une extré- mité d'entrée et une extrémité de sortie Les granules de polystyrène en pré-expansion pénètrent dans la chambre de moulage par son extrémité d'entrée et se déplacent de manière,,continue dans la chambre Pendant que les granules de polystyrène se déplacent au-travers de la chambre, ils sont chauffés afin de provoquer leur expansion La chambre de moulage perfectionnée comprend des parties de surface interne de paroi qui servent à limiter l'expansion des gra- nules de polystyrène, afin de produire un corps aggloméré présentant une section stable sur le plan dimensionnel Au moins une partie des parties de surface interne de paroi est. fixe Les granules de polystyrène sont déplacés en continu dans la chambre de moulage par un appareillage qui comprend au moins une bande en contact avec le polystyrène en déplace- ment, cette bande présentant un segment de travail qui s'étend de l'extrémité d'entrée à l'extrémité de sortie de la chambre de moulage L'appareillage de déplacement associé à la partie fixe de surface de paroi est agencé de manière à permettre un mouvement de glissement libre du corps agglo- méré dans la chambre de moulage. De préférence, les granules de polystyrène en mou- vement sont exposés à une source de vapeur sous pression afin de leschauffer et de provoquer leur expansion Les bandes peuvent être poreuses de sorte que la vapeur peut pénétrer dans les bandes et venir en contact avec les granu- les de polystyrène Les parties fixes de la surface de paroi peuvent-être revêtues avec un matériau tel que du polytétra- fluoroéthylène, disponible dans le commerce sous la marque Il Teflon ", afin de diminuer les forces de frottement associées aux mouvements de glissement du polystyrène au- travers de la chambre de moulage Les parties de la surface interne de paroi peuvent être conformées de manière à donner au polystyrène la forme d'un corps aggloméré et cohérent ayant une section non rectangulaire Dans un mode de réali- sation, la machine comprend une paire de bandes sans fin souples destinées à déplacer les granules de polystyrène au travers de la chambre de moulage et ayant des segments de travail sensiblement en regard l'un de l'autre, qui se déplacent dans le même sens et s'étendent de l'extré- mité d'entrée à l'extrémité de sortie de la chambre -de mou- lage Les segments de retour des bandes sans fin peuvent être sous un certain degré de tension, qui permet aux par- ties des segments de travail qui passent dans l'extrémité d'entrée de se conformer aux contours de la surface des parties de surface interne de paroi de la chambre de moulage. Toutes les parties de la surface interne de la paroi d'une telle machine peuvent être rigides et fixes. Dans un second mode de réalisation, la machine comprend une bande sans fin souple destinée à déplacer les granules de polystyrène au travers de la chambre de moulage et qui présente son segment de travail sensiblement en regard de la partie de la surface d'une roue rotative qui constitue un segment de travail, et se déplace dans le même s Ens que le segment de travail constitué par cette 25319 O partie de la roue rotative Ainsi, dans le second mode de réalisation, la partie de surface interne de la paroi formée par la surface de la roue rotative est rigide mais non fixe. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et d'une variante et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une machine perfectionnée destinée au moulage du polysty- rène et construite conformément aux enseignements de la pré- sente invention, la figure 2 est une vue en élévation en bout de la machine de moulage représentée sur la figure 1, la figure 3 est une vue en perspective d'une par- tie de la machine de moulage représentée sur la figure 1, et la figure 4 est une vue en élévation latérale d'un second mode de réalisation de la présente invention. La machine perfectionnée destinée à mouler du polystyrène, représentée sur les figures 1, 2 et 3 et déài- gnée de manière générale par la référence 10, comprend une chambre de moulage 20, des bandes sans fin souples 30 et 40, une source 50 de perles de polystyrène en pré-expansion, une boite de distribution de vapeur 60 et une zone de refroidis- sement 70. La chambre de moulage 20 est délimitée par des nappes supérieure et inférieure 21 et 22 respectivement Les nappes 21 et 22 sont formées d'une couche interne 23 en un matériau, de préférence du polytétrafluoroéthylène, qui permet un mouvement de glissement libre du polystyrène au travers de la chambre de moulage, et d'une couche externe 24, qui peut être réalisée en aluminium La chambre de moulage est fixe par rapport au polystyrène qui se déplace Les nappes 21 et 22 sont rigides et sont suffisamment résistantes pour supporter la pression exercée par les granules de polystyrène lors de leur expansion et pour mouler les granu- les de polystyrène en expansion sous la forme d'un corps aggloméré et cohérent La chambre de moulage 20 peut être conformée au choix selon une variété de configura- tions qui permettent au produit final d'avoir une section non rectangulaire. La chambre de moulage 20 comprend une extrémité d'entrée 25 en communication avec une source 50 de granules dé polystyrène en préexpansion, et une extrémité de sortie par laquelle un panneau aggloméré et lié de polystyrène quitte la chambre de moulage 20 La nappe 22 présente des perforations 26 en communication avec la boîte de distribu- tion de vapeur 60 La nappe 21 peut présenter des perfora- tions 26 si le panneau de polystyrène formé dans la chambre de moulage 20 est suffisamment épais pour que la vapeur ne puisse efficacement pénétrer dans le polystyrène si ellé n'est introduite que par un c 8 té de la chambre de moulage 20 Les nappes 21 et 22 présentent des perfora- tions 27 en communication avec la zone de refroidissement 70. Les granules de polystyrène en pré-expansion sont transportés au travers de la chambre de moulage 20 sur des bandes sans fin 30 et 40 perforées et souples La bande sans fin 30 se déplace sous le polystyrène et au-dessus de la partie inférieure 22 de la chambre de moulage 20 Le segment de travail 31 de la bande 30 passe par dessus un tube 32, au travers de la chambre de moulage 20, par dessus un galet de renvoi -33 et entre des rouleaux entraînés 34 et 35 La partie du segment de travail 31 de la bande 30 qui est disposée entre l'extrémité d'entrée 25 de la chambre de moulage 20 et la boite de distribution de vapeur 60 se trouve de préférence sous un certain degré de tension afin de permettre à la par- tie de la bande 30 qui est située en regard de la partie inférieure 22 de prendre la configuration de cette partie 22. Le segment de retour 36 de la bande 30 n'est pas sous tension. La bande sans fin -40 se déplace sous la partie supérieure 21 de la chambre de moulage 20 et au-dessus du polystyrène Le segment de travail 41 de la bande 40-passe entre un rouleau de freinage 42 et un tube 43, au travers de la chambre de moulage 20, sous un galet de renvoi 44 et entre les rouleaux 45 et 46 Les rouleaux 45 et 46 peuvent être soit des rouleaux fous soit des rouleaux entraînés, selon l'épaisseur du panneau de polystyrène qui est formé La partie du segment de travail 41 de la bande 40 qui se trouve disposée entre l'extrémité d'entrée 25 de la chambre de mou- lage 20 et la boite de distribution de vapeur 60 est de préférence sous un certain degré de tension, afin de permet- tre à la partie de la bande 40 qui est située en regard de la partie supérieure 21 de prendre la configuration de cette partie 21 Le segment de retour 47 de la bande 40 ne se trouve pas sous tension. Si le panneau de polystyrène qui est formé dans la chambre de moulage 20 est épais, la machine 10 peut compren- dre des bandes sans fin qui circulent au travers de la cham- bre de moulage 20 le long de la surface des côtés de la chambre de moulage 20, de sorte que le panneau ne colle pas aux surfaces latérales de la chambre de moulage 20 lorsqu'il traverse la chambre de moulage 20. La source 50 de granules de polystyrène comprend une poche 51 présentant une entrée de réception de granules de polystyrène en pré-expansion et une sortie en communica- tion avec l'extrémité d'entrée 25 de la chambre de moulage 20. La chambre de moulage 20 est munie d'une boîte de distribution de vapeur 60 Cette boite 60 comprend une barre 61 présentant une partie creuse 62 La barre 61 s'étend en travers de la chambre de moulage,20 sous la partie 22 et peut être fixée à la partie 22 de la chambre de moulage 20 par des boulons La partie creuse 62 est reliée à une source de vapeur (non représentée) La partie creuse 62 est en com- munication avec les perforations 26 de la nappe 22 de la chambre de moulage 20 Il peut être nécessaire que la boîte de distribution de vapeur 60 comprenne une barre-similaire à la barre 61 mais placée au-dessus de la partie 21 de la chambre de moulage 20, si le panneau de polystyrène formé dans la chambre de moulage-20 est suffisamment épais pour que la vapeur né puisse pas pénétrer dans le polysty- rène, d'une manière efficace, L partir d'un seul côté de la chambre de moulage 20. La chambre de moulage 20 est pourvu d'une zone de refroidissement 70 Cette zone 70 comprend-des barres 71 qui présentent chacune une partie creuse 72 Les barres 71 s'étendent en travers de la chambre de moulage 20 sous la partie 22 et au-dessus de la partie 21, en aval de la boite de distribution de vapeur 60 Les barres 71 peuvent être fixées aux parties 21 et 22 par des boulons Les parties creuses 72 sont reliées à une source d'air pressurisé (non représentée) En variante, les parties 72 peuvent être reliées à une pompe à vide Les parties creuses 72 sont en communication avec les perforations 27 des nappes 21 et 22 de la chambre de moulage 20. La machine 10 fonctionne de la manière suivante. Des perles de polystyrène en pré-expansion sont amenées à l'extrémité d'entrée 25 de la chambre de moulage 20 à partir de la poche 51 par la bande sans fin 30 Pendant que les bandes sans fin 30 et 40 transportent les perles au travers de-la chambre de moulage 20, les perles sont exposées à la vapeur provenant de la boite de distribution 60, afin de provoquer leur expansion L'expansion des perles est limitée par la chambre de moulage 20 Le polystyrène expansé est ensuite exposé à de l'air sous pression provenant de la zone de refroidissement 70, afin de refroidir suffisamment le polystyrène de sorte qu'il ne se déforme pas après qu'il ait quitté la chambre de moulage 20 L'air sous pression doit être introduit dans la zone de refroidissement à une pres- sion inférieure à la pression de moulage, de sorte que l'air s'écoulera vers l'extrémité de sortie de la chambre de mou- lage 20 L'air assure un effet de coussin d'air et réduit le frottement entre les bandes 30 et 40 et les surfaces 21 et 22 de la chambre de moulage 20. Un second mode de réalisation 110, représenté sur la figure 4, comprend une chambre de moulage 120 formée par une partie de la surface d'une roue rotative 121 et une par- tie de la surface 122 d'un boitier 123 La roue rotative 121 peut être entraînée par tout moyen connu La surface de la roue rotative 121 peut être recouverte avec le matériau dans lequel la bande sans fin perforée 130 est réalisée, de sorte que la texture de la surface de la roue rotative 121 est la même que celle de la bande sans fin 130 Ainsi, la texture des deux côtés du panneau de polystyrène formé dans la cham- bre de moulage 20 est la même. La surface 122 du boitier 123 qui peut être réalisé en aluminium et peut comprendre un revêtement de polytétra- fluoroéthylène, présente des perforations en communication avec la boite de distribution de vapeur 160, ainsi que des perforations en communication avec la zone de refroidisse- ment 170 Des perles de polystyrène pénètrent dans la cham- bre de moulage 120 par l'extrémité d'entrée 124. La bande sans fin perforée 130 participe au trans- port des granules de polystyrène en pré-expansion au travers de la chambre de moulage 120 Le segment de travail 131 de la bande sans fin 130 passe par dessus le rouleau mené 132, au travers de la chambre de moulage 120 et par dessus le tuyau 133 Le segment de retour 134 de la bande sans fin 130 passe du tuyau 133 sous le tuyau 135 et revient au rouleau 132 Le segment de travail 131 de la bande sans fin 130 est de préférence sous un certain degré de tension, afin de per- mettre à la partie de la bande 130 qui est en regard de la roué 121 de prendre la configuration de la surface de la cham- bre de moulage 120 Le segment de retour 134 de la bande sans fin 130 n'est pas sous tension. La source 150 de perles de polystyrène en pré- expansion, la boite de distribution de vapeur 160 et la zone de refroidissement 170 sont constitués comme le sont la source 50 de perles de polystyrène en pré-expansion, la boite de distribution de vapeur 60 et la zone de refroidis- sement 70 décrites ci-dessus respectivement. La machine 110 fonctionne de la manière suivante Des perles de polystyrène en pré-expansion sont amenées à l'extrémité d'entrée 124 de la chambre de moulage 120 à partir de la source 150 de perles de polystyrène en pré-expansion La bande sans fin 130 transporte les perles au travers de la chambre de moulage 120, les perles sont exposées à la vapeur provenant de la boite de distribution de vapeur 160 afin de provoquer leur expansion Le polystyrène expansé est ensuite exposé à de l'air sous pression provenant de la zone de refroidissement 170, afin de refroidir suffisamment le polystyrène de sorte qu'il ne se déforme pas après avoir quitté la chambre de moulage 120. Dans un troisième mode de réalisation de la présente invention, une chambre de moulage horizontal peut être formée de telle sorte que les granules de polystyrène sont moulés dans une configuration tubulaire La machine fonctionne d'une manière similaire à la machine 10 excepté que l'enveloppe externe de la chambre de moulage présente une section circulaire Une tige circulaire, de préférence réalisée en polytétrafluoroéthylène s'étend selon l'axe central de la chambre de moulage afin de former la partie creuse du tube Une bague, disposée devant l'extrémité d'entrée de la chambre de moulage, fait que la bande sans fin prend la forme de la chambre de moulage Les perles de polystyrène sont soufflées vers l'intérieur de la chambre de moulage par de l'air sous pression, afin d'obtenir une dis- tribution égale de perles sur la section du tube. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Machine de moulage en continu de polystyrène, dans laquelle des granules de polystyrène contenant un agent d'expansion à activation thermique sont transformés en un corps aggloméré et cohérent, machine du type présentant une chambre de moulage ( 20, 120)-à extrémités ouvertes, munie d'une extrémité d'entrée ( 25, 124) et d'une extrémité de sortie, de moyens ( 50, 150) d'alimentation de ladite extré- mité d'entrée ( 25, 124) en granules de polystyrène en pré- expansion, de moyens ( 30, 40 130, 121) de déplacement en continu du polystyrène dans ladite chambre de moulage ( 20, ), et de moyens ( 60, 160) destinés à soumettre lesdits granules de polystyrène en déplacement à de la chaleur afin de provoquer leur expansion, caractérisée en ce que ladite chambre de moulage ( 20, 120) présente des parties de surface interne de paroi ( 21, 22, 121, 122) qui servent à limiter l'expansion desdits granules de polystyrène afin de produire un corps aggloméré ayant une section stable sur le plan dimensionnel au moins une partie ( 21, 22, 122) desdites parties de surface interne de paroi étant fixe, lesdits moyens de déplacement en continu comprenant au moins une bande ( 30, 40, 130) ayant un segment de travail ( 31, 41, 131) s'étendant entre ladite extrémité d'entrée ( 25, 124) et ladite extrémité de sortie de ladite chambre de moulage ( 20, 120) et se trouvant en contact avec ledit polystyrène en déplacement, et des moyens ( 23, 122) étant associés auxdites parties fixes ( 21, 22, 122) de la surface interne de paroi afin de diminuer les forces de frottement asso- ciées au mouvement de glissement dudit corps aggloméré au travers de ladite chambre de moulage ( 20, 120). 2 Machine de moulage en continu de polystyrène selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits granules de polystyrène en déplacement sont exposés à une source de vapeur sous pression ( 60, 160), afin de les chauf- fer et de provoquer leur expansion. 3 Machine de moulage en continu de polystyrène 12 2531906 selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite bande ( 30, 40, 130) desdits moyens de déplacement en continu est poreuse de sorte que la vapeur peut pénétrer dans ladite bande et venir en contact avec lesdits granules de polys- tyrène. 4 Machine de moulage en continu de polystyrène selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdites parties fixes ( 21, 22, 122) de la surface interne de paroi sont revêtues avec du polytétrafluoro- éthylène ( 23) afin de permettre un mouvement de glissement libre dudit polystyrène au travers de ladite chambre de moulage ( 20, 120). Machine de coulage en continu de polystyrène selon l'une des revendications 1 à 4,,caractérisée en ce que lesdites parties ( 21, 22, 122) de surface interne de paroi de ladite chambre de moulage ( 20, 120) sont conformées afin de donner au polystyrène la forme d'un corps aggloméré et cohérent présentant une section non rectangulaire. 6 Machine de moulage en continu de polystyrène selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le'polystyrène expansé est exposé à un flux d'air sous pression introduit dans ladite chambre de moulage ( 20, 120) à une pression inférieure à la pression de moulage, afin de refroidir ledit polystyrène expansé et de réduire les forces de frottement entre ladite bande ( 30, 40, 130) et ladite chambre de moulage ( 20, 120). 7 Machine de moulage en continu de polystyrène selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits moyens de déplacement en continu comprennent une paire de bandes sans fin souples ( 30, 40) comportant des segments de travail ( 31, 41) disposés sensiblement en regard l'un de l'autre, et se déplaçant dans le même sens, et s'étendant entre ladite extrémité d'entrée ( 25) et ladite extrémité de sortie de ladite chambre de moulage ( 20). 8 Machine de moulage en continu de polystyrène selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdites parties ( 21, 22) de surface interne de paroi de ladite chambre de moulage ( 20) sont rigides et fixes. 9 Machine de moulage en continu de polystyrène selon la revendication 7, caractérisée en ce que les seg- ments de retour ( 36, 47) desdites bandes sans fin ( 30, 40) se trouvent sous un certain degré de tension qui permet aux parties desdits segments de-travail ( 31, 41) qui passent dans l'extrémité d'entrée ( 25) de se conformer aux contours de la surface desdites parties ( 21, 22) de surface interne de paroi de ladite chambre de moulage. 10 Machine de moulage en continu de polystyrène selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de déplacement en continu comprennent une bande sans fin souple ( 130) dont le segment de travail ( 131) est sensi- blement disposé en regard d'une partie formant segment de travail de la surface d'une roue rotative ( 121), et se déplaçant dans le même sens que cette roue rotative.