Brevet FR2582251A1 — publié le 19861128

Cette invention concerne une extrudeuse-turbomélangeuse ayant une seule vis rotative de filets hélicoldaux. L'extrusion est le procédé principal utilisé pour obtenir des produits de caoutchouc, plastique et d'autres résines, naturels ou synthétiques, avec la forme ou le profil de tubes. La méthode de fabrication par extrusion avec vis héli cotidale a pour base de plastifier le matdriau en le transformant en une substance visqueuse; celle-ci est transportée vers la tête de sortie, par une augmentation croissante et graduelle de la pression exercée, et de la température dans la masse transportée, et en la faisant passer à travers la - matrice placée dans ladite tête de sortie, pour obtenir le profil désiré. La présehte invention a pour objet le perfectionnement résultant de l'application, dans la chambre de l'extrudeuse, d'éléments connus sous la dénomination d'aubes dans d'autres machines rotatives destinées à la circulation de fluides, surtout les turbines. Ces éléments sont capables de provoquer des courants turbulents ou désordonnés et un véritable mélange de la masse transportée ; il en résulte une parfaite homogénéisation de la même masse. On a obtenu, grâce à l'application des aubes directrices dans les extrudeuses, une haute capacité de mélange de la masse en question, une plus grande production a une température inférieure et un meilleur rendement énergétique de ces machines. L'application réelle des aubes directrices dans une extrudeuse a été étudiée et essayée en profondeur et, en considérant les particulatités techniques des aubes, on obtient une machine dont les avantages par rapport aux extrudeuses conventionnelles, sont les suivants a) Haute capacité de mélange et homogénéisation de la masse travaillée, grâce à l'intervention d'une ou plusieurs roues a aubes directrices, avec un groupage d'aubes fixés au cylindre d'extrusion. b) Une meilleure qualité du produit obtenu, compacte et de czmctéristiques uniformes, due à la grande homogénéité du mélange. c) Haute capacité de production grâce à l'augmentation du débit correspondant au flux de friction, du à l'action de cisaillement des aubes. Dans cette zone il n'y a pas de glissement ou friction de la masse contre le cylindre d'extrusion et l'entrainement est amélioré. d) diminution de la température relative de la masse extrudée, grâce à une diminution de la friction pour les raisons indiquées dans le point antérieur. Ceci est un phénomène important pour le travail des mélanges de caoutchouc, car normalement la température ne doit pas dépasser cent degrés celcius. e) Un plus grand rendement énergétique de la machine, en obtenant une plus grande production sous la même puissance, tant grace à la croissance du flux, que grâce à l'incidence mineure du facteur négatif du flux de pression tout au long de la vis à extrusion, puisque les aubes atténuent la tendance au retour que la pression depuis la matrice placée dans la tête de sortie entraine. Après plusieurs essais du type mécanique et de fonctionnement, avec une même machine extrudeuse-turbomélangeuse et avec divers mélanges, on a constaté que, pour obtenir les meilleures production et qualité de mélange, les aubes devront pouvoir changer leur inclinaison dans la chambre d'extrusion, et pour cela on devra pouvoir les diriger depuis l'extérieur en agissant sur leurs axesde rotation. Dans les dessins ci-joint, on illustre a titre d'exemple non limitatif, uns mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en section transversale d'une machine extrudeuse-turbomélangeuse selon la présente invention. La figure 2 illustre une vue en élévation semi-sectionnée de la machine de la figure l, et La figure 3 nous montre une vue détaillée, à échelle agrandie et en section, d'un ensemble d'aubes directrices accouplé à la machine. Sur ces figures, on peut remarquer que la machine extrudeuse-turbomélangeuse en question, possède une seule vis rotative 1 de filets hélicoidaux, et dans le cylindre fixe 2 de la chambre d'extrusion, on a disposé des zones avec des ensembles d'aubes directrices de profil hydrodynamique 3, qui dépassent la surface interne de la chambre d'extrusion. Les aubes directrices 3 peuvent changer leur angle d'action, par entrainement depuis l'extérieur, et peuvent être substituées par d'autres, afin de donner le profil approprié en accord avec la viscosité de la masse travaillée. Dans les zones 4 des filets, où se trouvent les aubes directrices 3, les filets de la vis 1 ont moins de hauteur, et agissent comme des aubes d'action radiale et axiale. Chacune des aubes directrices 3 est unie à une tige cylindrique introduite dans une chemise 9, dont la rda- tion y est libre, et pouvant être vissée dans un des orifices radiaux passants faits dans les cylindres fixes 2, cette tige cylindrique étant pourvue d'une extrémité externe 6 en protubérance, adaptée pour pouvoir être actionnée rotativement depuis l'extérieur, de façon que, au moyen d'une rotation de la tige cylindrique sur son axe, on peut faire varier l'angle d'action de l'aube 3. Ce changement de l'angle d'action des aubes directrices 3 peut être effectué depuis l'extérieur de la chambre d'extrusion en relâchant la vis 5 et en agissant sur l'extrémité 6 de la tige, sans que l'aube 3 puisse glisser vers la vis 1 grâce à l'action de l'anneau de sécurité 7. L'angle d'action des aubes 3 ne peut pas être modifié par l'action du flux de la matière visqueuse extrudée, grâce au cône 8 de la tige, qui exerce un ancrage irréversible. il faut souligner qu'il peut y avoir en variante des moyens d'actionner ensemble et simultané ment les extrémités 6 des tiges cylindriques des aubes 3, afin de pouvoir changer leurs angles d'action en même temps. REVENDICATIONS 1 - Une machine extrudeuse-turbomélangeuse, avec une seule vis rotative (1) de filets hélicordaux, caractérisée en ce que le cylindre fixe (2) de la chambre d'extrusion est pourvu d'une pluralité de zones avec des ensembles d'aubes directrices de profil hydrodynamique (3), dépassant la surface interne de la chambre d'extrusion, pouvant varier leur angle d'action par entraînement depuis l'extérieur et pouvant être substitués par d'autres, afin de donner le profil approprié à la viscosité de la masse travaillée, et en ce que, dans les zones (4) où se trouvent les aubes directrices, les filets de la vis ont moins de hauteur, et agissent comme des aubes d'action radiale et axiale. 2 - Une machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque aube directrice (3) est unie à une tige cylindrique introduite et librement rotative dans une chemise (9) pouvant être vissée dans un des orifices radiaux passants réalisés dans les cylindres fixes (2), cette tige cylindrique étant pourvue d'une extrémité externe (6) en protubérance, adaptée pour pouvoir être actionnée rotativement depuis l'extérieur de façon que, au moyen d'une rotation de la tige cylindrique sur son axe, on puisse faire varier l'angle d'action de l'aube (3) et qu'on puisse de même changer l'ensemble des aubes directrices par un simple dévissage de la chemise et le vissage postérieur de la chemise d'un autre ensemble. 3 - Une machine selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'entraîner ensemble et simultanément des extrémités des tiges cylindriques des aubes (3), afin de pouvoir changer ses angles d'action en même temps.