Brevet FR2593411A1 — publié le 19870731

La présente invention concerne un instrument de malaxage. On trouve une grande variété d'appareillages destinés aux mélanges multi-phases: poudre/liquide, pate/pate, poudre(s)j poudre(s), etc... Ces appareils sont utilisés par de nombreux professionnels: industries diverses, chirurgien-dentistes, cuisinMiers, patissiers etc... Le plus souvent ils sont constitues d'un récipient pour recevoir les produits à mélanger, et d'une spatule actionnée à la main, ou par un moteur electrique, selon le cas. Ces spatules offrent des formes variées; et celles qui semblent offrir le maximum d'efficacité sont les spatules non pleines, du fait que les matériaux s'homogéneisent davantage en cisaillement. Le mélange des phases selon le procédé décrit, sera turbulent et/ou laminaire, selon les principes rhéologiques connus. Le premier but de l'invention est donc de créer un "ustensile" destiné à melanger rapidement par cisaillement, en supprimant le système de spatule tournante. Certaines phases peuvent etre plus adhérentes sur les parois du récipient, que d'autres phases, ou adhérentes sur la spatule. Le fait que la spatule tournante ne racle pas les parois du récipient introduit de ce fait un mélange moins homogène. Le deuxième but de l'invention est donc de ne pas laisser stationner de materiau sur les parois du récipient ou de la spatule-pendant la phase d'homogéneisation. Un troisième effet de l'invention concerne l'éviction du matériau de son récipient. D'autre part, on sait qu'un'malaxage manuel avec bol et spatule, ne permet pas un degré d'homogeneité identique d'un mélange à un autre, et d'une personne à une autre. Dans le cas particulier des matériaux dentaires, de grandes precisions sont requises, et font l'objet de mesures dimensionelles: offices de standardisation, laboratoires de metrologie, étudiants de thèse etc... Invention offre donc un moyen de mélange reproductible, sans avoir à utliser de moteur. Un but supplémentaire de l'invention est de chasser progressivement une partie de l'air contenu dans le récipient, pendant le malaxage. En effet, un clappet- valve est placé à une extremité du récipient d'une part; d'autre part le materiau obture les trous faits dans le piston rendant celui-ci étanche. Le dessin représente un tube T bouché à une extrer;lité par un bouchon C1, et à son autre extremité par un bouchon C2. Le tube est gradué, pour mesurer les volumes de produits déversés. Le bouchon C2, est vissé de préference sur la paroi exterieure du tube de manière à laisser la paroi interne du tube lisse sur toute sa longueur.Le bouchon C1 peut permettre une ouverture totale du tube, ou non. Les extremités du tube ainsi obturé peuvent présenter des surfaces plates, convexes, concaves. Le pistion P comporte un axe longitudinal, et une extremité E démontable, pouvant faire joint dans son plus grand diamètre avec la paroi intérieure du tube. Il coulisse à travers le bouchon C2 lequel comporte un joint en son centre. L extremite E est perforée d'un certain nombre de trous. Sa forme plate, convexe ou concave, vient epouser la forme des extremites du tube, c'est à dire des bouchons. Les perforations faites dans 1 'extremité E , peuvent etre cylindriques, hélicoidales, coniques, de toute forme et section pour provoquer un écoulement laminaire ou plus turbulent. Selon la forme de la tete E, et leur emplacement, elles peuvent etre plus ou moins longues. Leur sction est calculée en fonction de la viscosité du mélange, du pouvoir glissant des matériaux, de la vitesse de pénetration de 1 'extremité E dans le materiau. Ces calculs s'effectuent selon les principes connus de mécanique des fluides. Dans le cas d'un mélange poudre et eau, placons successivement l'un et l'autre dans le tube, à travers l'orifice C2. Le piston est ammené et le bouchon C2 fixé. Pour éviter un com- pactage de la poudre et réduire sa mouillabilité, le tube est d'abord tenu horizontalement de manière que la poudre soit en dessus ou en dessous de l'eau, selon sa densité. Le piston est actionné, amenant chaque fois 1 extremité E au contact de chaque extremité du tube sur lesquelles elle vient buter. Ces formes sont homothetiques, et tout le materiau est chassé. Le materiau passe successivement d'une face de 1 'extremité E à l'autre, à travers les perforations, et eventuellement entre T et E. L' extremité E est amenée vers 1 'extremité C2, et le bouchon C2 retiré. Un capuchon est plaséwpar dessus E pour obturer les perforations et faire le joint avec le tube. Le piston est réintroduit, et le bouchon Cl enlevé. Le malaxeur fait alors office de seringue pour expulser le materiau. Le bouchon C1 peut alors etre remplacé par une canule, permettant ainsi de délivrer de petites quantites de materiau. Le malaxeur devient alors une seringue pour injection de produit pateux. Le bouchon C2, peut-néanmoins etre vissé sur la paroi intérieure du tube, et visser sur toute la hauteur du tube. C ci a pour effet de réduire le volume d'air dans le tube pendant la phase de malaxage. Variante pour pernettre un nettoyage plus aisé des perforations: le bouchon C1 sera à ouverture totale, et les perforations seront réduites en nombre mais augmentées en section. Variante pour éviter d'avoir à enlever le piston après malaxage, et mettre un capuchon sur la tete E: adjonction dans l'axe du piston d'un système à baionnette terminé par un disque faisant joint avec le tube T, et obturant les perforations par rotation Variante pour éviter la necessité du placement de divers joints, dans le but de limiter les forces de frottement pendant le fonctionnement: utilisation de materiaux glissants d'une part; et d'autre part finition des surfaces de frotterez selon les procédés modernes de finition des surfaces. Ces paramètres sont définis dans la figure n" 2, accompagnée de sa référence bibliographique. L'essai est réalisé selon les conditions décrtes ci-apres. - C2 : bouchon emboitant le tube et vissant sur l'exterieur de celui-ci. Forme plate; trou en son centre avec joint laissant passer le piston. - Tube transparent gradué à fond arrondi , lisse sur paroi interne - Cl: valve -E: demi-sphère fixée au bout du piston, la partie convexe faisnt face au fond du tube. Lasphère assure un joint avec T; des perforations cylindriques sont réparties comme indiqué sur la figure . ces perforations sont de diametre égal, mais non de longueur égales. De cette manière davantage de materiau passera à travers les perforations les plus courtes pour crèer une turbulence de chaque coté de 1 'extremité E. - 15 ml. d'eau, et 7,5 grs. de poudre d'alginate pour usage dentaire sont placés dans le tube. Cinq manipulateurs effectuent chacun deux essais dans une periode variant de 10 à 15 secondes. Les memes manipulateurs effectuent parallellement deux essais chacun, selon meme dosage, avec les bols et spatules classiques employés dans les cabinets dentaires. Le materiel est le meme pour tous. La deformation permanente en compression du materiau ainsi obtenu est chaque fois mesurée selon norme ISO/1563, et comparée. Les résultats révelent que le coefficient de D.P. est meilleur en moyenne si le materiau est manipulé dans les conditions de l'invention, que s'il est malaxé manuellement; et que la dispersion des résultats est moins grande. La durée de chaque malaxage manuel se situait entre 40 et 45 secondes. On pense quel 'amelioration de la D.P. selon IS0/1563, traduit un meilleur degré d'homogeneité, selon les conditions de 1' invention. L'extremité Cl placée dans veau, laisse échapper quelques bulles d'air, traduisant une expulsion d'une partie de l'air contenu dans le tube. REVENDICATIONS l- malaxeur de produits dentaires caractérise par: - un tube fermé aux deux extremités, chacune d'elle faisant office de bouchon, et de stoppeur du piston. - un piston traversant l'un des bouchons, lequel est muni d'un joint assurant l'étanchéité avec l'axe du piston. - une tete de piston vissable sur 1 'extremité de celui-ci qui rentre dans le tube, cette tete faisant oint avec la paroi 'interne du tube, cette tete comportant des perforations et etant homothétique aux faces des bouchons en regard, plate, concave ou convexe sur l'une et/ou 1 'autre de ses faces. -un obturateur de la tete de piston. Z- maiaxeur seion -r caracterrsé par une tete de piston d'un diamètre inférieur au diamètre interne du tube, pour ne pas assurer l'étanchéité avec celui-ci. 3 malaxeur selon 1 et 2 caractérisé par des perforations cylindriques, hélicoidales, ou connu'es sur la tete du piston. 4- malaxeur selon 1, 2, ou 3, caractérisé par une tete de piston comportant des perforations de longueurs inégales, réparties à des distances plus ou moins grandes du centre de la tete, non plane 5- malaxeur selon l'une quelconque ; revendications précédentes caractérisé par une tete de piston non vissée, mais rivetée, de manière à pouvoir pivoter . autour de l'axe du piston. 6-malaxeur selon l, 2, 3, 4, ou 5, caractérisé par l'adaptation d'une valve en guise de bouchon, d'une canule évacuatrice du matériau, par un tube transparent avec graduations, par un bouchon à vissage interne à la paroi du tubeppouvant rentrer jusqu'à n'importe quelle hauteur du tube dans le but de réduire le volume d'air, et enfin par une lamelle thermosoudable deséparation des constituants du mélange 7- malaxeur selon l, 2, 3, 4, 5, ou 6, comprtant des creusures longitudinales sur la paroi interne, pour échapper à 1 'étan- -chéité de la tete du piston, et obturateur de meme forme. 8- malaxeur selon revendications précedentes, caractérisé par des perforations de section et de nombre variable. 9- malaxeur selon revendications précédentes, muni d'un système à baionette et a: -nnant l'obturateur 10- malaxeur selon revendications précedentes, caracterisé par la finition de surfaces de frottement, permettant d' éliminer les joints.