Brevet FR2614831A1 — publié le 19881110

L'invention concerne une machine à extruder une substance ou un matériau pâteux. notamment de la pâte à savon. Les machines utilisées pour la fabrication de savon comprennent entre autres une trémie disposée au-dessus d'une vis sans fin qui achemine de la pâte à savon à une filière. Ceci présente l'inconvénient dans le cadre d'une fabrication en petites séries, de n utiliser qu'une faible part de la pâte contenue dans la vis sans fin car celle-ci doit être complétement remplie pour commencer à travailler. I1 reste donc une certaine quantité de matériau non utilisé dans la machine. En outre la présence continue de matériau non utilisé a tendance à encrasser la machine et il est donc nécessaire de prévoir de -fréquents nettoyages. La présente invention a pour but de réaliser une machine à extruder un matériau pâteux qui résout les problèmes posés par les machines de l'art antérieur et qui présente une durée de cycle de fonctionnement sans nettoyage plus importante. L'invention a pour objet une machine à extruder un matériau pâteux, qui comprend une trémie munie à son extrémité in-férieure de deux conduites d'alimentation, qui comportent une vis sans fin d'alimentation disposée intérieurement dans la conduite correspondante et débouchant respectivement dans l'une de deux chambres de compression cylindriques disposées parallèlement l'une à l'autre et de part et d'autre d'un axe central X-X et aboutissant à l'une de leurs extrémités dans une meme tête de filière, chacune des chambres de compression ayant une section adaptée à celle respective d'un piston de compression se déplaçant dans sa chambre particulière entre une position de repos dans laquelle le piston se trouve à l'extrémité de la chambre opposée à la tète de filière et une position de travail dans laquelle le piston comprime le matériau contenu dans la chambre, les pistons se déplaçant en alternance de manière synchrone, de manière à permettre un fonctionnement en continu de la machine. Selon d'autres caractéristiques - chaque piston de compression comporte un manchon d'étanchéité en caoutchouc dur autour de la tête du piston et une pièce d'usure agencée sur la tête du piston; - chaque piston comporte des moyens d'occultation de 1 ouverture entre la conduite d' alimen- tation et la chambre de compression correspondante constitués par un fourreau muni d'une butée d'ex trémité sur lequel un élément de fermeture ou manchon coulisse sous l'action d'un ressort, le fourreau coulissant lui même sur la tige du piston sous lac- tion d'un ressort. L'invention sera décrite plus en détail cidessous, en se reférant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple, dans lesquels - la Fig.1 représente une vue partielle en coupe de la machine suivant l'invention - la Fig,2 représente une vue de-dessus schématique de la machine selon l'invention - la Fig.3 représente une vue schématique de la tête d'un piston de compression ; et - la Fig.4 représente une vue schématique de l'élément de fermeture selon l'invention. Sur les Fig.1 et 2, on a représenté une machine à extruder un matériau pâteux selon l'invention. La machine comporte une trémie 1, munie à son extrémité inferieure de deux conduites d'alimentation 3, 5. A l'intérieur de chacune- des conduites 3, 5 est disposée respectivement une vis sans fin d'alimentation 7 9 to-urnant chacune dans une conduite. Les vis d'alimentation sont entrainées en rotation par un ensemble 10 de chaines et des pignons reliés à un motoréducteur, de manière à entrainer la pâte en provenance de la trémie. Chacune des conduites d'alimentation 3,5 débouche respectivement dans l'une de deux chambres de compression cylindriques 11, 13, disposées parallèlement l'une à l'autre et de part et d'autre d'un axe central -X-X' de la machine.La section de chacune des chambres de compression 11, 13 est adaptée à celle d'un piston de compression 15, 17 respectivement, se déplaçant dans la chambre correspondante. Chacune des chambres de compression 11, 13 est munie à son extrémité la plus éloignée de son piston d'une grille 21 et chacune des chambres débouche dans une même tête de filière 25. Cette tette de filière a une forme conique se rétrécissant vers l'avant et est munie sur sa paroi extérieure de moyens de chauffage 26, par exemple de résistances électriques. Un volet de séparation 27 est situé à l'intérieur de la tête de filière 25 et est mobile sous l'effet du poids d'une charge appliquée sur l'une ou l'autre de ses parois latérales.La tete de filière 25 est munie à son extrémité de plus petit diamètre d'un porte-filìere 28 servant de support à une filière 29 amovible de manière à obtenir le profilé souhaité pour le savon sortant de la machine à extruder. Chacun des pistons 15, 17 est déplacé par des moyens connus en soi tel qu'un vérin hydraulique ou pneumatique par exemple, et est fixé à un bâti particulier dont un seul 31 est représenté Fig.1. On a représenté Fig.3, une vue schématique de la tête de l'un des piston de compression par exemple du piston 15. La tête 33 du piston est munie d'un manchon en caoutchouc dur 35 destiné à assurer l'étanchéité du piston lors de son déplacement. On peut aussi, si on le souhaite et comme représenté à la Fig.3, munir si nécessaire la tête de piston 33 d'une pièce d'usure 39 en un matériau résistant à la corrosion par exemple en acier inoxydable. Chacun des pistons de compression 15, 17 est muni de moyens d'occultation, de référence générale 50, (Fig.1 et 4) destinés à assurer une fermeture étanche de l'ouverture de la conduite d'alimentation débouchant dans la chambre de compression correspondante lorsque le piston se trouve en position de travail. En effet, il reste toujours des résidus dans la trémie qui tombent à travers la conduite d'alimentation dans la chambre de compression. Pour éviter que ces résidus ne tombent après le passage de la tète de piston, le piston est donc muni de moyens d'occultation 50 situés immédiatement derrière la tête de piston. Ces moyens d'occultation, dans le mode de réalisation représenté ici, sont constitués par un fourreau 51 sur lequel coulisse un élément de fermeture ou manchon 52 muni d'épaulements avant et arrière 53 sous l'action d'un ressort 54. Le fourreau 51, muni d'épaulement 55 et d'une butée d'extrémité 56 arrière se déplace sur la tige de piston sous l'action d'un ressort 57. En position de repos du piston, le fourreau 51 et le manchon 52 sont disposés comme représentés Fig.1. Dans un premier temps de la poussée du piston le fourreau et le manchon se déplacent solidairement sous l'action du ressort 57 et la butée arrière 56 vient alors en appui contre la paroi d'extrémité de la ~chambre de compression opposée à la tète de filière. Ensuite, le piston continue de se déplacer et le manchon 52 sous l'action du ressort se déplace en coulissant sur le fourreau 51 pour venir pratiquement au droit de l'ouverture faisant communiquer la conduite d alimentation et la chambre de compression correspondante à ce moment là, l'épaulement arrière 53 du manchon 52 vient en butée contre l'épaulement avant du fourreau 51. Les épaulements avant et arrière 53 du manchon 52 ainsi que l'épaulement avant 55 et la butée arrière 56 du fourreau 51 peuvent être soit venus de matière soit rapportés sur le manchon et le fourreau respectivement. Bien que l'on n'ait décrit le fonctionnement que pour un seul piston, il est bien entendu que dans le cas du deuxième piston le fonctionnement est simi laire. Le fonctionnement de l'installation décrit ci-dessus est le suivant - le matériau pâteux, par exemple de la pâte à savon, est introduit dans la trémie 1 qui le dirige vers les conduites d'alimentation 3, 5 et les chambres de compression 11, 13 par l'intermédiaire des vis sans fin d'alimentation 7, 9 et ce matériau est comprimé par l'un des pistons, par exemple, le piston 15 correspondant dans la chambre de compression et passe ensuite dans la tête de filière 25 pour être envoyé dans la filière 29. Au début du cycle de fonctionnement, l'une des chambres de compression, par exemple la chambre 71, est dégagée et dans l'autre chambre 13 le piston 17 est en position de travail, son élément de ferme ture 52 bouchant l'ouverture communiquant avec la conduite d'alimentation 5 correspondante. La tête de filière 25 contient alors une masse de matériau comprimé ou charge qui pousse latéralement sur le volet de séparation 27 et le fait basculer vers la partie de tête de filière dans laquelle débouche l'autre chambre de compression 11 de manière à empêcher qu'une partie même faible de la charge ne pénètre dans cette chambre 11. Cette charge passe à travers la filière 29 sous l effet de la compression du piston.Pendant ce temps, la chambre 11 se remplit d'une certaine masse de matériau ou charge et le piston 15 exerce une action de compression pour envoyer la charge contenue dans cette chambre dans la filière. Au même moment, le piston 17 recule et la chambre 13 se remplit. La chambre 13 est pleine, le piston 17 comprime tandis que le piston 15 et que le volet de séparation 27 bascule de l'autre coté de l'axe X-X' dans la tête de filière. Le volet 27 bascule de part et d'autre de l'axe X-X suivant la chambre de compression d'ou provient la charge qui exerce une pression sur l'une de ses parois latérales. Les déplacements alternatifs des pistons 15, 17 sont synchrones de manière à ce qu'à une avance de l'un des pistons corresponde un recul de l autre et un remplissage de la chambre de compression, ce qui permet d'obtenir un fonctionnement en continu de la machine. On observera que dans ce mode de realisation le piston n'assure que les efforts strictement nécessaires à l'éjection de la pâte par la filière. Il est bien entendu possible de modifier la machine décrite ci-dessus ; par exemple suivant un autre mode de réalisation les conduites d'alimentation sont inclinées par rapport à l'axe de la chambre de compression et/ou les vis sans fin d'alimentation sont des vis à pas dégressif, eien d'autres modifications ou modes de réalisation apparaitront de manière évidente à l'homme de l'art et sont compris dans le do Ormaine de l'invention. La machine décrite ci-dessus permet d'ob- tenir une diminution de la quantité de matériau non utilisée dans la mesure ou la longueur relativement faible des conduites d'alimentation, les moindres dimensions des chambres de compression par rapport au cylindre de la vis d'extrusion de l'art antérieur réduisent la masse résiduelle de matériau après fonctionnement. Elle fonctionne avec des efforts développés à partir de 100 bar/cm2. En outre, si nécessaire, le système de commande des pistons peut être agencé de manière telle que lors du dernier cycle de fonctionnement le piston non actif obture par l'intermédiaire de son élément de fermeture la conduite d'alimentation qui lui correspond et qu'ainsi on évite de remplir la chambre de compression inutilement. On saisit donc tout l'intérêt économique de l'invention puisque la quantité de matériau non utilisé est réduite au strict minimum. REVENDICATIONS 1. Machine à extruder un matériau pâteux, notamment de la pâte à savon, caractérisée en ce qu'elle comprend une trémie ( 1 (1) munie à son extrémité inférieure de deux conduites d'alimentation (3,5), qui comportent une vis sans fin d'alimentation (7,9) disposée intérieurement dans la conduite correspondante et débouchant respectivement dans l'une de deux chambres de compression cylindriques (11,13) disposées parallèlement l'une à l'autre et de part et d'autre d'un axe (X-X ) et aboutissant à une de leurs extrémités dans une mme tête de filière (25), où chacune des chambres de compression (11,13) a une section adaptée à celle de son piston de compression (15,17) s'y déplaçant entre une position de repos dans laquelle le piston se trouve à l'extrémité de la chambre opposée à la tète de filière 125) et une position de travail dans laquelle le piston comprime le matériau contenu dans la chambre, les pistons se déplaçant en alternance de manière synchrone, pour permettre un fonctionnement en continu de la machine. 2. Machine à extruder selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque piston de compression (15,17) comporte un manchon de caoutchouc dur (35) autour de la tete de piston (33) destiné à en assurer l'étanchéité. 3. Machine à extruder selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque piston (15,17) est muni d'une pièce d'usure (39 > agencée sur la tete de piston (33). 4. Machine à extruder selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque piston (15,17)~com- porte en outre des moyens (50) destinés à assurer l'occultation de l'ouverture entre l'une des conduites d'alimentation (3,5) et la chambre de compression (11,13) corespondante lorsque ledit piston de compression est en position de travail. 5. Machine à extruder selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens d'occultation (50) sont constitués par un fourreau (51) muni d'une butée d'extrémité (55) sur lequel un élément de fermeture ou manchon (52) coulisse sous l'action d'un ressort (57), le fourreau (51) coulissant lui mâme sur la tige du piston sous 1 action d'un ressort (54).