Brevet FR2654011A1 — publié le 19910510

La présente invention est relative au domaine de la production instantanée d'un produit final directement utilisable, à partir du mélange d'au moins deux composants proportionnellement dosés. Parmi les nombreuses applications envisagées, il convient de citer la production d'un film ou d'un cordon d'étanchéité ou de collage intervenant dans la fabrication industrielle de produits finis incluant l'association de parties élémentaires assemblées pour que l'ensemble ainsi formé réponde à certaines caractéristiques de tenue mécanique et d'étanchéité. De façon plus spécifique, il convient de citer, à titre d'exemple non limitatif, la production industrielle de double vitrages ou de panneaux vitrés simples ou doubles entrant dans la constitution de parois, de murs-rideaux, etc... Pour l'obtention d'un produit final du type ci-dessus, la technique antérieure connaît des installations plus généralement conçues pour le dosage et le mélange d'au moins deux composants à caractère semi-liquide ou pâteux. Généralement, une installation de ce type comprend deux unités de stockage et de pompage des composants à doser. Ces unités, désignées par la référence 11 et 12 à la fig. I illustrative de l'art antérieur, sont dotées chacune d'une pompe à piston 21 et 22 dont les circuits de refoulement 31 et aboutissent à une unité de dosage 4 permettant de délivrer des doses proportionnelles des produits.L'unité de dosage 4 comprend deux pompes doseuses 51 et 52 du type à piston, actionnées simultanément par un organe moteur 6 comprenant un balancier agissant sur les pistons des pompes 51 et 52 Le réglage de la position relative de l'une, voire des deux pompes 51 et 52' par rapport au pivot 7 du balancier 6, permet d'obtenir une variation proportionnelle de débit et un dosage convenable. Les circuits de refoulement 81 et 82 des pompes 51 et aboutissent à une unité de mélange 9 comprenant un corps 10 prolongé par un mélangeur statique 11 dont la sortie est raccordée par un flexible à un organe distributeur 13, le plus fréquemment constitué par un pistolet. Une installation du type ci-dessus présente un certain nombre d'inconvénients connus rendant sa mise en service délicate et insatisfaisante. En effet, une telle installation est complexe, lourde, chère et difficile à régler, notamment lorsqu'il faut intervenir sur l'unité de dosage 4. En outre, le recours à des pompes de dosage du type à piston entraîne des variations ou fluctuations de débit ou de pression dans les circuits de refoulement 81 et 82 et, en conséquence, une alimentation non constante, ni régulière de l'unité 9 qui produit ainsi, par le mélangeur 11, un produit final non homogène. Etant donné que le mélange des produits de base intervient dans l'unité 9 en amont de l'organe 13, toute modification de dosage proportionnel ou de composition implique la mise en service d'un circuit de rinçage 14 branché sur l'unité 9 et à même de nettoyer le corps 10, le mélangeur 11, le flexible et le pistolet 13. L'obligation de procéder à un rinçage représente une opération délicate en raison de la quantité importante de produits solvants à caractère toxique qui doivent être véhiculés et, bien entendu aussi, stockés dans des conditions de sécurité et de précaution certaines. Pour tenter de rémédier à une partie au moins des inconvénients ci-dessus, la technique antérieure connaît une proposition visant à raccorder l'organe de distribution 13 aux circuits 81 et 82 en dotant la sortie de l'organe 13 d'un mélangeur 11. Une telle proposition permet, lorsque le mélangeur 11 est du type jetable, de s'affranchir de l'obligation du circuit de rinçage 14. Cependant, les inconvénients tenant à la complexité et aux fluctuations de distribution subsistent. Tous les inconvénients ci-dessus sont accrus lorsque les composants devant être dosés et mélangés sont de caractère pâteux, non coulant, comme cela devient de plus en plus la tendance actuelle en raison des progrès effectués en chimie de synthèse. L'objet de l'invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant une nouvelle installation, plus particulièrement conçue pour être spécifiquement adaptée à la production d'un produit final directement utilisable à partir du mélange d'au moins deux composants à caractère pâteux, non coulant. Pour atteindre l'objectif ci-dessus, l'installation de dosage et de mélange selon l'invention, du type comprenant au moins deux unités de pompage correspondant aux deux composants et gavant deux moyens d'alimentation raccordés à deux circuits d'admission d'un organe distributeur du produit final et dont le nez, au droit duquel s'ouvrent les circuits d'admission, est pourvu d'un mélangeur statique, est au moins caractérisée en ce que, dans l'application au dosage et au mélange d'au moins deux composants à caractère pâteux, non coulant, lesdits moyens d'alimentation sont constitués par des pompes à engrenages. Selon une autre caractéristique, les pompes à engrenages sont du type à vitesse lente, c'est-à-dire inférieure à 200 t/min. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une représentation schématique d'une installation conforme à l'art antérieur. La fig. 2 est une vue schématique d'une installation conforme à l'invention. La fig. 3 est une coupe pouvant être considérée comme prise sensiblement selon la ligne III-III de la fig. 2. La fig. 4 est une coupe-élévation de l'organe distributeur conforme à l'invention. La fig. 5 est une coupe en plan prise selon la ligne V-V de la fig. 4. La fig. 6 est une coupe-élévation illustrant une variante de réalisation de l'un des éléments constitutifs de l'organe distributeur. L'installation selon l'invention, telle que représentée schématiquement à la fig 2, est prévue pour le dosage et le mélange d'au moins deux composants A et B devant entrer en proportions déterminées dans la composition d'un produit final directement utilisable pour la constitution d'un film ou d'un cordon d'étanchéité ou de collage, par l'intermédiaire d'un organe distributeur 20 du type pistolet. Les produits A et B sont de caractère pâteux, non coulant. Le produit A est stocké, par exemple dans un fût 21a faisant partie d'une unité de pompage 22a comprenant une pompe 23a du type à piston comme cela est connu dans la technique antérieure. Des références identiques affectées de l'indice b désignent les mêmes éléments caractéristiques de l'unité 22b réservée au pompage du composant B. Les unités 22a et 22b sont destinées à assurer le gavage d'une unité de dosage 24 comportant des moyens 25a et 25b d'alimentation de l'organe distributeur 20. Les moyens d'alimentation 25a et 25b sont réalisés de façon identique et, en conséquence, les mêmes références désignent sur les dessins les mêmes parties constitutives affectées des indices a et b. Chaque moyen d'alimentation 25 comprend une pompe 26, du type à engrenages, possédant au moins un train ou un duo d'engrenages 27 logé dans un corps 28 dont l'orifice d'admission 29 est raccordé au circuit de refoulement 30 de l'unité de pompage et de gavage 22 concernée. L'orifice de refoulement 31 du corps 28 est, par contre, raccordé par l'intermédiaire d'un flexible 32 à l'organe de distribution 20 qui comprend, comme cela ressort de la description qui suit, un corps 33 délimitant, intérieurement, au moins deux circuits d'admission aboutissant à un nez extrême 34 pourvu d'un mélangeur statique jetable 35. Les spécialistes des pompes à engrenages connaissent les caractéristiques et les limites de fonctionnement de telles pompes qui sont, généralement, connues pour être difficilement compatibles voire incompatibles avec le transfert de produits à caractère pâteux, non coulant. De façon surprenante, la proposition selon l'invention a permis de constater, au contraire, que la mise en oeuvre de pompes à engrenages pouvait permettre le transfert de produits pâteux, non coulants, à condition de respecter au moins une première condition d'entraînement à vitesse lente de telles pompes.Par vitesse lente, il convient de considérer des vitesses inférieures à 200 t/min et choisies sélectivement en fonction de la cylindrée des pompes, de la viscosité des produits et, aussi, de la perte de charge procurée par l'installation et, plus particulièrement, par la partie de cette dernière comprise entre les orifices de refoulement 31 des corps 28 et l'orifice de sortie du mélangeur statique jetable 35. L'entraînement des pompes à engrenages 25a et 25b peut être effectué par l'intermédiaire de moteurs individuels à vitesse réglable du type électrique, hydraulique ou pneumatique. Une disposition d'entraînement avantageuse, telle qu'illustrée par la fig. 3, comprend un moteur unique 40 de type pneumatique, dont l'arbre de sortie 41 entraîne un train réducteur 42 mono ou multi-étages attaquant l'arbre d'entraînement 43 de l'une des pompes à engrenages par exemple 25a. Le train 42 entraîne une transmission 44, du type à vitesse variable, qui entraîne un train réducteur 45 mono ou multi-étages attaquant l'arbre d'entraînement 46 de la seconde pompe à engrenages par exemple 25b.Par un tel moyen, il devient possible, en ayant recours à un seul organe d'entraînement, de faire fonctionner les pompes 25a et 25b à des vitesses variables en relation proportionnelle pour établir un dosage proportionnel relatif des produits A et B aux orifices de sortie 31a et 31b. Le moteur pneumatique 40 est, de préférence, à vitesse variable et la transmission 44 peut, par exemple, être à poulies dont l'une, telle que 47, peut être réglée en diamètre par l'intermédiaire d'un organe de commande 48 du type à vis ou analogue. Selon une autre disposition de l'invention, les moyens d'alimentation 25a et 25b constitués par des pompes à engrenages sont associés également à des vannes d'isolement 49a et 49b interposées entre les orifices d'admission 29a et 29b et les circuits de refoulement 30a et 30b. Les vannes 49 sont du type à position de repos fermée, de manière à isoler les corps de pompe 28a et 28b des unités 22a et 22b en dehors des périodes d'utilisation au cours desquelles l'organe de distribution 20 est mis en service. Selon une autre disposition de l'invention, il est également prévu de doter le moteur 40 ou les moteurs individuels, lorsque ces derniers sont prévus, de moyens de commande placés sous la dépendance de l'organe distributeur 20, également chargé alors d'assurer la commande en ouverture des vannes d'isolement 49. Une telle dépendance peut être établie en faisant commander des circuits d'alimentation pneumatique 40' et 49' à partir du pistolet 20. Ainsi, en dehors des périodes d'utilisation, les pompes à engrenages 25a et 25b sont à l'arrêt, tandis que les vannes d'isolement 49a et 49b sont fermées, alors que dès la mise en service de l'organe 20, les pompes 25a et 25b sont entraînées en rotation avec commande et maintien en ouverture simultanée des vannes d'isolement 49a et 49b. Selon un exemple de réalisation illustré par les fig. 4 et 5, l'organe distributeur 20, du type pistolet, comprend le corps 30 qui peut être réalisé de façon monobloc ou segmenté comme illustré aux dessins pour faciliter l'usinage, les opérations de montage, d'entretien et de réglage, voire celles de nettoyage ou de remplacement. Le corps 30 délimite intérieurement deux circuits d'admission 50a et 50b s'établissant entre le nez 34, au droit duquel ils débouchent indépendamment, et des puits 51a et 51b de raccordement avec les flexibles 32a et 32b. Chaque circuit d'admission délimite intérieurement un siège 52 avec lequel peut coopérer un obturateur 53 à position de repos fermée. L'obturateur 53 comprend une tête 54, de préférence du type sphérique, formée ou adaptée en bout d'une aiguille 55 traversant le corps 30 par l'intermédiaire d'un presse-étoupe 56. Les obturateurs 53 sont, de préférence mais non exclusivement, disposés parallèlement l'un à l'autre, de manière à pouvoir coulisser simultanément pour être commandés en ouverture par un moyen d'actionnement sollicité par une commande 57 portée par une poignée 58 solidaire du corps 30. Dans la forme de réalisation illustrée aux fig. 4, la commande 57 contrôle un circuit 59 d'admission d'air comprimé à un moyen d'actionnement 60 constitué par un vérin pneumatique, du type simple ou double effet, adapté sur le corps 30. Le vérin 60 possède un piston 61 dont la tige 62 est attelée, par l'intermédiaire d'une barrette 63, simultanément aux aiguilles 55 des obturateurs 53. Le vérin 60 est chargé de commander la course d'ouverture simultanée des obturateurs 53, ainsi que leur course de fermeture avec l'aide de moyens d'assistance tels que des organes élastiques 64 pourvus de moyens de réglage 65 et interposés entre le corps 30 et les aiguilles 55 pour solliciter toujours ces dernières en fermeture des sièges 52. La fig. 6 montre une variante de réalisation dans laquelle l'organe de commande 57 est constitué par une gâchette mécanique solidaire de leviers d'actionnement 66 articulés sur le corps 30 et attelés par l'intermédiaire de noix ou rotules 67 sur les aiguilles 55a et 55b des obturateurs 53. Dans un tel cas, les obturateurs 53 répondent aux caractéristiques ci-dessus de position de repos fermée dans laquelle ils sont sollicités par l'intermédiaire des organes élastiques d'assistance 64. Par les moyens décrits ci-dessus, il devient possible en agissant sur la commande 57 de l'organe distributeur 20, de commander l'ouverture simultanée des vannes d'isolement 49a et 49b, la mise en rotation des pompes à engrenages 25a et 25b et l'ouverture des obturateurs 53a et 53b. La rotation des pompes permet de transférer, à partir des corps 28a et 28b gavés par les unités 22a et 22b, des produits A et B dans des proportions relatives pour les acheminer dans les flexibles 32a et 32b assurant leur transfert séparé jusque dans les circuits d'admission 50a et 50b à la sortie desquels un mélange intervient dans le mélangeur statique 35. Une telle installation permet, par l'intermédiaire des pompes à engrenages et des vannes d'isolement, de disposer d'un gavage constant et de fournir des débits de produits A et B sans fluctuation, contrairement aux installations traditionnelles dans lesquelles les moyens de gavage et d'alimentation sont constitués par des pompes à piston. Par les moyens ci-dessus, il devient aussi possible de régler rapidement le dosage proportionnel entre les produits A et B, puisqu'il suffit d'agir sur l'un quelconque des moyens accessibles d'entraînement, savoir le moteur 40 ou la transmission 44 pour faire varier relativement la vitesse de rotation des pompes 25a et 25b. La mise en oeuvre d'obturateurs 53 possédant une assistance de fermeture à pression réglable et des têtes d'obturation du type sphérique permet de disposer d'une ouverture ainsi que d'une fermeture franches simultanées des circuits d'admission 50a et 50b qui délivrent ainsi toujours les deux composants dans des proportions relatives constantes déterminées par le réglage de dosage. Pour illustrer les caractéristiques de faisabilité de l'installation selon l'invention, on donne ci-après les moyens mis en oeuvre pour la production d'un cordon d'étanchéité et de collage à partir de deux composants A et B de la famille des silicones et, plus particulièrement, d'un composant A commercialisé par la Société Rhône-Poulenc Chimie sous la marque Rhodorsil VEC 99 A et d'un composant B commercialisé par la Société Rhône-PouLenc Chimie sous la marque Rhodorsil VEC 99 B devant être mélangés dans des proportions en volumes comprises entre 100/5 et 100/15 et, plus particulièrement, égales à 100/10 - Pompes de gavage 22 rapport de pression ............. 16/1, pression de refoulement ......... 40 bars. - Pompes à engrenages 26a 26b . cylindrée.............. 3,5 cc 0,29 cc vitesse de rotation 50 à 160 t/min 100 à 150 t/min pression refoulement 80 bars 80 bars Longueur flexible entre les pompes 22 et ?6 2 mètres. Longueur flexible entre les pompes 26 et le pistolet 4,50 mètres. - Pression au pistolet 20 :40 à 45 bars. - Mélangeur statique 35 diamètre 13 mm, longueur 200 mm, débit de 100 à 600 gr/min. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Installation de dosage et de mélange d'au moins deux composants (A - B) pour la production, par mélange de ces composants, d'un produit final directement utilisable pour la constitution d'un film ou cordon d'étanchéité ou de collage, installation du type comprenant au moins deux unités de pompage (22) correspondant aux deux composants et gavant deux moyens d'alimentation (25) raccordés à deux circuits d'admission d'un organe (20) distributeur du produit final et dont le nez, au droit duquel s'ouvrent les circuits d'admission, est pourvu d'un mélangeur statique jetable (35), caractérisée en ce que, dans l'application au dosage et au mélange d'au moins deux composants à caractère pâteux, les moyens d'alimentation sont constitués par des pompes à engrenages (26). 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pompes à engrenages sont du type à vitesse lente inférieure à 200 t/min. 3 - Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les pompes à engrenages sont raccordées aux unités de gavage avec interposition pour chacune d'une vanne d'isolement (49) à position de repos fermée. 4 - Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les pompes à engrenages sont associées à des moyens d'entraînement en rotation commandés à partir de l'organe distributeur. 5 - Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les vannes d'isolement sont commandées en ouverture à partir de l'organe distributeur simultanément aux moyens d'entraînement en rotation des pompes. 6 - Installation selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les pompes sont associées à des moyens d'entraînement individuel à vitesse réglable. 7 - Installation selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les pompes sont associées à des moyens d'entraînement comprenant un moteur unique (40) à vitesse réglable, un premier train transmetteur (42) attaquant l'une des pompes, une transmision à vitesse variable (44) entraînée par le premier train et un second train transmetteur (45) entraîné par la transmission et attaquant la seconde pompe. 8 - Installation selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que l'organe distributeur comprend un corps (30) délimitant intérieurement au moins deux circuits d'admission (50) raccordés à la sortie (31) des pompes et contrôlés par des obturateurs (53) à position de repos fermée et actionnés simultanément en ouverture par un moyen de commande (57) unique porté par l'organe distributeur. 9 - Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les obturateurs (53) sont constitués par des aiguilles (55) pourvues en bout de tête d'obturation (54) coopérant avec des sièges (52) présentés par les circuits d'admission (50) entre des puits (57) de raccordement aux pompes et le nez (34) de l'organe distributeur. 10 - Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les aiguilles (55) sont associées à des organes élastiques (64) d'assistance en position fermée. 11 - Installation selon la revendication 8, 9 ou 10, caractérisée en ce que les aiguilles (55) sont commandées par un moyen de commande (57) agissant sur un moyen d'actionnement du type levier (66). 12 - Installation selon la revendication 8, 9 ou 10, caractérisée en ce que les aiguilles (55) sont commandées par un moyen de commande (57) contrôlant l'alimentation d'un vérin d'actionnement (60). 13 - Installation selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que, dans l'application au dosage et au mélange de deux composants silicones pour la production d'un cordon d'étanchéité et/ou de collage, elle comprend - Pompes de gavage (22) rapport de pression ............. 16/1, pression de refoulement ......... 40 bars. - Pompes à engrenages (26a) (26b) . cylindrée.............. 3,5 cc 0,29 cc . vitesse de rotation 50 à 160 t/min 100 à 150 t/min . pression refoulement 80 bars 80 bars Longueur flexible entre les pompes (22) et (26) 2 mètres. Longueur flexible entre les pompes (26) et le pistolet : 4,50 mètres. - Pression au pistolet (20) : 40 à 45 bars. - Mélangeur statique (35) . diamètre 13 mm, . longueur 200 mm, . débit de 100 à 600 gr/min.