Brevet FR2663259A1 — publié le 19911220

La présente invention concerne le domaine de la plasturgie. L'invention vise de façon plus spécifique la phase d'étuvage des matières premières alimentant des machines de transformation de matières plastiques. On sait que les matières premières alimentant les machines de plasturgie, telles que les boudineuses, des presses à injections oùa extruder, sont-constituées de granules de matières brutes (neuves ou recyclées). Et ces granules alimentant la machine ou les machines de plasturgie sont soumises à une phase d'étuvage. Cet étuvage est obtenu par passage dans une enceinte fermée traversée par un courant d'air conditionné (en température et en hygrométrie). Et ce flux d'air traversant le lit de granules entraîne avec lui l'humidité qui est adsorbée à la surface des granules constituant la matière première en vrac. Il est en effet impératif d'amener cette matière première à un état de siccité approprié afin d'éviter les effets parasites liés à la présence d'une eau nécessairement amenée à une température de vaporisation lors de la plastification des granules dans les#machines de transformation de matières plastiques. On utilise à cet effet des enceintes d'étuvage qui sont généralement alimentées en continu depuis une réserve de granules à étuver par un dispositif à niveau constant correspondant au remplissage maximum de l'enceinte ; les granules sont évacuées à la base de l'enceinte d'étuvage pour alimenter sensiblement en continu ou par à-coups la trémie d'alimentation de la machine de transformation de matières plastiques Dans ces conditions les granules déversées depuis le haut traversent continûment l'enceinte d'étuvage et sont prélevées à la base de cette dernière après un temps de parcours correspondant en principe au temps optimum d'étuvage. Il est en effet nécessaire et exigé par les plasturgistes que la matière première alimentant la boudineuse arrive à un état approprié correspondant d'une part à un temps d'étuvage optimal mais également à un temps de repos après étuvage se situant dans une marge optimale. On comprend en effet qu'un temps d'étuvage trop prolongé risque d'entraîner une évolution parasite de la matière première, tandis qu'un temps de repos excessif après étuvage aboutirait à modifier les caractéristiques des produits ; notamment par récupération d'une quantité d'humidité éventuellement réadsorbée depuis l'humidité ambiante. On voit dans ces conditions qu'il est souhaitable que le temps de séjour de la matière première dans l'enceinte suive un cycle régulier et constant d'une part et que la matière après étuvage ne subisse pas une période de stockage prolongée avant d'alimenter la machine de transformation de matières plastiques. Ces conditions ne peuvent être réalisées que si la vitesse volumique, c'est-à-dire en pratique le temps de séjour des granules au sein de l'enceinte d'étuvage, est exactement adaptée au débit des machines desservies. Ceci est difficile à obtenir en utilisant les appareils existants. En effet, les étuves étant constituées d'enceintes de capacité fixe et déterminée, toute variation dans le débit d'alimentation de la machine de plasturgie se traduit nécessairement, du fait de l'alimentation constante de cette machine, par une variation dans la vitesse volumique, donc dans le temps de séjour de la matière première au sein de l'enceinte d'étuvage. Toute accélération du débit d'alimentation de la machine de plasturgie se traduit nécessairement par une élévation de la vitesse volumique au sein de l'enceinte, c'est-à-dire par un raccourcissement du temps de séjour au sein de 1 'enceinte. On voit donc que pour une enceinte d'étuvage de capacité déterminée, le temps de séjour des produits notamment des granules va varier en fonction de la vitesse d'alimentation de la machine. Il serait donc nécessaire dans un atelier de plasturgie de disposer d'enceintes d'étuvage de différentes capacités, de façon à adapter ces différentes enceintes à la vitesse ou au débit d'alimentation de chacune des machines desservies. Cette condition est difficile à remplir dans la mesure où elle suppose un investissement et une immobilisation en matériel qui grèvent la rentabilité de l'exploitation. Et, bien plus, comme les cadences de production peuvent varier pour une même machine en fonction des besoins (ou des caractéristiques des produits fabriqués) il serait nécessaire à l'occasion de chaque changement de cadence d'adapter une nouvelle enceinte d'étuvage, ce qui implique des conditions d'exploitation des ateliers de plasturgie devenant particulièrement complexes et lourdes avec des besoins de main-d'oeuvre excessifs. La présente invention remédie à ces inconvénients et permet, à partir d'une enceinte d'étuvage déterminée et de capacité donnée, d'adapter cependant la vitesse volumique et donc le temps de séjour des produits en fonction du débit de chaque machine, sans modifier pour autant l'enceinte d'étuvage susceptible de rester à poste fixe à proximité de la machine desservie. L'invention permet donc, selon un premier objet, de mettre en place des enceintes d'étuvage susceptibles de s'adapter à la flexibilité des conditions de production de l'industrie plasturgique et notamment des cadences et donc des débits d'alimentation des machines desservies, avec une simple programmation dans les conditions d'alimentation de l'enceinte d'étuvage. A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour l'étuvage en continu de matières en vrac, tels que des granulés de matière plastique alimentant une machine de plasturgie, le dispositif étant du type constitué d'une enceinte fermée traversée par un flux d'air conditionné apte à évacuer l'humidité adsorbée sur les granules, l'enceinte étant reliée par des moyens de transport, notamment pneumatiques, d'une part en amont à une réserve de granules à étuver et d'autre part en aval à la trémie d'alimentation de la machine desservie, et l'enceinte comportant intérieurement un détecteur de niveau propre à commander l'alimentation de l'enceinte de façon à y maintenir un niveau de remplissage sensiblement constant, et le dispositif est caractérisé en ce que ledit détecteur de niveau est associé à des moyens de programmation permettant d'afficher une consigne choisie par l'opérateur et définissant la hauteur voulue pour le remplissage (total ou partiel) de l'enceinte, le niveau constant maintenu dans l'enceinte étant ainsi rendu programmable en permettant de conserver ainsi une vitesse volumique de passage des granules dans l'étuve constante malgré les variations de débit de la machine plasturgique desservie. Plus spécialement, selon l'invention, le détecteur de niveau commande, de façon connue en soi, l'alimentation de l'enceinte depuis la réserve par mise en route des moyens de transfert pneumatiques dès que le niveau se situe en dessous d'un premier seuil inférieur de consigne programmé, le transfert étant interrompu dès que le niveau de remplissage atteint un second seuil supérieur de consigne également programmé. Selon une variante, l'invention concerne un dispositif tel que dit ci-dessus spécifié et caractérisé en ce qu'il dessert une pluralité de machines de plasturgie, la hauteur du niveau programmé et affiché constituant la consigne de remplissage étant calculée en fonction du débit global correspondant à la somme des débits unitaires de chacune des machines desservies. L'invention concerne encore un procédé pour l'alimentation régulière d'une machine de plasturgie en granules étuvées avec temps d'étuvage et temps de repos après étuvage, maintenus sensiblement constants et programmés et le procédé est du type dans lequel on alimente une enceinte d'étuvage depuis une réserve de granules à traiter, l'enceinte alimentant à son tour la machine de plasturgie, et le procédé est caractérisé en ce que on calcule le débit d'alimentation de ladite machine de plasturgie et en fonction de ce débit on calcule la hauteur optimum des granules dans l'enceinte d'étuvage définissant ainsi un volume utile déterminant une vitesse volumique ou temps de séjour des granulés dans l'enceinte conforme au temps d'étuvage souhaitable, et on programme un organe de détection de niveau pour commander l'alimentation de l'enceinte de façon à maintenir au niveau constant, correspondant à la hauteur précédemment déterminée, le volume utile des granules dans l'enceinte. Selon une variante de mise en oeuvre du procédé ci-dessus, on calcule le volume utile de l'enceinte selon la formule Vu = Q x Da x T , formule dans laquelle Vu : est le volume utile recherché, Q : est le débit matière de la machine de plasturgie à alimenter, Da : est la densité apparente (exprimée en kilo par m3) des granules alimentant la machine, T : est le temps d'étuvage souhaité. Selon encore un développement de l'invention, le procédé est caractérisé en ce que on dessert une pluralité de machines de plasturgie depuis une enceinte d'étuvage unique et le volume utile est alors calculé en fonction du débit global résultant de l'addition des débits unitaires de chacune des machines. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation particulière présentée à titre d'exemple non limitatif et en se référant au dessin annexé. La Figure unique représente une vue schématique d'un dispositif appliquant l'invention et permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On représente sur la Figure unique annexée la centrale d'étuvage constituée de l'enceinte 1 alimentée en air conditionné depuis une source extérieure à laquelle elle est raccordée par les entrée et sortie respectivement la et lb. L'enceinte est raccordée en amont via l'alimenteur 2 et le circuit pneumatique 3 à une source d'alimentation 4 constituée par exemple d'une réserve de stockage de granules de matière synthétique ; ces granules constituant la matière première traitée dans la machine de plasturgie telle que la boudineuse 5. La réserve peut être constituée par exemple d'un baril contenant les granules, le baril étant remplacé par mise en service d'un baril plein ou provenant d'un silo de stockage. L'étuve 1 est raccordée à la boudineuse 5 par le circuit pneumatique 6 aboutissant à la trémie 7. Au sein de l'étuve 1 est positionnée la réserve de granules 8 en attente et en cours de traitement étant traversée par le flux d'air conditionné. Et de façon connue, l'air traversant le lit de matière stockée 8 entraîne l'excès d'humidité. A cet effet, la matière en attente 8 dans l'étuve 1 doit séjourner un temps suffisant correspondant à l'obtention d'un degré de siccité souhaité sans dépasser ce stade qui entraînerait des risques de dégradation. On comprend, ainsi que exposé précédemment, que en fonction du débit donné de la machine plasturgique 5, si la capacité, ou le volume disponible au sein de l'enceinte 1, celle-ci étant complètement remplie, est trop importante, la matière va séjourner pendant une durée excédant le temps de dessication ou de déshumidification optimale. Le débit étant en effet donné, si le volume est trop important, le temps de séjour entre l'entrée depuis l'alimenteur 2 et l'évacuation par la base vers le circuit 6, sera important et les granules risquent par conséquent de séjourner pendant un temps excessif au sein de l'étuve 1. Et pareillement, si les cadences de production de la machine viennent à être modifier, la vitesse volumique et donc le temps de séjour des granules va être également modifié, alors qu'il est souhaitable précisément que ce temps de séjour soit constant et corresponde au temps nécessaire à l'obtention des conditions physiques optimales. L'invention permet donc d'adapter le temps de séjour des granules au sein de l'enceinte au débit de la machine de façon à ce que ce temps de séjour soit constant quel que soit le débit de la machine, l'ajustement se faisant par régulation de l'importance du volume de granules 8 présent dans l'étuve. A cette fin, on a prévu, selon l'invention, un détecteur de niveau supérieur 9 de tout type connu constitué par exemple d'une sonde de détection à distance, apte par conséquent à déterminer à tout instant la hauteur H atteinte par le sommet du tas de matières premières 8 au sein de l'enceinte d'étuvage 1. Ce détecteur de niveau 9 est associé à un ensemble de programmation 10 qui reçoit les données instantanées perçues et constatées par le détecteur 9. Cet ensemble de programmation 10 est par ailleurs en liaison avec l'ensemble d'alimentation 2 qui commande par conséquent le transfert des granules par le circuit pneumatique 3 depuis la réserve 4 vers l'enceinte 1. Dans ces conditions, l'ensemble de programmation 10 est informé par le circuit l1 sur le niveau atteint à chaque instant par le tas 8 au sein de l'enceinte et il est apte par le circuit 12 à commander l'alimentation de l'enceinte c'est-à-dire à accroître le volume de matières premières ou granules en cours de traitement au sein de 1 'enceinte. L'Ensemble de programmation est apte par ailleurs à recevoir des consignes affichées par le personnel de service et déterminant deux hauteurs H correspondant à deux niveaux du tas 8 en attente au sein de l'enceinte. Ces deux niveaux définissent, pour le niveau inférieur un seuil inférieur de mise en route de l'alimenteur 2 en vue de réapprovisionner l'enceinte et pour le niveau supérieur un seuil supérieur de consigne à partir duquel le programmateur 10 est apte à envoyer à l'alimenteur 2 par le circuit 12 un ordre d'arrêt d'alimentation. On voit ainsi que le niveau instantané atteint par les granules en attente dans l'étuve et en cours de traitement oscille constamment entre les deux valeurs correspondant au seuil inférieur et au seuil supérieur. On obtient ainsi un dispositif permettant la régulation d'un niveau constant ou sensiblement constant et programmable au sein de l'enceinte. Il suffit en effet de définir deux seuils relativement proches l'un de l'autre pour que l'écart entre les deux étant très faible le niveau instantané ne s'écarte que faiblement d'une valeur moyenne. On voit que dans ces conditions on obtient une étuve à niveaux variables, ce qui dispense de prévoir des enceintes d'étuvage de dimensions appropriées à adaptées à chaque débit de machine. L'étuve restant constante, c'est le volume des matières premières ou granules 8 au sein de l'enceinte ou volume utile qui est régulé par le détecteur 9 et le coffret de programmation 10. Ainsi qu'on l'a indiqué, il est en effet aisé, à partir d'un débit de la machine de plasturgie déterminé, de définir le volume utile correspondant à une vistesse volumique optimale, c'est-à-dire à un temps de séjour constant et adapté, des granules au sein du milieu d'étuvage. Plus le débit sera réduit et plus le volume devra être restreint, correspondant par conséquent à une vitesse volumique (unité de temps nécessaire pour un renouvellement complet du volume utile) adaptée au débit de la machine (quantité de matière appelée par unité de temps). La formule précédemment donnée permet par conséquent de déterminer mathématiquement, à partir d'un débit donné de la machine, le volume utile d'où peut être déduit la valeur H du niveau optimal définissant, en fonction notamment de l'angle du tas connu pour une matière donnée, le degré de remplissage de l'enceinte. Les seuils respectivement inférieur et supérieur de consigne peuvent être affichés sur le programmateur à des valeurs correspondant sensiblement à un niveau légèrement en dessous et légèrement au dessus de la hauteur H optimale. Chaque changement de cadence et par conséquent de débit peut ainsi appeler de la part du personnel de service une modification des consignes permettant de programmer par conséquent une nouvelle valeur de la hauteur H correspondant à un nouveau volume utile adapté au nouveau débit d'absorption et d'alimentation de la machine 5. Le dispositif peut être utilisé pour une centrale d'alimentation desservant plusieurs machines de plasturgie ; dans ce cas, les machines additionnées seront considérées comme une machine unique et le débit à retenir pour le calcul de la valeur du volume utile sera donné par l'addition des débits des machines unitaires. L'invention permet par conséquent une grande souplesse à partir d'un système d'étuvage unique apte à s'adapter à des cadences de production variables au niveau des diverses machines de transformation. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour l'étuvage en continu de matières en vrac, tels que des granulés de matière plastique alimentant une machine de plasturgie (5), le dispositif étant du type constitué d'une enceinte fermée (1) traversée par un flux d'air conditionné apte à évacuer l'humidité adsorbée sur les granules, l'enceinte étant reliée par des moyens de transport, notamment pneumatiques, d'une part en amont à une réserve de granules (4) à étuver et d'autre part en aval à la trémie (7) d'alimentation de la machine desservie (5), et l'enceinte comportant intérieurement un détecteur de niveau (9) propre à commander l'alimentation de l'enceinte de façon à y maintenir un niveau de remplissage sensiblement constant, et le dispositif est caractérisé en ce que ledit détecteur de niveau est associé à des moyens de programmation (10) permettant d'afficher une consigne choisie par l'opérateur et définissant la hauteur voulue pour le remplissage (total ou partiel) de l'enceinte, le niveau constant maintenu dans l'enceinte étant ainsi rendu programmable en permettant de conserver ainsi une vitesse volumique de passage des granules dans 11 étuve constante malgré les variations de débit de la machine plasturgique desservie. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur de niveau commande. de façon connue en soi, l'alimentation de l'enceinte (1) depuis la réserve (4) par mise en route des moyens de transfert pneumatiques dès que le niveau se situe en dessous d'un premier seuil inférieur de consigne programmé, le transfert étant interrompu dès que le niveau de remplissage atteint un second seuil supérieur de consigne également programmé. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il dessert une pluralité de machines de plasturgie, la hauteur du niveau programmé et affiché constituant la consigne de remplissage étant calculée en fonction du débit global correspondant à la somme des débits unitaires de chacune des machines desservies. 4 - Procédé pour l'alimentation régulière d'une machine de plasturgie en granules étuvées avec temps d'étuvage et temps de repos après étuvage, maintenus sensiblement constants et programmés et le procédé est du type dans lequel on alimente une enceinte d'étuvage depuis une réserve de granules à traiter, l'enceinte alimentant à son tour la machine de plasturgie, et le procédé est caractérisé en ce qu'on calcule le débit d'alimentation de ladite machine de plasturgie et en fonction de ce débit on calcule la hauteur optimum des granules dans l'enceinte d'étuvage définissant ainsi un volume utile déterminant une vitesse volumique ou temps de séjour des granulés dans 11 enceinte conforme au temps d'étuvage souhaitable, et on programme un organe de détection de niveau pour commander l'alimentation de l'enceinte de façon à maintenir au niveau constant, correspondant à la hauteur précédemment déterminée, le volume utile des granules dans l'enceinte. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on calcule le volume utile de l'enceinte selon la formule: Vu = Q x Da x T formule dans laquelle: Vu : est le volume utile recherché Q : est le débit matière de la machine de plasturgie à alimenter Da : est la densité apparente (exprimée en kilo par m3) des granules alimentant la machine T : est le temps d'étuvage souhaité. 6 - Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on dessert une pluralité de machines de plasturgie depuis une enceinte d'étuvage unique et le volume utile est alors calculé en fonction du débit global résultant de l'addition des débits unitaires de chacune des machines