Brevet FR2674181A1 — publié le 19920925

DISPOSITIF PERMETTANT DE DELIVRER SOUS PRESSION UN ME LANGE D'AU MOINS DEUX COMPOSANTS FLUIDES REAGISSANT L'UN AVEC L'AUTRE. La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux installations permettant de délivrer sous pression un mélange d'au moins deux composants fluides réagissant l'un avec l'autre, et qui permettent notamment la fabrication d'articles moulés. Elle a trait plus particulièrement à un perfectionnement apporté à la tête de coulée que comporte une telle installation, et dans laquelle le mélange de produits est obtenu sous l'action d'une vis d'extrusion, commandée par un moteur à vitesse fixe ou variable. La réalisation de pièces moulées obtenues par coulée simultanée d'un mélange de composants fluides, tels que par exemple résine + durcisseur, technique bien connue comme cela ressort des FR-A-2 034 913, 2 187 507 et GB-A1 335 316, implique pour sa mise en oeuvre, l'utilisation de pompes doseuses (à engrenages notamment), qui rendent difficile l'incorporation d'additifs solides permettant de donner des caractéristiques spécifiques à la pièce moulée, tel que par exemple une bonne tenue à l'abrasion qui implique de charger la résine avec de la silice, un allègement de la pièce produite par incorporation de billes de verre creuses, une coloration dans la masse nécessitant des pigments, Si les solutions proposées à ce jour permettent l'incorporation de charges fines (dont la granulométrie est en général inférieure à dix microns), en revanche, pour des charges dures de granulométrie élevée, ou pour des charges fragiles telles que des billes de verre creuses, l'incorporation est pratiquement irréalisable compte tenu qu'elle entraîne soit une détérioration des pompes (charges dures), soit l'écrasement des billes creuses. Pour résoudre ce problème, il aurait pu être envisagé d'incorporer la charge en aval des pompes, immédiatement avant de réaliser la coulée du mélange de produits, mais une telle solution n'est cependant pas réalisable compte tenu du fait que lors de la coulée, le mélange se trouve sous pression. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un dispositif de conception simple, facile à mettre en oeuvre, qui permet de résoudre ces problèmes. D'une manière générale, l'invention concerne donc un dispositif qui permet non seulement de délivrer sous pression un mélange d'au moins deux composants fluides réagissant l'un avec l'autre en vue de réaliser un article moulé, mais également d'y incorporer des particules solides pouvant être grossières, dures, fragiles, et ce sans détérioration du matériel de coulée ni altération des caractéristiques des charges, notamment lorsqu'il s'agit de charges creuses (billes de verre). D'une manière générale, le dispositif conforme à l'invention est constitué par une tête de coulée permettant de délivrer sous pression un mélange d'au moins deux composants fluides amenés soit simultanément soit séparément à l'intérieur de la tête, la coulée étant obtenue sous l'action d'une vis d'extrusion commandée par un moteur à vitesse fixe ou variable, et il se caractérise en ce que - la tête de coulée est conçue de manière à former deux chambres, l'une proche de la buse de sortie dans laquelle le mélange fluide est soumis à une poussée régulière et constante, et l'autre disposée en amont (si l'on considère l'écoulement de matière), dans laquelle le mélange fluide est soumis à un brassage ou turbulence inversée par rapport à l'écoulement provoqué par la vis de coulée;; - l'amenée des constituants (fluides et solides) est réalisée dans la zone de turbulence. Selon une forme de réalisation conforme à l'invention, la zone de turbulence est obtenue en réalisant un filetage inversé dans la vis d'extrusion sur une partie de sa longueur, ce qui crée des dents ou reliefs brisant l'écoulement du fluide ; un tel filet doit avoir un pas inverse inférieur au pas normal de la vis d'extrusion. Grâce à un tel dispositif, il est possible d'incorporer à l'intérieur d'un mélange de composants fluides des charges solides, dures ou au contraire fragiles, le mélange étant réalisé de manière parfaitement homogène. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif, et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de l'ensemble d'une installation mettant en oeuvre un dispositif conforme à l'invention - la figure 2 est une vue de détail, en coupe longitudinale, d'une tête de coulée réalisée conformément à l'invention - la figure 3 est une vue de détail en élévation, montrant la structure d'une forme de réalisation d'une vis permettant de créer les deux zones de traitement à l'intérieur de la tête de coulée conforme à l'invention. Si l'on se reporte à la figure 1 annexée, l'invention concerne donc un dispositif, désigné par la référence générale (1), et dont un mode de réalisation est montré en détail (vu en coupe) à la figure 2, ledit dispositif étant constitué essentiellement par un ensemble dit tête de coulée" permettant de délivrer sous pression un mélange d'au moins deux composants fluides amenés soit simultanément comme illustré à la figure 1, soit séparément à l'intérieur de ladite tête, la coulée étant obtenue sous l'action d'une vis d'extrusion (2) commandée par un moteur (3) à vitesse fixe ou variable.Dans l'exemple d'installation illustrée à la figure 1, les constituants fluides sont préalablement mélangés au moyen d'un ensemble conventionnel (4) (par exemple du type illustré dans le GB-A-1 335 316 ou le FR-A-2 034 913), le mélange formé dans les proportions souhaitées étant introduit à l'intérieur de la tête de coulée (1) par l'intermédiaire d'un conduit (5). Conformément à l'invention, la tête de coulée (2) est conçue de manière à permettre d'incorporer des particules solides (silice, billes de verre..). Pour ce faire, et ainsi que cela ressort des figures 1 et 2, la tête de coulée (1) est conçue de manière à former deux chambres désignées par les références générales (6,7). La chambre (6) proche de la sortie (8) de la tête de coulée, est conçue de manière à ce que le mélange fluide soit soumis à une poussée régulière et constante, alors que l'autre chambre (7), disposée en amont, est soumise à un brassage ou turbulence inversée par rapport à l'écoulement provoqué par la vis de coulée (2). Les particules (charges) (9) sont amenées en quantité souhaitée par l'intermédiaire d'un ensemble de dosage (10) qui débouche à son extrémité (10a) (voir figure 2) dans la zone (7) où est créée la turbulence. Dans l'exemple de réalisation illustré, la zone de turbulence (7) est obtenue, comme cela est illustré en détail à la figure 3, en réalisant un filetage inversé dans la vis d'extrusion (2) sur une partie de sa longueur (L1), le filet réalisé ayant un pas inversé inférieur au pas normal (P) de la vis d'extrusion (2). On crée donc en surface dans la zone de longueur (L1) des dents ou reliefs séparés les uns des autres qui permettent de créer la turbulence et assurent le mélange homogène des particules à l'intérieur des composants fluides. A titre indicatif, il a été possible d'incorporer de manière homogène des particules de poudre de quartz (20 à 200 microns), de silice (sable technique) de 50 à 500 microns, des billes de verre creuses (50 microns) à l'intérieur d'un mélange fluide bicomposant constitué d'une résine et d'un durcisseur en réalisant une vis (2) ayant les caractéristiques suivantes - longueur (L) = 200 m - diamètre nominal (D) = 31,7 mm - pas (P) du filet principal (6) = 7 mm - épaisseur du filet principal = 3,5 mm - profondeur de filetage = 6,5 mm - longueur (LI) présentant un filet à pas inversé = 120 mm - pas du filet inversé = 5,5 mm - épaisseur du filet inversé = 3 mm. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment. Comme déjà dit, il pourrait être envisagé de délivrer les constituants fluides de manière séparée à l'intérieur de la tête de coulée. Il convient de noter comme indiqué précédemment, que l'amenée de l'ensemble des constituants (fluides et solides) à l'intérieur de la tête de coulée, doit être réalisée dans la zone de turbulence (sur la longueur L1), les additifs solides étant de préférence amenés en amont de l'amenée des constituants fluides. REVENDICATIONS 1/ Dispositif permettant de délivrer sous pression un mélange d'au moins deux composants fluides l'un réagissant avec l'autre en vue de réaliser un article moulé, constitué par une tête de coulée (1) permettant de délivrer sous pression un mélange des composants fluides qui sont amenés soit simultanément soit séparément à l'intérieur de la tête, la coulée étant obtenue sous l'action d'une vis d'extrusion (2) commandée par un moteur à vitesse fixe ou variable (3), caractérisé en ce que - ladite tête de coulée (1) est conçue de manière à former deux chambres (6,7), l'une (6) proche de la buse de sortie (8) dans laquelle le mélange de fluide est soumis à une poussée régulière et constante, et l'autre (7), disposée en amont (si l'on considère l'écoulement de matière), dans laquelle le mélange fluide est soumis à un brassage ou turbulence inversée par rapport à l'écoule- ment provoqué par la vis de coulée (2) ; - l'amenée des constituants (fluides et solides) est réalisée dans la zone de turbulence (7). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de turbulence (7) est obtenue en réalisant un filetage inversé dans la vis d'extrusion (2) sur une partie (L1) de sa longueur (L), ledit filetage ayant un pas inverse inférieur au pas normal (P) de la vis d'extrusion (2). 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les additifs solides sont amenés à l'intérieur de la zone de turbulence (7) en amont de l'amenée des constituants fluides.