Brevet FR2693675A1 — publié le 19940121

i La présente invention concerne un dispositif de préparation d'un mélange réactionnel fluide formateur de matière plastique massive ou cellulaire à partir d'au moins deux constituants réactionnels fluides et d'au moins un additif, consistant en des réservoirs de stockage desquels des conduites d'amenée pour les constituants réactionnels conduisent à une tête mélangeuse par l'intermédiaire de pompes doseuses et en une conduite d'amenée pour les additifs qui débouche en amont de ou dans un prémélangeur muni d'un arbre d'agitation et disposé dans l'une des conduites d'amenée Le document US-A-3 617 029 décrit un tel dispositif. Les dispositifs de ce type sont utilisés notamment pour la mise en oeuvre des systèmes à base de polyuréthannes de tout type pour ajouter des additifs à l'un des constituants principaux ou aux deux constituants principaux qui sont en règle général un polyol et un isocyanate Ces additifs peuvent être des activateurs, des agents ignifugeants, des couleurs d'impression, etc, mais aussi des agents porogènes à bas point d'ébullition, tels que ceux qui sont décrits dans le document "Kunststoff Handbuch", volume 7, Polyurethane, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienne ( 1983), p 103 Il peut s'agir également d'agents porogènes susceptibles d'entraîner des explosions, comme le pentane Enfin, ce peut être aussi des additifs fibreux ou pulvérulents. L'addition de ces additifs est accomplie dans le domaine des basses pressions dans des installations courantes, à l'aide de prémélangeurs Ce processus présente l'inconvénient que des fuites indésirables peuvent se produire au niveau des joints d'étanchéité des arbres Très souvent, il est prévu en aval des prémélangeurs des réservoirs intermédiaires ou réservoirs tampons dans lesquels le mélange est stocké momentanément jusqu'à sa mise en oeuvre Lorsque l'additif est un agent porogène, il peut s'échapper dans l'espace libre du réservoir intermédiaire. Pour éviter ces inconvénients, il est avantageux et connu d'introduire l'agent porogène dans le domaine des hautes pressions Cependant, la qualité du mélange obtenu par introduction dosée à l'aide de mélangeurs statiques n'est pas suffisante. Pourtant, l'utilisation dans le domaine des hautes pressions d'un agitateur mécanique de grande qualité n'est pas possible du fait du passage ou traversée inévitable de l'arbre d'entraînement qui s'accompagne d'un risque accru de fuite. La présente invention a donc pour but d'agencer le prémélangeur d'un dispositif du type évoqué ci-dessus de manière qu'il fonctionne sans fuite et qu'il garantisse le degré de mélange souhaité. Ce but est atteint selon l'invention grâce à un dispositif dans lequel le prémélangeur est précédé par deux roues dentées qui sont mutuellement en prise et qui fonctionnent à la manière d'un moteur hydraulique ou hydromoteur, l'arbre d'agitateur du prémélangeur présente un prolongement sur lequel est montée l'une des deux roues dentées, la sortie du moteur hydraulique débouche dans le prémélangeur et les paliers des roues dentées et de l'arbre d'agitateur sont étanchéifiés vis-à-vis de l'extérieur. Les roues dentées qui fonctionnent à la manière d'un moteur hydrau- lique rendent superflu un dispositif d'entraînement externe nécessitant une traversée pour son arbre Il est surprenant de constater que le constituant réactionnel lui-même et également l'additif, selon que ce dernier est introduit en amont ou en aval du moteur hydraulique, sont capables non seulement d'entraîner le prémélangeur mais encore de se mélanger de manière satisfaisante Bien que cet agencement entraîne lors de l'actionnement du moteur hydraulique une perte de charge plus importante, celle-ci est négligeable, notamment lorsque l'entraînement est accompli sous une pression élevée de plusieurs dizaines de millions de pascals (plusieurs centaines de bars) Il est particulièrement avantageux d'utiliser le prémélangeur dans le domaine des hautes pressions bien que le fait de l'utiliser dans le domaine des basses pressions présente lui aussi des avantages en permettant d'éviter les fuites Le courant entrant de constituant principal, auquel l'additif est ajouté en amont des roues dentées qui font office de moteur hydraulique ou en aval de celles-ci dans le prémélangeur, entraîne les roues dentées, de sorte que le liquide est transporté dans les entredents pour être ensuite introduit directement dans le prémélangeur Lorsque les additifs sont des matériaux non abrasifs, on les introduit en amont du moteur hydraulique dans la conduite d'amenée du constituant principal, car il se produit dès ce niveau un prémélange A cause de l'usure inévitable, il est avantageux de n'introduire les additifs abrasifs qu'au niveau du prémélangeur Les arbres d'agitateur que l'on peut utiliser sont ceux qui sont munis de pointes, d'aubes, de palettes et analogues Il est possible également de prévoir en outre des pointes, aubes ou palettes fixes sur la paroi interne du prémélangeur. De préférence, un détecteur de proximité relié à un compte-tours est associé aux roues dentées, ce qui permet de déterminer la vitesse de rotation réelle et donc la quantité transportée réelle, compte tenu du volume transporté par tour. Lorsque cela est nécessaire, il est possible de commander, grâce à un dispositif de commande, les vitesses de rotation des pompes doseuses pour le constituant principal et l'additif en fonction de la vitesse de rotation réelle mesurée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée d'un exemple de réalisation qui suit et se réfère aux dessins, donnés à titre dexemple, et dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement le dispositif selon l'invention, la figure 2 représente schématiquement et à plus grande échelle une coupe transversale du détail A de la figure 1, la figure 3 représente une coupe suivant la ligne B-C de la figure 2, et la figure 4 représente une coupe suivant la ligne D-E de la figure 3. Le dispositif fonctionne avec une alimentation dosée sous une haute pression de 2 x 107 Pa ( 200 bar) et comporte un réservoir de stockage 1 pour l'isocyanate, un réservoir de stockage 2 pour le polyol, un réservoir de stockage 3 pour un agent porogène et un réservoir de stockage 4 pour une substances abrasive. Le polyol et l'isocyanate sont les constituants principaux ou constituants réactionnels et l'agent porogène et la substance abrasive sont les additifs Des conduites d'amenée 5, 6 qui comportent des pompes doseuses haute pression 7, 8 relient les réservoirs de stockage 1, 2 à une tête mélangeuse haute pression 9 Un prémélangeur 10 muni d'un arbre d'agitateur mécanique 11 est prévu dans la conduite d'amenée 6 entre la pompe doseuse haute pression 8 et la tête mélangeuse haute pression 9 Un moteur hydraulique 12 est placé en amont du prémélangeur Une conduite d'amenée 14 qui provient du réservoir de stockage 3 et qui comporte une pompe doseuse haute pression 13 débouche dans la conduite d'amenée 6 en amont du moteur hydraulique 12 Une seconde conduite d'amenée 16 qui comporte elle aussi une pompe doseuse haute pression 15 provient du réservoir de stockage 4 et débouche dans le prémélangeur 10 en amont du domaine d'agitation de l'arbre d'agitateur 11 Un détecteur de proximité 17 qui est relié à un compte-tours 18 est associé au moteur hydraulique 12. Sur les figures 2, 3 et 4 on voit que le prémélangeur 10 et le moteur hydraulique 12 comportent un boîtier commun 21 qui consiste en deux parties de boîtier 19, 20 vissées l'une à l'autre de manière étanche Ce boîtier contient l'arbre d'agitateur 11 muni de pointes d'agitation 22 et deux roues dentées 23, 24 qui sont en prise l'une avec l'autre comme le montre la figure 3 et qui constituent le moteur hydraulique 12 La roue dentée 24 est montée sur le prolongement 25 de l'arbre dagitateur 11 Tous les paliers 26 des arbres sont totalement étanchéifiés vis-à- vis de l'extérieur La conduite d'amenée 14 débouche dans la conduite d'amenée 6 La conduite d'amenée 6 débouche d'un côté du moteur hydraulique entre les deux roues dentées 23, 24 et se prolonge de l'autre côté sous forme d'une sortie 27 qui débouche dans le prémélangeur 10 La conduite d'amenée 16 débouche directe- ment dans le prémélangeur 10 Depuis la sortie 28 du prémélangeur 10, la conduite d'amenée 6 conduit à la tête mélangeuse 9. Il serait possible aussi de prévoir entre le prémélangeur 10 et la tête mélangeuse 9 un réservoir intermédiaire et éventuellement une autre pompe doseuse, en particulier une pompe doseuse haute pression Dans ce cas, les pompes doseuses 8, 13 et 15 pourraient être des pompes basse pression, si bien que le prémélangeur 10 fonctionnerait dans le domaine des basses pressions. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour préparer un mélange réactionnel fluide formateur de matière plastique massive ou cellulaire à partir d'au moins deux constituants réactionnels fluides et d'au moins un additif, qui consiste en réservoirs de stockage ( 1, 2) desquels des conduites d'amenée ( 5, 6) pour les constituants réactionnels conduisent à une tête mélangeuse ( 9) par l'intermédiaire de pompes doseuses ( 7, 8) et en une conduite ( 14, 16) pour l'additif qui débouche en amont de ou dans un prémélangeur ( 10), muni d'un arbre d'agitateur ( 11), disposé dans l'une ( 6) des conduites d'amenée, caractérisé en ce que le prémélangeur ( 10) est précédé par deux roues dentées ( 23, 24) qui sont mutuellement en prise et qui fonctionnent à la manière d'un moteur hydraulique ( 12), l'arbre d'agitateur ( 11) du prémélangeur ( 10) présente un prolongement ( 25) sur lequel est montée l'une ( 24) des deux roues dentées, la sortie ( 27) du moteur hydraulique ( 12) débouche dans le prémélangeur ( 10) et les paliers ( 26) des roues dentées ( 23, 24) et de l'arbre d'agitateur ( 11) sont étanchéifiés vis-à-vis de l'extérieur. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un détecteur de proximité ( 17) pour un compte-tours ( 18) est associé aux roues dentées ( 23, 24).