Brevet FR2698579A1 — publié le 19940603

"Installation pour la réintroduction directe et continue des lisières dans un circuit d'extrusion". La fabrication de films en matière thermoplastique par extrusion gonflage ou au moyen d'une filière plate entraîne la production de lisières ou chutes provenant du découpage des bords, respectivement de la gaine mise à plat, ou du film coulé, mais aussi parfois de l'ajustement en largeur des bandes découpées dans la largeur d'un même film. La récupération de ces lisières s'effectue de diverses façons. La plus simple consiste à les enrouler et à les joindre aux déchets à recycler. La plus performante consiste à diriger la lisière par aspiration vers un broyeur et à réintroduire les fragments ainsi obtenus dans une extrudeuse secondaire débitant dans l'extrudeuse principale. Ce dernier type d'installation présente l'inconvénient de perturber le débit de l'extrudeuse principale. En effet, pour prendre en compte la rupture du flux d'approvisionnement de l'extrudeuse secondaire par le broyeur, cette extrudeuse est conçue et réalisée pour pouvoir introduire dans l'extrudeuse principale un débit théorique supérieur au débit du broyeur. Le débit réel de cette extrudeuse secondaire est donc toujours inférieur à son débit théorique et provoque, dans l'extrudeuse principale, des défauts d'alimentation et des variation de pression qui, altèrent la régularité du débit final de cette extrudeuse principale. A cela, il faut ajouter que les installations de ce type sont encombrantes et bruyantes en raison de la présence du broyeur et de son alimentation par aspiration. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant une installation pour le recyclage des lisières mettant en oeuvre une extrudeuse secondaire débitant dans une extrudeuse principale et permettant d'obtenir un approvisionnement continu en déchets, et un débit régulier de l'extrudeuse principale. A cet effet, l'installation selon l'invention comprend: - immédiatement en aval du poste de découpe des lisières et chutes, un poste de regroupement de ces lisières et chutes formant un cordon de matière et maintenant une tension d'appel, - au-dessus de l'ouverture d'entrée de l'extrudeuse secondaire et à proximité immédiate de la vis de celle-ci, un poste d'introduction du cordon dans le fourreau de cette extrudeuse, agencé pour gaver la vis de celle-ci, - tandis que l'extrudeuse secondaire est divisée en une première zone de bourrage, fonctionnant à une température inférieure à 800 C et dans laquelle sa vis comporte plusieurs spires ayant chacune un volume de creux de filet sensiblement égal au volume du cordon tiré, et une seconde zone de fusion fonctionnant à la température de fusion de la matière et comportant des spires ayant un volume de creux de filet plus réduit, - et que l'extrudeuse principale est munie d'une régulation ajustant le débit de matière neuve l'alimentant en fonction de la pression mesurée dans sa vis en amont de l'extrudeuse secondaire. Grâce à cet agencement, le cordon de lisières et de chutes est amené de manière régulière à l'extrudeuse secondaire où des moyens le bourrent dans la zone de bourrage de cette extrudeuse, qui en assure le déchiquetage et la fragmentation. Cette opération est réalisée par les bords des spires de la vis qui coopèrent avec la paroi du fourreau. Les produits déchiquetés s'accumulent d'eux-mêmes dans les intervalles entre les spires de la vis de l'extrudeuse, et cela, d'autant mieux que ces intervalles ont un volume qui, déterminé pour pouvoir les accueillir, est supérieur à celui de l'intervalle entre spire d'une vis normale.A la fin de la zone de bourrage, la matière déchiquetée est conduite dans une zone de la filière qui, de façon connue, est portée à une température au moins égale à la température de fusion de la matière, et qui comporte des volumes de creux de filet suffisamment réduits pour fournir, en sortie de filière, un débit régulier. L'arrivée de ce débit de matière dans l'extrudeuse principale provoque une augmentation de la pression dans le fourreau de cette extrudeuse principale, augmentation qui se répercute sur l'amont à travers la matière fondue, disposée dans les spires de la vis de cette extrudeuse. Cette augmentation de pression commande, à travers la régulation, la réduction de l'alimentation en matière vierge de l'extrudeuse principale et cela jusqu'à ce que la pression mesurée par le capteur baisse. Bien entendu, dès que cette pression atteint le seuil minimal mesuré par le capteur, celui-ci intervient sur le boîtier de régulation pour augmenter l'alimentation en matière vierge de l'extrudeuse principale et augmenter la pression dans ce fourreau.En ajustant en permanence le débit de matière neuve pour l'adapter aux besoins de la boudineuse détectés par les seuils minimal et maximal du capteur de pression, le boîtier de régulation permet d'obtenir, en sortie de l'extrudeuse principale, quelles que soient les variations de débit accidentel de l'extrudeuse secondaire, une pression moyenne sensiblement constante n'affectant pas la fabrication du film sortant de la filière disposée en aval de l'extrudeuse principale. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de l'installation selon l'invention. Figure 1 est une vue de côté en coupe partielle montrant les moyens d'alimentation de l'extrudeuse secondaire, Figure 2 est une vue en coupe suivant Il-Il de figure 1, Figure 3 est une vue schématique de l'extrudeuse principale montrant ses moyens d'alimentation et ses moyens de régulation. Dans ce dessin, la référence 2 désigne une extrudeuse principale et celle 3 son fourreau contenant une vis longitudinale 4 dont le filetage hélicoïdal conduit la matière, qui lui est amenée par une trémie d'alimentation 5, à une filière d'extrusion aval 6. Cette filière peut être cylindrique ou plate. La référence 7 désigne le fourreau d'une extrudeuse secondaire 8, débitant en 9 dans le fourreau 3 de l'extrudeuse principale 2 et dans une zone disposée sensiblement, sur le premier tiers de la longueur de ce fourreau. Selon l'invention, l'installation pour la récupération des lisières et chutes 10 provenant du sectionnement du film fabriqué par la filière 6, comprend, de manière générale, un poste A de regroupement des lisières et des chutes 10 sous forme d'un cordon 12, un poste B d'introduction du cordon 12 dans le fourreau 7 de l'extrudeuse secondaire 8, un agencement particulier de la vis 13 disposée dans ce fourreau et un agencement particulier des moyens de régulation de l'alimentation de l'extrudeuse principale 2. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 1, le poste de regroupement des lisières et chutes 10, pouvant également être appelé tireur de lisière, est disposé au plus près du poste de découpe des lisières et est composé de deux galets 15 et 16, montés libres en rotation autour d'axes horizontaux parallèles et superposés. Les deux galets 15 et 16 sont crantés sur leur périphérie et, au moins l'un d'eux, et par exemple celui 15, est entraîné en rotation par un moteur 17, à courant continu ou de type à glissement, communiquant au galet une vitesse périphérique supérieure à celle de déplacement des lisières et chutes. Le galet 16 est articulé à l'extrémité de l'une des branches d'un levier coudé 18, articulé au niveau de son coude et en 19, sur un point fixe du bâti 2 et dont l'autre branche est associée à des moyens à ressort 20 tendant à plaquer le galet 16 contre le galet 15 comprenant, contre ce dernier, les lisières et chutes 10. En fonctionnement, ce poste de regroupement assemble les lisières et chutes pour former un cordon 12 et communique à ces lisières et chutes une tension évitant leur relâchement. Le rgroupement des lisières et chutes est facilité par deux doigts ou cylindres 22 formant une sorte de "V" de centrage et disposés en amont et à proximité du poste A. Le cordon 12, qui est guidé par divers galets, rouleaux ou doigts de renvoi, est conduit au poste B d'introduction dans le fourreau 7 de l'extrudeuse secondaire 8. Ce poste est composé de deux galets crantés 23 et 24, montés pivotant autour d'axes parallèles horizontaux, juxtaposés au-dessus de l'ouverture d'entrée 25 du fourreau 7 de l'extrudeuse. Ces deux galets sont séparés par un espace E qui a une valeur inférieure à l'épaisseur du cordon 12 et qui, par exemple, est de l'ordre d'un millimètre. Ces deux galets sont entraînés en rotation par un moto réducteur à vitesse variable, représenté schématiquement en 27 à la figure 2.L'alimentation électrique de ce moteur 27 est asservie à la position d'un balancier 28, articulé sur un point fixe 29 et comportant, à son extrémité libre, un galet d'embarrage 30 sous lequel passe le cordon 12 durant sa trajectoire entre le poste de regroupement A et le poste d'introduction B du cordon dans l'extrudeuse. Des moyens associés au balancier 28 sont agencés pour augmenter la vitesse de rotation des galets 23 et 24 lorsque le balancier pivote vers le bas, c'est à dire lorsque tend à diminuer la tension, dans le tronçon de cordon entre le galet d'embarrage 30 et le poste B. Le pivotement en sens inverse du balancier 28 provoque un ralentissement des galets crantés 23 et 24. La figure 2 montre que les galets 23 et 24 sont disposés au plus près de la vis 13 de l'extrudeuse secondaire 8, afin que le cordon 12, recomprimé par ces galets 23 et 24, ne puisse pas s'accumuler dans la chambre intermédiaire 32, mais ait plutôt tendance à s'insérer directement entre les spires de cette vis. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'extrudeuse secondaire 8 comporte une zone de bourrage C et une zone de fusion D. Dans la zone C, le fourreau 7 n'est pas associé à des moyens de chauffage pouvant, comme ceux 33 représentés pour la zone D, porter le fourreau 7 à une température au moins égale à la température de fusion de la matière qui le traverse, mais au contraire, est associé à des moyens de ventilation 34 maintenant la température du fourreau à une valeur inférieure à 800 C. Cette zone C est d'ailleurs séparée de la zone D par une gorge circulaire 35, ménagée dans le fourreau 7 et assurant l'isolement thermique de ces deux zones. Enfin, dans la zone de bourrage C, la vis 13 comporte sur plusieurs spires, et par exemple sur quatre spires, un volume 36 de creux de filet sensiblement égal au volume du cordon 12 qui est tiré. t Grâce à la structure et à la disposition du poste d'introduction, le cordon 12 est introduit directement dans le volume de creux des spires et est bourré dans ce volume par rotation de la vis 13 qui assure également le cisaillage de ce cordon, en coopérant avec la face interne de l'alésage du fourreau 7. Il est évident que, pour que ce cisaillage s'effectue dans les meilleures conditions, le jeu entre la vis 13 et l'alésage axial du fourreau 7 est limité à une valeur réduite de l'ordre de 0,03 millimètre. Lorsque la matière du cordon et dans la zone de bourrage C, elle est maintenue, grâce au ventilateur 34 assurant le refroidissement, à une température inférieure à 80 C, et plus précisément comprise entre 50 et 80O C. Lorsqu'elle pénètre dans la zone de fusion D, elle est portée progressivement à sa température de fusion, tandis qu'elle est soumise par une diminution du volume des creux de filet, à une compression réduisant son volume et augmentant sa pression interne. Cette disposition permet d'obtenir, en sortie de l'extrudeuse secondaire 8, un débit de matière sensiblement régulier et a une pression sensiblement constante, comprise entre 120 et 170 bars, en fonction des applications et de la nature de la matière recyclée. La régulation automatique de l'alimentation de l'extrudeuse secondaire 8 nécessite un dispositif de régulation de l'extrudeuse principale qui va maintenant être décrite en référence à la figure 3. L'alimentation de l'extrudeuse principale est assurée, non pas suivant la technique dite de gavage direct, consistant à déverser la matière vierge directement dans la trémie 5 sans se préoccuper du débit d'alimentation de cette dernière, mais au moyen d'un distributeur de matière 40 comportant lui-même une trémie 42 alimentée en gavage direct mais débitant dans un fourreau 43 comportant une vis 44 liée en rotation à un moteur d'entraînement à vitesse variable 45. Ce moteur est alimenté par un circuit 46, à travers le boîtier de régulation 14.Ce dernier est relié, par un circuit 47, à un capteur de pression 48 disposé sur le fourreau 3 de l'extrudeuse 2, en amont de la zone 9 dans laquelle débite l'extrudeuse solidaire 8. En pratique, La distance entre ce capteur 48 et la zone 9 est comprise entre la longueur de deux spires et la longueur de quatre spires de la vis de l'extrudeuse principale 2. Le capteur 48 est du type comportant deux seuils, respectivement, minimum et maximum. Chacun de ces seuils est réglable. Lorsque la pression, mesurée par le capteur, atteint l'un de ces seuils, le capteur envoie, par le circuit 47, un signal électrique au boîtier de régulation 14 qui intervient, alors, sur le circuit d'alimentation 46 du moteur électrique 45. Ainsi, lorsque la pression détectée par le capteur 48 atteint le seuil maximum, le régulateur 14 réduit la vitesse du moteur 45 pour diminuer le débit de matière neuve alimentant l'extrudeuse principale 2, tandis, qu'en sens inverse, lorsque la pression mesurée par le capteur 48 atteint le seuil minimal, le régulateur augmente la vitesse du moteur 45 pour augmenter le débit d'alimentation de l'extrudeuse 2. Grâce à cet agencement, lorsque l'extrudeuse secondaire 8 débite dans l'extrudeuse principale 2, le capteur 48 contrôle l'alimentation de matière neuve dans l'extrudeuse principale 2, de manière que la pression dans celle-ci, mesurée en amont de l'extrudeuse secondaire 8 ait une valeur comprise entre les deux seuils du capteur 48, c'est à dire ait une valeur qui oscille à plus ou moins dix bars de sa valeur théorique. Si l'une des lisières 10 ou si le cordon 12 casse en entraînant une modification du débit d'alimentation de l'extrudeuse secondaire 2, ou l'interruption de cette alimentation, le défaut d'alimentation de l'extrudeuse principale 2 est détecté par le capteur de pression 48 qui intervient alors sur le distributeur de matière neuve 40 dans le sens d'une augmentation de son débit jusqu'à rétablissement de la pression dans la partie amont de cette extrudeuse 2. En d'autres termes, la régulation intervient pour suppléer à la carence de l'extrudeuse secondaire 8 et la compenser par un débit plus fort de matière neuve. Cet ajustement s'effectue automatiquement et sans que soit modifié le débit en sortie de l'extrudeuse principale 2. Le boîtier de régulation peut également être relié par un circuit 49 à un capteur de pression 50 détectant la pression en sortie de l'extrudeuse principale. Ce capteur 50 intervient sur la régulation 14 pour réduire l'alimentation de l'extrudeuse principale 2 lorsque la pression en sortie atteint une valeur supérieure à celle normale de fonctionnement. Il ressort de ce qui précède que l'installation, selon l'invention, permet de réinjecter directement et en continu dans le flux de matière neuve, les lisières et les chutes contenues, en passant à travers une extrudeuse secondaire et sans que soit perturbé le flux de sortie de l'extrudeuse principale. REVENDICATIONS 1. Installation pour la réintroduction directe et continue des lisières dans un circuit d'extrusion, du type mettant en oeuvre une extrudeuse secondaire (8) alimentée par les lisières et débitant dans une extrudeuse principale (2) alimentée en granules de matière synthétique vierge, caractérisée en ce qu'elle comprend:: - immédiatement en aval du poste de découpe des lisières et chutes, un poste (A) de regroupement de ces lisières et chutes formant un cordon (12) de matière et maintenant une tension d'appel, - au-dessus de l'ouverture d'entrée (25) de l'extrudeuse secondaire (8) et à proximité immédiate de la vis (13) de celle-ci, un poste (B) d'introduction du cordon (12) dans le fourreau (7) de cette extrudeuse, agencé pour gaver la vis (13) de celle-ci, - tandis que l'extrudeuse secondaire (8) est divisée en une première zone de bourrage (C), fonctionnant à une température inférieure à 800 C et dans laquelle sa vis (13) comporte plusieurs spires ayant chacune un volume de creux de filet sensiblement égal au volume du cordon tiré, et une seconde zone (D) de fusion, fonctionnant à la température de fusion de la matière et comportant des spires ayant un volume de creux de filet plus réduit, - et que l'extrudeuse principale (2) est munie d'une régulation (14-48) ajustant le débit de matière neuve l'alimentant en fonction de la pression mesurée dans sa vis (4) en amont de l'extrudeuse secondaire (8). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poste de regroupement des lisières (A) est composé de deux galets crantés (15-16) superposés, pivotant autour d'axes parallèles et dont l'un est relié à des moyens (17) aptes à l'entraîner en rotation à une vitesse périphérique supérieure à la vitesse de déplacement des lisières pour créer une tension dans celle-ci. 3. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le poste d'introduction (B) du cordon (12) de lisières dans l'extrudeuse secondaire (8) est composé de deux galets crantés (23-24) qui, d'axes parallèles et juxtaposés au-dessus de l'ouverture d'entrée (25) de l'extrudeuse, en ménageant entre eux un espace (E) inférieur à l'épaisseur du cordon (12), sont entraînés en rotation par un moteur à vitesse variable, ce moteur ayant son alimentation régulée par la position d'un balancier (28) à galet (30) disposé sur la trajectoire du cordon (12), entre le poste (A) de regroupement des lisières, et le poste (B) d'introduction dans l'extrudeuse secondaire (8). 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le fourreau (7) de l'extrudeuse secondaire comporte, entre la zone de bourrage (C) et la zone (D) de fusion de la matière, une gorge circulaire (35) d'isolement thermique. 5. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la trémie (5) de l'extrudeuse principale est alimentée en matière par un distributeur (40) dont le moteur électrique d'entraînement (45) est à vitesse variable et est alimenté à travers un boîtier de régulation (14) relié à un capteur de pression (48), capteur disposé sur l'extrudeuse principale (2), en amont de la zone (9) dans laquelle débite l'extrudeuse secondaire (8). 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le capteur de pression (48) est du type comportant un seuil minimal et un seuil maximal, réglables tous les deux.