Brevet FR2804365A3 — publié le 20010803

FR 2804365 A3 20010803 FR 0100537 A 20010116 EXTRUDEUSE A DEUX VIS L'invention concerne une extrudeuse à deux vis. De telles extrudeuses à deux vis sont connues par exemple d'après WO 97/12746. Dans ces extrudeuses à deux vis connues, le rapport du diamètre extérieur Da au diamètre intérieur Di des vis se situe dans la gamme de 1,4 à 1, 6 , pour des vitesses de rotation n > 600 mn-1 et pour un couple spécifique Md/a3 > 11 Nm/cm3 pour chaque arbre de vis, a désignant la distance entre les axes des deux arbres des vis. Avec cette extrudeuse à deux vis connue, on pourrait obtenir un accroissement important de puissance pour un rapport usuel prédéterminé du diamètre extérieur au diamètre intérieur des vis, sans que des pointes de température dans le matériau à traiter conduisent à des endommagements. Ce résultat étonnant est valable pour des machines ayant un rapport D,,/D, situé dans le cadre de valeurs usuelles. Pour des extrudeuses à deux vis de grand volume, de toute manière on peut faire fonctionner ces extrudeuses à des vitesses de rotation maximales de 614 mn-1 et avec de faibles couples, et à cet effet on utilise habituellement des processus pour lesquels on se trouve en présence de faibles densités de la matière à traiter, avec des apports d'énergie comparativement faibles d'une manière rapportée au débit, c'est-à-dire l'introduction d'une énergie spécifique faible. Lorsqu'on utilise le volume libre des vis, qui est prédéterminé par le rapport du diamètre extérieur au diamètre intérieur de la vis et qu'on adapte la vitesse de rotation, il existe fréquemment une limitation, technique liée au procédé, du couple installé, en fonction de la matière à traiter. Les débits possibles en soi sur la base du volume libre important présent et de la vitesse de rotation ne peuvent par conséquent pas être obtenus. On parle dans une certaine mesure de processus limité du point de vue du couple. L'invention a pour but d'agencer une extrudeuse à deux vis de manière que même dans le cas d'une réalisation avec un volume important, la limitation du couple soit évitée et des puissances élevées correspondantes soient possibles. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'une extrudeuse à deux vis comportant - un boîtier, - deux alésages cylindriques formés dans le boîtier, -- dont les axes sont parallèles entre eux et sont séparés par une distance a, et -- qui s'interpénètrent partiellement, et -- qui possèdent une première extrémité et une seconde extrémité, - un dispositif d'amenée de matière, qui débouche dans les alésages du boîtier, - un outil d'extraction situé sur la seconde extrémité des alésages du boîtier, - respectivement un arbre de vis disposé dans chaque alésage de boîtier et aligné avec l'axe, - des vis disposées sur les arbres de vis, -- qui possèdent des diamètres extérieurs (Da) et des diamètres intérieurs (D,) identiques, -- le rapport du diamètre extérieur (Da) au diamètre intérieur (D,) étant tel que: Da/D, > 1,8, - un dispositif qui est agencé.de telle sorte -- que les arbres de vis peuvent être entraînés dans le même sens avec une vitesse de rotation n > 650 mn-1, et -- un couple spécifique pour chaque arbre de vis égal à M,,,/a3 > 7,5 Nm/cm3. De façon étonnante il s'est avéré que même dans le cas d'extrudeuses de grand volume, il est possible d'avoir des vitesses élevée de rotation dépassant 650 mn-1 ou de préférence même 800 mn-1 pour des couples spécifiques simultanément élevés égaux ou supérieurs à 7,5 Nm/cm3 et de préférence égaux ou supérieurs à 8,0 Nm/cm3. Selon une autre caractéristique de l'invention, les arbres de vis peuvent être entraînés dans le même sens avec un couple spécifique pour chaque arbre de vis égal à Md/a3 > 8,0 Nm/cm3. Selon une autre caractéristique de l'invention, les arbres de vis peuvent être entraînés dans le même sens avec un couple spécifique pour chaque arbre de vis égal à Ma/a3 Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'entraînement est agencé de telle sorte que les arbres de vis (11, 12) peuvent être entraînés à une vitesse de rotation n > 800 mn-1. Selon une autre caractéristique de l'invention, les vis engrènent entre elles. Selon une autre caractéristique de l'invention, les vis s'engagent l'une dans l'autre d'une manière étanche. Selon une autre caractéristique de l'invention, les vis n'engrènent pas entre elles. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une coupe longitudinale verticale d'une extrudeuse à deux vis; - la figure 2 représente une coupe longitudinale horizontale d'une extrudeuse à deux vis; et - la figure 3 représente une coupe transversale de l'extrudeuse à deux vis correspondant à la ligne de coupe III-III sur la figure 1. L'extrudeuse à deux vis représentée sur les dessins comporte un boîtier 1, qui est constitué de plusieurs parties 2, 3, 4, qui comportent des brides 5, au niveau desquelles elles sont reliées entre elles de façon amovible à l'aide de vis 6. Le boîtier 1 possède des alésages cylindriques 7, 8 qui sont parallèles entre eux et s'interpénètrent partiellement et possèdent des axes 9, 10 parallèles entre eux. Dans les alésages 7, 8 du boîtier sont disposés des arbres de vis 11, 12, qui possèdent chacun un arbre 13, 14, qui constitue le noyau de l'arbre de vis respectif 11 ou 12, et respectivement une vis 15, 16, qui est montée sur cet arbre et possèe une forme hélicoïdale, c'est-à-dire est agencée à la manière d'un filetage. Un canal de vis 17, 18 est délimité par chaque vis 15, 16, par l'arbre 13, 14 et par l'alésage 7, 8 du boîtier, dans chaque arbre de vis 11, 12. Comme cela est visible sur la figure 2, les deux vis 15, 16 tournent dans le même sens. Comme cela est visible sur les figures 2 et 3, engrènent entre elles, c'est-à-dire que la vis 16 de l'arbre de vis 12 s'engage dans le canal de vis 17 de l'arbre de vis 11 et inversement. Dans la partie 2 du boîtier qui est située en amont - par rapport à la direction d'entraînement 19 - est formée une trémie d'amenée 20, au moyen de laquelle les matières à traiter sont amenées. Des outils d'extraction 21, comme par exemple des plaques perforées de granulation, des têtes de buses pour la coulée par injection et analogues peuvent être disposés sur la partie 4 du boîtier située en aval - par rapport à la direction d'entraînement 19. Les arbres de vis 11, 12 sont entraînés respectivement par un moteur 22 par l'intermédiaire d'un embrayage 23 et d'une transmission de distribution 24 et ce dans le même sens de rotation 25. Chaque arbre 13 ou 14 peut être entraîné avec le couple Md. La distance a entre les axes 9, 10, le diamètre extérieur Da de chaque vis 15, 16 et le diamètre intérieur Di sont également représentés sur le dessin. Da et Di sont identiques pour les deux arbres de vis 11, 12. Pour le rapport du diamètre extérieur Da au diamètre intérieur Di de chaque vis 15 ou 16, on a: Da/D, > 1,8. Le moteur 22, l'embrayage 23 et la transmission 24 sont agencés de telle sorte que les arbres de vis 11, 12 sont entraînés avec une vitesse de rotation n, pour laquelle on a n > 600 mn-1 et de préférence n > 800 mn-1. Le moteur 22, l'embrayage 23, la transmission 24 et les arbres de vis 11, 12 pourvus des vis 15, 16 sont agencés de telle sorte que le couple spécifique Ma/a3 pour chaque arbre 13 et 14 a pour valeur M,,/a3 @ 7,5 à 9,0 Nm/cm3 et de préférence Ma/a3 > 7,5 Nm/cm3 (non limité vers des valeurs supérieures) et de manière tout particulièrement préférentielle Ma/a' > 8,0 Nm/cm3 (non limité vers des valeurs supérieures), avec Ma [Nm] et a [cm]. REVENDICATIONS 1. Extrudeuse à deux vis, comportant - un boîtier (1), - deux alésages cylindriques (7, 8) formés dans le boîtier, -- dont les axes (9, 10) sont, parallèles entre eux et sont séparés par une distance a, et -- qui s'interpénètrent partiellement, et -- qui possèdent une première extrémité et une seconde extrémité, - un dispositif d'amenée de matière (20), qui débouche dans les alésages (7, 8) du boîtier, - un outil d'extraction (21) situé sur la seconde extrémité des alésages (8, 7) du boîtier, - respectivement un arbre de vis (11, 12) disposé dans chaque alésage de boîtier (7, 8) et aligné avec l'axe (9, 10), - des vis (15, 16) disposées sur les arbres de vis (11, 12), -- qui possèdent des diamètres extérieurs (Da) et des diamètres intérieurs (D,) identiques, -- le rapport du diamètre extérieur (D$) au diamètre intérieur (D,) étant tel que: D./D, > 1,8, - un dispositif d'entraînement (moteur 22, embrayage 23, transmission 24) qui est agencé de telle sorte -- que les arbres de vis (11, 12) peuvent être entraînés dans le même sens avec une vitesse de rotation n > 650 mn-1, et -- un couple spécifique pour chaque arbre de vis (11, 12) égal à M,,/a3 > 7,5 Nm/cm3. 2. Extrudeuse à deux vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que les arbres de vis (11, 12) peuvent être entraînés dans le même sens avec un couple spécifique pour chaque arbre de vis (11, 12) égal à M,/a3 > 8,0 Nm/cm3. 3. Extrudeuse à deux vis selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les arbres de vis (11, 12) peuvent être entraînés dans le même sens avec un couple spécifique pour chaque arbre de vis (11, 12) égal à M,,/a3 800 mn-1. 5. Extrudeuse à deux vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les vis (15, 16) engrènent entre elles. 6. Extrudeuse à vis selon la revendication 5, caractérisée en ce que les vis (15, 16) s'engagent l'une dans l'autre d'une manière étanche. 7. Extrudeuse à deux vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les vis (15, 16) n'engrènent pas entre elles.