Brevet FR2895684A1 — publié le 20070706

La présente invention concerne un dispositif de fabrication d'une huile de réglage de viscosité par dilution dynamique d'un polymère solide dans de l'huile de base. L'invention étant particulièrement adapté aux unités de production industrielles, dites unités de mélange ou blending en langue anglaise, souhaitant pouvoir moduler à volonté tout type de mélange pour constituer un lubrifiant. Les lubrifiants sont notamment utilisés pour les organes mécaniques des véhicules, des engins de chantier ou des installations hydrauliques ou motorisées ou fixes. Suivant la nature des organes mécaniques et la nature de leur utilisation les utilisateurs demandent des lubrifiants présentant des caractéristiques précises bien particulières. Les lubrifiants présentant des caractéristiques de viscosité et des caractéristiques de performance. Les caractéristiques de viscosité des lubrifiants sont notamment régulées par l'addition d'additifs de viscosité. Les caractéristiques de viscosité agissant notamment sur les courbes de viscosité permettant ainsi aux organes mécaniques de fonctionner selon une gamme déterminée de température d'utilisation. Ces additifs de viscosité sont sous la forme la plus courante des polymères. A température ambiante, c'est-à-dire entre -1Q et 41 ces polymères sont sous forme solide, très légèrement malléable gélatineux. Les caractéristiques de performance des lubrifiants sont obtenues par l'addition d'additifs de performance. Pour l'art antérieur les additifs de viscosité sont préalablement dilués dans des conditions bien particulières à une huile minérale ou à une huile de synthèse pour constituer une huile de réglage de viscosité. Cette huile de réglage de viscosité devant être maintenue chauffée pour éviter que les polymères ne passent à l'état solide. Un lubrifiant étant donc réalisé par le mélange d'une huile minérale de base à laquelle on ajoute certains additifs de performance dans une quantité bien déterminée et une huile de réglage de viscosité dans une quantité bien déterminée. Il est bien compris que les unités industrielles de mélange qui proposent à leur client une gamme de lubrifiants doivent réaliser pour leurs clients plusieurs types de mélange, chaque mélange correspondant aux caractéristiques précises de viscosité et de performance demandées par le client. Les unités de mélange sont obligées de monopoliser plusieurs cuves de stockage d'huile de réglage de viscosité ou de modifier la composition de ces cuves en les vidant et les remplissant, cette opération étant à la fois coûteuse et extrêmement laborieuse du fait du polymère qui repasse à l'état solide. Les unités de mélange se fournissant donc chez les fabricants d'additifs en huile de réglage de viscosité qui sont conditionnées sous une première forme pour les grandes quantités dans des camions citernes chauffées et sous une seconde forme dans des bidons ou barils chauffés par des résistances. Il est donc bien compris que les unités de mélange doivent gérer un stock de différents huiles de réglage de viscosité qui doivent rester chauffées, ce qui entraîne à la fois un coût de stockage, de transport mais aussi de chauffage très important. Les unités industrielles n'ayant pas à leur disposition de dispositif de fabrication autonome leur permettant de réaliser directement une huile de réglage de viscosité à partir d'une huile de base et d'un polymère. Un objet principal de l'invention est de proposer un dispositif de fabrication autonome permettant aux unités industrielles de mélange de réaliser directement une huile de réglage de viscosité à partir d'une huile de base et d'un polymère. Un objet de l'invention est de proposer un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité qui soit facile à utiliser et qui permette facilement de fabriquer une quantité limitée d'une huile de réglage de viscosité particulière pour un lubrifiant particulier. Un objet de l'invention est de proposer un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité qui soit économique et qui diminue le prix de revient de celui de l'art antérieur. Un objet de l'invention est de proposer un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité qui soit facilement maniable et qui soit 20 entièrement sécurisé pour les opérateurs. Un objet de l'invention est de proposer un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité qui ne nécessite pas de moyens de transport longue distance perfectionné spécifiquement conçu dans cet objet. Un objet de l'invention est de proposer un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité qui soit économique en consommation d'énergie. Le dispositif selon l'invention permettant ainsi à une unité de mélange de concevoir facilement et sans contrainte de stockage de fabriquer sur demande une huile bien particulière de réglage de lubrifiant et ce à un prix économique. Pour les procédés de l'art antérieur, ceci étant totalement impossible à moins de pouvoir commander directement au fabricant de lubrifiant la qualité d'huile de réglage de viscosité spécifique dans des quantités particulières. Cette solution de l'art antérieur présentant le défaut du prix de revient du notamment aux coûts amortis par le fabricant d'additifs de viscosité. Dans un aspect principal, l'invention consiste à incorporer au niveau de l'unité de mélange un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité. Ce dispositif comprenant une cuve de mélange et son dispositif de mélange associé. La cuve de mélange étant remplie d'une huile de base dans laquelle sera mélangé le polymère initialement solide par le dispositif de mélange. 2895684 s Dans un aspect de l'invention la cuve de mélange ne nécessite oas de système de chauffage pour la tenue de température. Dans un aspect de l'invention, le dispositif de viscosité comprend une cuve de mélange et une cuve de stockage temporaire chauffée reliée 5 entre elles et avec la cuve principale de mélange de lubrifiant par un jeu de vannes. Les figures annexées représentent un mode particulier de l'invention sur lesquelles : La figure 1 représente le système de mélange selon l'art antérieur 1 o La figure 2 représente une cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité selon l'invention - La figure 3 représente en vue de profil un boîtier de mélangeur selon l'invention - La figure 4 représente en vue de dessous un boîtier de mélangeur 15 et le mélangeur associé selon l'invention - La figure 5 représente en vue de face un boîtier de mélange sur son châssis selon l'invention - La figure 6 représente une vue de principe de face de l'ensemble des cuves pour le circuit de fabrication d'huile de réglage de 20 viscosité jusqu'au mélange dans le lubrifiant La figure 1 représente le système de mélange selon l'art antérieur qui comprend une première cuve d'huile de réglage de viscosité (1 la) et une seconde cuve d'huile de réglage de viscosité (1lb) maintenues chauffées par des résistances (17), une seconde cuve d'huile de performance (12), et une troisième huile de base (13).Le contenu des cuves étant ensuite mélangé dans une cuve principale de lubrifiant (14) par un jeu d'ouverture de vannes (16) pour la distribution finale en conditionnement pour l'utilisateur final en bidon ou cubitainer du lubrifiant (L) à partir de la cuve principale de lubrifiant (14). Les proportions de mélange courante pour la o réalisation d'un lubrifiant (L) de type courant étant d'environ de 7 '% pour le mélange d'huile de réglage de viscosité (Hv), de 13 % pour le mélange d'huile de performance (Hp), et de 80 % pour l'huile de base (H). Pour des raisons de commodité de dessin, la figure 1 ne représente pour la forme que deux cuves d'huiles de réglage de viscosité, sachant que couramment la 15 contrainte des unités de mélange est plutôt de devoir disposer de plusieurs cuves d'huiles de réglage de viscosité (1l) différentes de façon à obtenir au final une gamme aussi étendue que possible de qualité de viscosité de lubrifiants (L) La figure 2 représente une cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) selon l'invention qui présente une forme 20 traditionnelle cylindrique avec remplissage par le haut de la cuve et vidage au moyen d'une vanne (29) par une canalisation sur le bas de cave (26) positionnée sur l'axe de symétrie de la cuve. La forme du bas de cuve (39) étant tronconique avec une pente suffisante pour assurer le vidage de fond de cuve (39) pour assurer le vidage, mais pas trop pentu pour maintenir et ne pas trop éloigner le mélangeur (28) du fond de cuve (39). Le mélangeur (28) étant ultérieurement plus particulièrement décrit en figure 3 à 5 et solidarisé à un châssis (22) lui assurant rigidement une position par rapport au fond de cuve (39). Le châssis (22) présentant par exemple la forme de quatre tubes parallèles formant un carré et positionné depuis le haut de cuve jusqu'au mélangeur (28). Un arbre moteur (23) vertical relié à un moteur (21) positionné sur le haut de cuve et alimentant les pales (41) du mélangeur (28). Au dessus du haut de cuve est positionné un boîtier contenant (25) de polymère (P) et un dispositif de section (26) du polymère (P). Un opérateur pouvant ainsi sectionner ou fragmenter les blocs solides polymères (P) en tranches ou copeaux pour les mélanger à l'huile de base (H). Couramment les blocs de polymère ont un poids de 25 kg. Ils seront découpés puis mélangés dans environ 175 kg d'huile (H). La mise en rotation des pales (41) créant un vortex avec une forme de surface de liquide sensiblement parabolique. Ce vortex créant une aspiration vers les pales (41) des morceaux sectionnés de polymère (P) qui sont ensuite éjectés à travers une série de passages (32) disposés radialement à travers le boîtier de mélangeur (31). Comme représenté par exemple en figure 4 avec un jeu de huit passages en formes de perçages cylindriques disposés régulièrement à travers le boîtier de mélangeur (31). La taille de ces perçages étant notamment calculée pour que les morceaux de polymères (P) brassées par les pales soient finement fragmentés et passent à travers ces passages sans toutefois les obstruer. Sous l'effet mixte de ce brassage par les pales (41) et par le passage en force à travers les passages (32) du mélangeur (28), les morceaux de polymères étant donc à la fois finement sectionnés mais également soumis à un échauffement qui permet alors de conserver au sein de la cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) une température lo suffisamment élevé pour ne pas avoir besoin de disposer de résistance chauffante à l'intérieur de la cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24). Le boîtier de mélangeur (31) présentant une forme générale d'anneau cylindrique plat avec ses passages (32) radiaux et avec un évidement (33) sur sa face inférieure qui laisse un volume pour la rotation ts des pales (41) dont la trajectoire est inscrite à l'intérieur de cet évidement (33). L'arbre moteur (23) des pales (41) passant à travers un évidement central d'arbre moteur (34) disposé selon l'axe de symétrie du boîtier de mélangeur (31). La figure 6 représente une vue de principe de face de l'ensemble des cuves (24, 44, 14) pour le circuit de fabrication d'huile de 20 réglage de viscosité jusqu'au mélange dans le lubrifiant. Les cuves étant reliées entre elles par un jeu de tuyauterie régulée par des vannes (29, 49). Dans cette configuration, la cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) telle que décrite précédemment est disposée en amont pour alimenter au moyen d'une pompe (60) une cuve de stockage temporaire (44) d'huile de réglage de viscosité maintenue chauffée à température prescrite par une résistance chauffante (17). La cuve de stockage temporaire (44) d'huile de réglage de viscosité alimentant elle la cuve principale de lubrifiant (14), elle-même également alimentée au moyen des tuyauteries (121, 131) par la cuve d'huile de performance (12), et par la cuve huile de base (13). I1 est donc bien compris que cette disposition permet facilement à un industriel d'unité de mélange de composer à volonté et selon des quantités bien choisies des qualités de lubrifiants présentant les caractéristiques de viscosité déterminées. Cette solution offrant bien à l'unité de mélange les avantages cumulés d'un gain de place au stockage, d'une économie de calorie pour maintenir les cuve d'additifs de viscosité à température, et de variété de choix de gamme d'additifs de viscosité à volonté en très peu d'opérations, suivant les commandes spécifiques des clients. L'invention concerne donc un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité (Hv) par la dilution d'un polymère solide (P) dans de l'huile de base (H), minérale ou de synthèse, pour la fabrication d'un lubrifiant de viscosité déterminé notamment par la proportion d'huile de Io réglage de viscosité (Hv) composant le lubrifiant (L) caractérisé en ce qu'il comporte sur le site de fabrication du lubrifiant (L) une cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) à partir de polymère (P) solide et d'huile de base (H) disposée en amont de la cuve principale de lubrifiant (14). L'invention concerne donc un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité caractérisé en ce que la cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) alimente une cuve de stockage temporaire (44) d'huile de réglage de viscosité maintenue chauffée à température prescrite ~o par une résistance chauffante (17) qui elle-même alimente la cuve principale de lubrifiant (14). L'invention concerne donc un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité selon la revendication 2 caractérisé en ce que la cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) est alimentée par un 1 s dispositif de distribution de polymère (P) comprenant un boîtier contenant (25) de polymère (P) et un dispositif de section (26) du polymère (P). L'invention concerne donc un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité selon la revendication 2 caractérisé en ce que la cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) comprend un mélangeur 20 (28) qui par une rotation rapide de pales (41) propulse le mélange (H, P) à travers un tamis de fractionnement (31, 32) 2895684 Il L'invention concerne donc un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité caractérisé en ce que les pales (41) du mélangeur (28) sont positionnées à proximité du fond de cuve (39). L'invention concerne donc un dispositif de fabrication d'huile de 5 réglage de viscosité selon la revendication 5 caractérisé en ce que le mélangeur (28) est solidarisé à un châssis (22) lui assurant rigidement une position par rapport au fond de cuve (39), le châssis (22) présentant la forme de quatre tubes parallèles formant un carré et positionné depuis le haut de cuve jusqu'au mélangeur (28), un arbre moteur (23) vertical relié à to un moteur (21) positionné sur le haut de cuve et alimentant les pales (41). L'invention concerne donc un dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité caractérisé en ce que le mélangeur comprend un boîtier de mélangeur (31) qui présente une forme générale d'anneau cylindrique plat avec ses passages (32) radiaux et avec un évidement (33) sur sa face 15 inférieure qui laisse un volume pour la rotation des pales (41) dont la trajectoire est inscrite à l'intérieur de cet évidement (33). L'arbre moteur (23) des pales (41) passant à travers un évidement central d'arbre moteur (34) disposé selon l'axe de symétrie du boîtier de mélangeur (31) L'invention concerne donc un dispositif de fabrication d'huile de 20 réglage de viscosité caractérisé en ce que l'arbre moteur (23) des pales (41) passe à travers un évidement central d'arbre moteur (34) disposé selon l'axe de symétrie du boîtier de mélangeur (31) On voit bien que de nombreuses variantes éventuellement susceptibles de se combiner peuvent ici être apportées sans jamais sortir du 5 cadre de l'invention tel qu'il est défini ci-après. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité (Hv) par la dilution d'un polymère solide (P) dans de l'huile de base (H), minérale ou de synthèse, pour la fabrication d'un lubrifiant dont la viscosité est notamment déterminée par la proportion d'huile de réglage de viscosité (Hv) composant le lubrifiant (L) caractérisé en ce qu'il comporte sur le site de fabrication du lubrifiant (L) une cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) à partir de polymère (P) solide et d'huile de 1 o base (H) disposée en amont de la cuve principale de lubrifiant (14). 2 Dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) alimente une cuve de stockage temporaire 15 (44) d'huile de réglage de viscosité maintenue chauffée à température prescrite par une résistance chauffante (17) qui elle-même alimente la cuve principale de lubrifiant (14). 3 Dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité selon la 20 revendication 2 caractérisé en ce que la cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) est alimentée par un dispositif de distributionde polymère (P) comprenant un boîtier contenant (25) de polymère (P) et un dispositif de section (26) du polymère (P). 4 Dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité selon la revendication 2 caractérisé en ce que la cuve de mélange d'huile de réglage de viscosité (24) comprend un mélangeur (28) qui par une rotation rapide de pales (41) propulse le mélange (H, P) à travers un tamis de fractionnement (31, 32) 5 Dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité selon la revendication 4 caractérisé en ce que les pales (41) du mélangeur (28) sont positionnées à proximité du fond de cuve (39). 6 Dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité selon la revendication 5 caractérisé en ce que le mélangeur (28) est solidarisé à un châssis (22) lui assurant rigidement une position par rapport au fond de cuve (39), le châssis (22) présentant la forme de quatre tubes parallèles formant un carré et positionné depuis le haut de cuve jusqu'au mélangeur (28), un arbre moteur (23) vertical relié à un moteur (21) positionné sur le haut de cuve et alimentant les pales (41).7 Dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité selon la revendication 6 caractérisé en ce que le mélangeur comprend un boîtier de mélangeur (31) qui présente une forme générale d'anneau cylindrique plat avec ses passages (32) radiaux et avec un évidement (33) sur sa face inférieure qui laisse un volume pour la rotation des pales (41) dont la trajectoire est inscrite à l'intérieur de cet évidement (33). 8 Dispositif de fabrication d'huile de réglage de viscosité selon la 1 o revendication 6 caractérisé en ce que l'arbre moteur (23) des pales (41) passe à travers un évidement central d'arbre moteur (34) disposé selon l'axe de symétrie du boîtier de mélangeur (31)