Brevet FR3124109A1 — publié le 20221223

Dispositif de réchauffage de résine, en ligne, lors de son transfert vers tout autre moyen. Le dispositif se caractérise par son fonctionnement dynamique et non statique. Il permet, par le biais d’une génération de puissance hydraulique, de déplacer un piston (repère C) au sein d’une enveloppe (repère D), tous deux étant chauffés et régulés en température et disposés, l’un par rapport à l’autre, avec un entrefer réduit. Durant ce mouvement du piston (repère C) au sein de l’enveloppe (repère D), la résine est contrainte à passer dans l’entrefer défini, sous forme de film mince, rendant l’élévation de température résine plus efficiente et permettant ainsi des débits supérieurs. Il en va de même pour la circulation de solvant lors du nettoyage automatique qu’il est possible de réaliser avec ce dispositif. Aussi, ce principe permet de réduire le volume interne du réchauffeur et ainsi de minimiser le gaspillage de résine. Réchauffeur dynamique résine – High Dynamic Heater (H.D.H.) La présente invention concerne le domaine de la mise en œuvre de résines, dans le cadre, notamment, de la fabrication de pièces composites. Plus particulièrement, l’invention se rapporte au réchauffage de résine, en ligne, lors de son transfert vers tout autre moyen (exemple : moule). L’invention s’applique à tout procédé de transfert de résine dans lequel un réchauffage de résine est nécessaire. Les intérêts majeurs de l’invention sont les suivants : - élévation de température résine rapide, - possibilité de nettoyer le réchauffeur automatiquement, - réduction du volume interne du réchauffeur. On sait que les réchauffeurs existants dans l’état antérieur de la technique ont : - des difficultés à élever rapidement la résine en température, ce qui réduit le débit capable, - des circuits préférentiels d’écoulement, ce qui peut induire une hétérogénéité dans le réchauffage de la résine et ne permet pas un nettoyage automatisé des circuits, - et/ou, des volumes internes importants, ce qui peut induire du gaspillage de résine. L’invention est ainsi basée sur le fait d’avoir un réchauffeur dynamique et non statique. La annexée correspond au schéma de principe de l’invention et permet de faire le lien avec la description ci-après. Le réchauffeur dynamique à proprement dit est constitué d’une enveloppe chauffée (repère D), dans laquelle circule un piston « déplaceur » chauffé (repère C) actionné par un vérin hydraulique (repère B). Une reprise de guidage (repère F) positionnée en extrémité du piston (repère C) permet d’assurer un bon alignement et de maîtriser l’entrefer (noté « L ») réduit (film mince) entre le piston (repère C) et l’enveloppe (repère D). Le tout est assemblé dans une structure rigide (repère A). Raccordée au vérin (repère B), une centrale hydraulique (repère G) génère une pression et un débit maitrisés et paramétrables. Cette centrale intègre un groupe motopompe dont le rendement volumétrique est élevé. Un bloc hydraulique de distribution permet d’activer le sens de déplacement du piston (repère C) ou de le rendre flottant. Une fonction différentielle (grande vitesse) est également intégrée. Une sélection et un réglage de plusieurs niveaux de pression sont inclus, tout en assurant le contrôle du niveau de pression par l’intermédiaire d’un capteur. Un coffret de contrôle-commande permet d’assurer le pilotage de la centrale hydraulique (repère G), la régulation thermique du réchauffeur dynamique ainsi que le paramétrage des cycles de fonctionnement. Préalablement à l’introduction de résine au sein du réchauffeur, le circuit est mise au vide et l’enveloppe (repère D) ainsi que le piston (repère C) sont chauffés et régulés à la température de consigne souhaitée. Lors de la phase de remplissage, la résine est transférée au sein du réchauffeur par un moyen industriel conventionnel (pompe doseuse, vérin mécanisé, …) qui assure le dosage volumétrique de la résine ; la maîtrise de volume étant favorisée par le fait que le remplissage se fasse à un débit défini ainsi qu’à une pression faible ; durant cette phase, le piston (repère C) est « suiveur » grâce à l’activation du bypass hydraulique et la chambre (repère E) du réchauffeur se remplit du volume souhaité. Lors de la phase de réchauffage et de transfert résine, le piston (repère C) se déplace au sein de l’enveloppe (repère D), sous l’action du vérin hydraulique (repère B) ; le piston (repère C) et l’enveloppe (repère D) étant toujours chauffés et régulés à la température de consigne souhaitée. Le piston (repère C) effectue ainsi son déplacement jusqu’à arriver en fin de course. Durant ce mouvement, la résine est contrainte à passer dans l’entrefer (noté « L ») réduit (film mince) entre le piston (repère C) et l’enveloppe (repère D) qui sont toujours chauffés et régulés à la température de consigne souhaitée ; le fait d’avoir un film mince permettant une rapide élévation de la température résine quand bien-même elle ait une faible conductivité thermique. Par ailleurs, la poussée importante (supérieure à 100bars) pouvant être exercée par le vérin (repère B) et la centrale hydraulique (repère G) associée, autorise de travailler en film plus réduit et à débit plus important ; le débit résultant directement de la cylindrée et de la vitesse de rotation de la pompe hydraulique qui sont parfaitement maitrisées. Lors de la phase de nettoyage, le volume nécessaire de solvant est transféré au sein du réchauffeur par le biais d’une pompe. Ensuite, le piston (repère C) se déplace au sein de l’enveloppe (repère D), sous l’action du vérin hydraulique (repère B). Le piston (repère C) effectue ainsi son déplacement jusqu’à arriver en fin de course. Durant ce mouvement réalisé à vitesse élevée (exemple : 0,1m/s), le solvant est contraint à passer dans l’entrefer (noté « L ») entre le piston (repère C) et l’enveloppe (repère D) ainsi que dans le circuit situé en aval, en générant un régime d’écoulement turbulant et à pression élevée, ce qui induit une grande efficacité de nettoyage (effet nettoyeur haute pression). Dispositif de réchauffage de résine, en ligne, lors de son transfert vers tout autre dispositif. Dispositif selon la revendication 1 comprenant notamment : - un réchauffeur dynamique, à proprement dit, constitué d’une enveloppe chauffée (repère D), dans laquelle circule un piston « déplaceur » chauffé (repère C) actionné par un vérin hydraulique (repère B) ; une reprise de guidage (repère F) positionnée en extrémité du piston (repère C) permettant d’assurer un bon alignement et une bonne maîtrise de l’entrefer (noté « L ») réduit (film mince) entre le piston (repère C) et l’enveloppe (repère D) ; le tout étant assemblé dans une structure rigide (repère A). - une centrale hydraulique (repère G) générant une pression et un débit maitrisés et paramétrables ; cette centrale intégrant un groupe motopompe dont le rendement volumétrique est élevé ainsi qu’un bloc hydraulique de distribution permettant d’activer le sens de déplacement du piston (repère C) ou le rendant flottant ; sont également intégrés, une fonction différentielle (grande vitesse) ainsi qu’une sélection et un réglage de plusieurs niveaux de pression, tout en assurant le contrôle du niveau de pression par l’intermédiaire d’un capteur. - un coffret de contrôle-commande permettant d’assurer le pilotage de la centrale hydraulique (repère G), la régulation thermique du réchauffeur dynamique ainsi que le paramétrage des cycles de fonctionnement. Dispositif selon la revendication 1 fonctionnant selon le procédé suivant : - Etape 1 : Préalablement à l’introduction de résine au sein du réchauffeur, le circuit est mise au vide et l’enveloppe (repère D) ainsi que le piston (repère C) sont chauffés et régulés à la température de consigne souhaitée. - Etape 2 : Lors de la phase de remplissage, la résine est transférée au sein du réchauffeur par un moyen industriel conventionnel (pompe doseuse, vérin mécanisé, …) qui assure le dosage volumétrique de la résine ; la maîtrise de volume étant favorisée par le fait que le remplissage se fasse à un débit défini ainsi qu’à une pression faible ; durant cette phase, le piston (repère C) est « suiveur » grâce à l’activation du bypass hydraulique et la chambre (repère E) du réchauffeur se remplit du volume souhaité. - Etape 3 : Lors de la phase de réchauffage et de transfert résine, le piston (repère C) se déplace au sein de l’enveloppe (repère D), sous l’action du vérin hydraulique (repère B) ; le piston (repère C) et l’enveloppe (repère D) étant toujours chauffés et régulés à la température de consigne souhaitée. Le piston (repère C) effectue ainsi son déplacement jusqu’à arriver en fin de course. Durant ce mouvement, la résine est contrainte à passer dans l’entrefer (noté « L ») réduit (film mince) entre le piston (repère C) et l’enveloppe (repère D) qui sont toujours chauffés et régulés à la température de consigne souhaitée. - Etape 4 : Lors de la phase de nettoyage, le volume nécessaire de solvant est transféré au sein du réchauffeur par le biais d’une pompe. Ensuite, le piston (repère C) se déplace au sein de l’enveloppe (repère D), sous l’action du vérin hydraulique (repère B). Le piston (repère C) effectue ainsi son déplacement jusqu’à arriver en fin de course. Durant ce mouvement réalisé à vitesse élevée, le solvant est contraint à passer dans l’entrefer (noté « L ») entre le piston (repère C) et l’enveloppe (repère D) ainsi que dans le circuit situé en aval, en générant un régime d’écoulement turbulant et à pression élevée, ce qui induit une grande efficacité de nettoyage. Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé par son fonctionnement dynamique et non statique. Dispositif selon les revendications 1 à 4 permettant une grande efficacité de réchauffage de la résine par le fait qu’il est capable de travailler en film plus réduit grâce à la puissance de l’hydraulique qui déplace le piston (repère C) au sein de l’enveloppe (repère D). Dispositif selon les revendications 1 à 4 permettant un débit de transfert résine plus important et maitrisé par le fait qu’il est capable de travailler en film plus réduit grâce à la puissance de l’hydraulique qui déplace le piston (repère C) au sein de l’enveloppe (repère D). Dispositif selon les revendications 1 à 4 permettant un nettoyage efficace et automatique grâce à la puissance de l’hydraulique qui déplace le piston (repère C) au sein de l’enveloppe (repère D). Dispositif selon les revendications 1 à 4 permettant une réduction du gaspillage résine par le fait qu’il est capable de travailler en film plus réduit grâce à la puissance de l’hydraulique qui déplace le piston (repère C) au sein de l’enveloppe (repère D). Dispositif selon les revendications 1 à 4 permettant d’optimiser la maîtrise du dosage volumétrique de résine par le fait que le remplissage se fasse à un débit défini ainsi qu’à une pression faible. Dispositif selon les revendications 1 à 4 permettant de gérer et maîtriser la pression et le débit de transfert de la résine vers tout autre moyen.