BE1001648A5 - Installation de traitement et de transformation directe de dechets thermoplastiques en pieces moulees. - Google Patents

Abstract

L'installation comporte une extrudeuse (12) dont la vis d'extrusion (36) peut etre déplacée axialement, un nombre de moules (14) disposés horizontalement dans un carrousel (16), dont un plateau (74) peut etre déplacé sur son axe fileté (78), amenant les moules (14) successivement en position de remplissage, de consolidation, de refroidissement et de démoulage, un détecteur (53) de matière placé à distance réglable de l'extrémité arrière du moule (14) pouvant arreter le cycle de remplissage, des moyens élastiques (88) assurant l'étanchéité du moule (14) après son remplissage et un dispositif (94, 96) réceptionnant la pièce sur toute sa longueur après démoulage.

Description

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   DESCRIPTION INSTALLATION DE TRAITEMENT. ET DE TRANSFORMATION DIRECTE DE
DECHETS THERMOPLASTIQUES EN PIECES MOULEES 
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 La presente invention est relative ä une installation de traitement et de transformation directe de déchets thermoplastiques, tries ou non, en pieces destinees ä la construction, coulees dans des moules, dont la matière ä l'apparence du bois mais possède une resistance nettement supérieure, dans laquelle les déchets broyes finement, additionnés éventuellement de certains additifs et pigments,

   sont homogénéisés dans un mangeur vertical a vis puis decharges dans un silo intermediaire d'où ils passent au travers d'un systeme de separation magnétique avant d'etre transportés par une vis sans fin dans la trémie d'une extrudeuse speciale adiabatique ä vis courte et rapide qui transforme la matière en une masse homogène plastifiée qu'elle pousse dans les moules qui sont fabriques ä partir de sections standards en acier creux. 



  Un premier procédé appelé "Reverzer", detaillé dans une brochure de la Compagnie japonaise Mitsubishi Petrochemical, est mentionne dans "Japan Plastic Age" Vol. 



  12 de février 1974. pages 43 ä 52. 



  Dans ce procédé les déchets, triés ou non, de matériaux thermoplastiques tels que polyethylene, polypropylène, chlorure de polyvinyl ou melange de ceux-ci sont finement broyés, stockés et partiellement seches par 1a chaleur dégagée lors du broyage. Ils sont ensuite introduits 

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 dans   l'unite"Reverzer"qui   consiste en une unite de fusion comportant une trémie oü le   materiau   est ramolli et un mélangeur avec vis sans fin où il est liquéfié, avant d'être injecte sous pression dans un moule   forme.   Après refroidissement par 
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 arrosage ä l'eau ou ä l'air, le moule est ouvert et la piece démoulée. Sa forme est évidemment fonction de celle du moule. 



  On peut ainsi mouler des poutres, des profilés etc... 



   Dans ce procédé de hautes pressions sont   engendrees   lors des operations de melange et de liquefaction. 



  L'appareillage et les moules utilisés doivent évidemment etre conçus pour résister ä de telles pressions. 



   La demande de brevet néerlandais   n 7704205 datée   du 07/03/1978 de E. KLOBBIE, couvre un deuxième procédé qui permet d'utiliser un appareillage et des moules standards ne devant pas résister ä de hautes pressions. Le matériau est 
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 maintenu dans l'extrudeuse jusqu'à ce que, sous l'effet de 1'élévation de temperature resultant du chauffage électrique, il soit complètement fluidifie et'que les granulés d'additifs speciaux   ä   basse température de vaporisation soient complètement gazéifiés et qu'ils engendrent une augmentation de la pression facilitant l'expansion du matériau fluide dans l'entièreté du moule dont une extrémité est raccordée ä l'extrudeuse et l'autre pourvue d'un évent permettant aux gaz de s'échapper.'
Ce procédé permet d'utiliser n'importe quel type d'extrudeuse du commerce,

   adiabatique ou non, dont on enlève les éléments prévus pour résister aux pressions élevées (100 ä 450   kg/cm2)     c'est-à-dire   : le filtre et l'injecteur d'extrusion. L'extrudeuse est ainsi réduite ä un convoyeur ä vis sans fin et les moules peuvent consister en de simples tubes ou profiles standards. 



   Les granules d'additifs speciaux doivent avoir une température de vaporisation inférieure   ä   celle atteinte dans l'extrudeuse (de 150 ä   270'C).   Leur pourcentage par rapport au poids total du mélange, déterminé par   1 t expérience   oscille   entre 0, 4   et 1, 2% en fonction du type de mélange de déchets 

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 thermoplastiques et des produits finis   ä   mouler. Si on utilise un gaz (azote ou air) il n'est introduit dans l'extrudeuse que lorsque le matériau thermoplastique est complètement   liquéfié.   



   Ce procédé peut être utilisé avec tous les déchets thermoplastiques non laves contenant jusqu'à 25% maximum d'impuretés c'est-ä-dirc de matériaux non plastiques. 



   La présente invention a pour objectif de remédier aux désavantages des procédés existants   ä      savoir :. coût   de l'installation et des moules devant resister ä des pressions plus ou moins élevées, et remplissage incomplet de ces moules par certains types de mélanges thermoplastiques et pour certaines formes de moules plus élaborées et ce malgré l'utilisation d'agents gazéifiants. 



   Pour ce faire l'extrudeuse utilisée est du type standard, sans filtre ni ajutage d'injection, le mélange ne nécessitant pas l'ajoute d'un additif gazéifiant, -les moules ouverts aux deux   extremites pouvant etre fabriques ä   partir de simples tubes ou profiles standards, la pression d'injection requise étant réglable par le déplacement axial de la vis d'extrusion. D'autres caractéristiques de l'invention sont reprises dans les revendications de la présente demande. On en décrira ci-après un exemple de réalisation en se référant aux dessins suivants :   - la   figure 1A représente l'ensemble de l'installation en élévation et la figure 1B le meme ensemble en plan. 



     - la   figure 2 représente l'ensemble du   Systeme   d'extrusion en coupe. 



   - la figure 3 représente schématiquement un moule dans son carrousel en position d'injection. 



   - la figure 4 represente l'ensemble du pont mobile en élévation équipé de ses differents verins. 



   - la figure 4A représente les vérins de maintien et de cisaillement. 

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   - la figure 4B représente le vérin central et le dispositif de détection. 



   - la figure 4C represente le vérin d'éjection. 



   - la figure 5 illustre en coupe le carrousel et ses différents constituants ainsi que le système de clames assurant l'étanchéité du moule après son remplissage. 



   - la figure 6 illustre le dispositif de réception de la pièce moulée apres démoulage avec details   (Fig. 6A ä 6D).   



   L'ensemble de l'installation illustrée aux figures 1 et 2, comporte une trémie 10 alimentant en   dechets   thermoplastiques une extrudeuse 12 du type standard, sans filtre ni ajutage d'injection, ä la sortie de laquelle la matière chauffée et homogénéisée est amenee à l'etat fluide par une vis d'extrusion 36, réglable axialement, dans un des dix moules 14, montés horizontalement dans un carrousel 16, place dans le   châssis-réservoir   18, rempli d'eau en circulation forcee, forme par deux plateaux circulaires   74, 76 montes   sur un axehorizontal   partiellement denté 78, entrainé   par un dispositif 20 qui engrène sur le pourtour denté du plateau 76, un pont 22,

   monte   ä cheval   sur le chassis-reservoir 18 mobile le long des parois verticales de celui-ci permettant de régler l'installation suivant la longueur (de i ä 4 metres) des moules 14, un dispositif 24 place dans le prolongement du châssis-réservoir 18, face   ä   la position d'ejection, recueillant sur toute leur longueur,   ä   l'autre extrémité de l'installation, les pieces démoulées, un groupe hydraulique 26 alimentant les moteurs hydrauliques de l'extrudeuse et une armoire électrique 28, les différents composants électriques. 



   L'extrudeuse   12,   illustrée en   détail à 1a   figure 2, comporte un moteur hydraulique 30 entraînant au travers d'une boite renfermant deux demi-accouplements 32, 34, une vis d'extrusion 36   tres   courte et rapide comportant trois parties aux profils différents destinées à alimenter, comprimer et homogénéiser la matière, logee dans un cylindre 38 chauffe extérieurement par des résistances électriques 39, pouvant 

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 coulisser   ä   l'intérieur de son axe creux   d'entrainement   40 sous l'action d'une vis de réglage ou d'appui 42 commandee par une roue dentée 44 montée sur le demi-accouplement côté moteur 32,

   qui positionne la vis d'extrusion 36 dans son cylindre 38 afin que le passage annulaire entre l'extrémité conique 46 de la vis d'extrusion 36 et l'ajutage conique 48, chauffé par une résistance electrique   51,   soit tel qu'il engendre la contre-pression et les frottements requis pour que la matière, chauffée plus ou moins longtemps par les résistances électriques, sorte par le flasque d'ajutage 50 ä la température souhaitée, fonction de la matière elle-même et de la forme du moule   ä   remplir completement, la vis d'extrusion 36 ayant un fonctionnement pratiquement adiabatique. 



   La figure 3 illustre schématiquement un moule 14 en position supérieure de remplissage pourvue de ses trois brides circulaires 49,51 et 61 ajustees et logées avec précision dans les trous circulaires prévus ä cet effet dans les plateaux 74,76 servant ä supporter le moule 14 en position horizontale dans le carrousel 16. 



   La bride 61, de diamètre plus petit, est percée en son centre   d'un   évent 59 destine à l'échappement des gaz lors du remplissage du moule 14 et   ä   la sortie d'une coulée de matière en fin d'opération. 



   Un vérin pneumatique 52 sert ä assurer, pendant toute la phase de remplissage, 1'étanchéité parfaite du moule (14) côté vis d'extrusion 36 en appliquant sous haute pression la bride 49 contre le flasque d'ajutage 50 par   l'intermediaire   du moule 14 et de sa bride 61. 



   Le vérin 52 pousse la bride   61,   par l'intermédiaire d'une tete en U n'obturant pas l'évent   59.   qui est calibre en fonction des dimensions et des formes du'moule 14 ainsi que du type de matière afin de développer ä   l'interieur de   ce moule 14 une pression suffisante pour assurer son parfait remplissage. 



   Un levier 53 placé à la sortie de l'évent 59 

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 détecte la sortie de matière et en basculant arrête   1e   cycle de remplissage permettant l'enclenchement du cycle suivant. 



  La distance levier 53, évent 59 peut être réglée afin de retarder plus ou moins l'arrêt du cycle de remplissage et permettre ainsi, si nécessaire, une augmentation de pression dans le moule 14 facilitant son remplissage complet. 



   Le plateau circulaire 74 est muni, de part et d'autre de chaque logement circulaire dans lequel sont   positionnees   les brides 51 d'un dispositif élastique constitues par deux clames 88 pouvant pivoter autour de leur axe et servant ä presser la bride 49, par   l'intermediaire   du moule 14 et de sa bride   51,   contre le disque d'appui 75 et assurer ainsi l'étanchéité parfaite du moule 14 du cote injection, après la station de remplissage, sinon la matiere, encore chaude et fluide   ä   ce stade, pourrait en partie être éjectée en dehors du moule   14,   sous la pression de gaz ou vapeurs encore éventuellement dissous dans celle-ci. 



   Les figures 4, 4A, 4B et 4C illustrent en detail le pont et ses quatre vérins pneumatiques. 



   Un vérin central 52 représenté   ä   la figure   48,   servant ä assurer l'etancheite du moule 14 lors de son remplissage, est muni d'un dispositif de detection, de la sortie de la matière par l'évent   59,   dispositif consistant en un levier palpeur 53, réglable sur son axe 54, et qui en basculant déclenche un interrupteur 55, 56 qui arrête l'operation de remplissage. 



   Un vérin de maintien 58, représenté ä la figure 4A, assure l'étanchéité du moule 14 après l'operation de remplissage en pressant contre le disque d'appui 75 la bride 49 par l'intermédiaire du moule 14 et de sa bride 51. Ce dispositif comporte un deuxième verin 60 commandant un couteau 62 qui sectionne automatiquement, au raz de la bride   61,   la matière ayant coule au travers de l'event 59 ä la fin du remplissage du moule 14. 



   La coupe par vérin 60 s'effectue par exemple en 

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 deuxième position d'injection, permettant ainsi une periode de stabilisation   ä   la pièce moulee préalablement. La matière alors ne travaille plus et en plus le dispositif de coupage peut être réglé avec precision pour couper en position immobile la piece moulée. 



   Un vérin d'ejection 64, représenté   ä   la figure 4C, comportant une tête de soufflage 66 munie d'un joint   d I étanchéi té 68,   dans laquelle l'air comprimé est amené par une conduite 70,   ä   pression et durée réglable, afin d'éjecter, ä la dernière station, la pièce moulée, qui s'est progressivement contractée en se refroidissant dans l'eau du châssis-réservoir 18. 



   Le carrousel porte-moules 16 illustre ä la figure 5 comporte deux plateaux circulaires 74,76 montés sur un axe horizontal 78, dans l'axe du   châssis-réservoir   18 supporte ä chaque extrémité par un palier sphérique 80 reprenant les charges radiales (poids et couple   d'entra.

   inement)   et les charges axiales (poussée des moules contre le disque d'appui 75) le 'plateau 76 denté sur son pourtour, permettant la rotation du carrousel sous l'action du dispositif d'entrainement 20, l'autre plateau 74,   déplaçable Bur 1a   partie filetée de son arbre support 78 muni d'un filetage après desserrage par rotation de l'écrou de blocage 86, permet d'adapter l'installation ä la longueur des dix moules 14, les clames 88 (voir figure 3B) montées de part et d'autre de chaque logement périphérique du plateau 74 assurant l'étanchéité parfaite entre la bride 49 du moule 14 et le disque d'appui 75, la pression qu'elles exercent étant reglable de trois façons : par serrage progressif de la vis 90, par augmentation du nombre de rondelles-ressorts 92 ou par utilisation d'un autre type de rondelles-ressorts 92. 



   Les figures 6A, 6B, 6C et 6D illustrent en détail le dispositif de réception de la pièce après démoulage. 11 comporte un tube rectangulaire 94 à fond basculant 96 sous l'action d'un vérin 104. Lorsque la piece est chassée 

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 pneumatiquement de son moule elle glisse sur le fond 96 et vient eventuellement heurter l'amortisseur 98 monté à l'extrémité du tube rectangulaire   94.   Dans sa course elle coupe le faisceau de la cellule   photo-electrique   100,102 ce qui enclenche le cycle suivant après le passage du produit extrude.

Claims (6)

1. REVENDICATIONS 1. Installation de traitement et de transformation directe de déchets thermoplastiques en pieces moulees comprenant : - une trémie (10) ; - une extrudeuse ä vis (12) munie d'une vis d'extrusion (36) pouvant etre déplacée suivant son axe longitudinal ä l'interieur de son cylindre creux (40) sous l'action d'une vis d'appui (42) commandée par une roue dentée (49) de teile sorte que le passage annulaire entre l'extrémité conique (46) de la vis d'extrusion (36) et l'ajutage conique (48) engendre la contre-pression requise pour que la matière sorte par le flasque d'ajutage (50) ä la température souhaitée ;

   - une série de moules (14) ouverts aux deux extrémités, disposés horizontalement ä l'aide de brides (49, 51) dans un carrousel (16) placé dans un chässis-réservoir (18) rempli d'eau ; - un dispositif de commande (20) entrainant le carrousel (16), pas à pas, en rotation amenant un moule (14) de la position de remplissage vers une position de consolidation, puis aux différentes positions de refroidissement dans l'eau du réservoir (18) et finalement ä la position de démoulage;

   - un pont (22) mobile par rapport au châssis-réservoir (18) caractérisée en ce que le pont (22) mobile par rapport au châssis-réservoir (18) supporte quatre vérins (52, 58, 60 et 64), le premier ou vérin central (52) assurant l'étanchéité du moule (14) à la station de remplissage du cote injection, le deuxième ou vérin de maintien (58) assurant l'étanchéité du moule (14) dans sa deuxième position, dite de consolidation, le troisieme ou vérin de sectionnement (60), relié au vérin de maintien (58) et coopérant avec celui-ci, commandant une lame (62) coupant avec précision la coulée de matière débordant par l'event (59), le quatrième ou vérin d'éjection (64) démoulant la piece ä la dernière station.
2. 2. Installation selon la revendication 1, <Desc/Clms Page number 10> caractérisée en ce que le pont (22) comporte un palpeur (53), capable de detecter la sortie de matière par l'event (59) du moule (14) et d'arreter le cycle d'injection en enclenchant le cycle suivant, ce palpeur (53) pouvant etre déplacé sur son support (54) afin de modifier la distance entre le palpeur (53) et l'event (59).
3. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le carrousel (16) comprend un plateau circulaire (74) qui peut etre déplacé sur son arbre (78) muni d'un file tage après desserrage par rotation d'un écrou de blocage (86).
4. 4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque bride (51) généralement soudée au moule (14), est soumise pendant toute la rotation du carrousel (16) ä la pression d'un moyen élastique constitué par deux clames (88), pouvant pivoter autour de leur axe, composées d'une vis de réglage de pression et d'un empilement d'un nombre variable de rondelles-ressorts (92).
5. 5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de démoulage par soufflage ä l'air comprime, comportant un vérin (64) composé d'une tête de soufflage (66) munie d'un joint d'étanchéité (68) et d'une conduite (70).
6. 6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de reception, après démoulage, de la pièce sur toute sa longueur, constitué par un tube rectangulaire (94) ä fond basculant (96), commandé par un vérin (104), equipe d'un amortisseur (98) et d'une cellule photo-électrique (100, 102) détectant le passage d'un produit extrudé.