<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
t'Procéd4 da polymérisation pour tout 001"p'. tilt qui des matières pla.tiqu..fin.tallut1on pour la MiM en oeuvre da ce procédé".
EMI1.2
La pr6sona invention a pour objet un procédé
EMI1.3
de polymérisation pour tous corps, tels que des Matières plasti-
EMI1.4
ques, caractérisé en ce qu'après le m41a gs adéquat des Matières constitutives, on fait passer en continu la milange des mabièrax premières dans une sono de vibration, ces vibrations"ant d'une frdquence et d'une puissanus telles que lut mol4oul4 de chaque constituant se aoymr3aen d'une manière pratiquant totale avec les autres constituants pour former des maoro-mo16cult. en pratique totalement polyméri4des,
EMI1.5
Suivant une variante de l'invention on tait passer
EMI1.6
le produit ainsi polymerisé dans une sont de réfrigération dans le
EMI1.7
but de le contracter et de le solidifier complètement en vue de
EMI1.8
w braysr ensuite ce produit, de le sécher et de l'emmagasiner nous une forme prête à l'emploi.
Ce procédé présente l'avantage de réaliser, en un temps très court et à un prix de revient réduit,
EMI1.9
une polymérisation pratiquement totale des constituante des pro-
<Desc/Clms Page number 2>
duite A obtenir,
Selon un mode de réalisation, on fait passer le mélange intime des matières dans la zone de vibrations sous la tonna de minces fileta descendant verticalement/en continu dans cette zone,
Conformément à une autre caractéristique, la zone de vibration est chauffée à une température ambiante sus- oeptible de varier entre + 60 0 et+2200 C.
Une autre particularité consiste à faire passer la matière polymérisée dans une zone de réfrigération, dont la température paut varier entre 10 C et - 60 C.
Selon l'invention, ce procède est remarquable en ce mono notamment que les vibrations sont obtenues par une méthode électronique,
En outre, conformément à une autre caractéristi- que de l'invention, les vibrations sont engendrées par piézo- électricité
Finalement, une autre particularité de l'inven- tien, consiste à faire passer le produit quittant la sont de vibration à travers une zone d'épuration dans laquelle il est dé- barrassé par voie thermique de la majeure partie des gaz occlue avant de l'envoyer dans ladite zone de réfrigération,
L'invention concerne également, A titre d'outil industriel nouveau, une installation de polymérisation pour tout corps,
tels que des matières plastiques ou autres et destinée à la mise en oeuvre dudit procède, caractérisée essentiellement en ce qu'elle comporte successivement des réservoirs pour les ma. tières premières, des organes de mélange en vue de réunir intime. ment tous les constituante de la matière à polymriaer et au moins un élément à vibration faisant subir aux constituante simplement Mélangés une polymérisation pratiquement complète.
Suivant une caractéristique, au moins un élément
<Desc/Clms Page number 3>
de réfrigération est prévu dans le but de contracter et de soli- difier la matière polymérisée, ainsi que des organes de broyât, de séchage et d'emmagasinage, ce qui permet de réunir dans une seule installation, d'une manière successive et continue, tout les organes nécessaires à on polymérisation pratiquement totale de la matière que l'on se propose d'obtenir.
Conformément à un mode de réalisation, élément tubulaire constituant l'enceinte de la chambre de vibration, est munie d'une chambre circulaire, disposée entre les parois de l'élément et s'étendant sur la presque totalité de la hauteur dudit élément.
Selon une autre caractéristique, un circuit ferma est alimente, après création du vide, par un gaz tel que de l'hélium ou tout autre gas remplissant le même rôle et pré- sentant les mêmes propriétés
Une autre particularité consiste en ce que l'élément creux constituant l'enceinte de réfrigération est suai d'une chambre circulaire située entre les parois dudit élément et s'étendant sur toute sa hauteur.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, l'axote ou tout autre moyen analogue, mis en circuit, est con- primé par l'intermédiaire d'un compresseur en vue d'Être envoyé ensuite dans la chambre circulaire où il provoque un refroidisse'.
ment,
Par ailleurs, conformément à l'invention, cette installation est remarquable en ce sens notamment que l'élément à vibration comprend une gaine tubulaire délimitant une zone de vibration et un dispositif électronique relié à cette dernière de manière à provoquer lesdites vibrations à l'intérieur de celle-ci,
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'installation comprend une chambre d'épuration portant des
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
moyens de chauffée, ladite chambre étant 1n'rpg.'e sur IM parcours du produit polymérisé entre la %on@ de vibration et le
EMI4.2
chambre de réfrigération.
EMI4.3
L'invention conoerne également, . titre de pro- duit industriel nouveau, toutes les matières plastiques tu $Utr*4 obtenue, suivant le proudd6 dt 1 installation conformes A la
EMI4.4
présente invention,
EMI4.5
0'L.utraa atiraotiristlquea et avgntuges de l'in- vention lit d6gki,ont de la d8ari.pt1o" r4ftli âe on liaison avec les deabins hnnoy6u repr Autant, 1 A titre d'exemple non :Utlt1ta.. tif, 1 l'inI'Jt:,11útïion do polymérisation conforme & l'invention
EMI4.6
et dune lesquels !
EMI4.7
- La figura 1 est un soh6ma reproduisant la succession de dîverlon parutions du proc4dé de polymérisation.
EMI4.8
- La figure 2 est un schéma du premier groupe
EMI4.9
de l'installation de polymérisation où s'effectue le mélange 490 constituant,,, des matière vlltiuas..
- Lu figure 3 $et un$ yhji on eeupe de Itappom rail dq p01ymAiskt1on proprement dit.
EMI4.10
- La figure 4 représente un troisième groupe
EMI4.11
où stetfoctue le broyais, le b6oh$3e et l'amma3A81nae du produit polymérisé, - La figure 5 eat un achma tris a1mp11ti' montrant l' ensfJ!J1blB d'un autre mode de réalisation d'une instal. lation conforme A l'invention pour la mine en oeuvre du proo6d'
EMI4.12
do l'invention,
EMI4.13
- La figure 6 est une vue en foupe Y9rt:!.8al$
EMI4.14
d'une colonne de réaction comprenant la chambre de vibration,
EMI4.15
la chambre d"pt1on et la chambre de réfrigération 4 Iligo#alw
EMI4.16
lation de l'invention.
- La figure 7 est une vue en perspective 4'un.
EMI4.17
partie de la chambre 4m vibration montrant le éléments prQ4ge
EMI4.18
sant les v1brQion'.
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
. Les figurée do 9 et 10 bout dt ioMmi de câblât des dispositifs électriques de oODleD48 Miuranft le
EMI5.2
fonctionnement de l'installation .
EMI5.3
a La figure 11 représente ,.,iiI11...Di. , une échelle agrandit, la partit supérieure de la colonne de
EMI5.4
réaction proprement dite,
EMI5.5
- La figure 12 est une vue inférieure de la bague de fixation "B" de la colonne de réaction Ion la figure 11, - La figure 13 est une vue supérieur* du cou- verale "A" de la colonne de rdaotion conforme à la figure Il* Le procédé conforme à l'invention ateffectue ootome suit (voir fît=* 1), Les constituante des matières plastiques a polymiriser sont stockée dans les récipient 1 ig# 1- dont le nombre peut varier en fonction de celui de corq*vomtu des matière plastiques que l'on et propos@ de fabriquer* In partant de ces récipients 1 la.
1,, les divers constituante de la matière poétique pneeent par dot appa- rella de dosage 1110 1120 il 3 et sont envoyée dan. un bac de mélange 111, Les diver4 constituante sont très 1nt1...lnt mélanges dans ce bao de mélange III et sont envoyés ensuite
EMI5.6
dans la colonne de réaction constituée essentiellement d'une
EMI5.7
chambre A ultra-sons IV et d'une chambre' basse température y.
Les polymérisation totale des divers oonGt1tuant. des ttatièree plastiques mélangée préalablement dans le bac III e'effectue
EMI5.8
dans cette chambre' ultra-sons IV, dont la particularité est décrite ci après.
EMI5.9
Après avoir été polymérisée, les matière plasti quen doivent traverser une chambre à basse température V, le passage dans cette zone à basse température provoque une ,n1;r....
<Desc/Clms Page number 6>
tien de la matière plastique ainsi qu'une solidification de celle-ci.
Après avoir quitté la chambre à basse tempéra- ture V, les matières plastiques; polymérisées sont finement broyées dans un conoasseur VI et stockées provisoirement dans le récipient VII.
Les matières plastiques finement broyée* sont séchées dans la chambre VIII en vue d'être définitivement emmagasinées.
Le procédé conforme à la présenté invention présente des avantages révolutionnaires en ce ne qu'il permet dans un temps extrêmement court de réaliser une polymérisation pratiquement totale dos matières plastiques augmentant ainsi les propriétés de celles-ci et permettant une utilisation des matières plastiques dans des domaines où ces dernières n'ont pu être utilisées jusqu'à ce jour.
L'installation conforme à la présente invention est constituée comme suit (figure 2).
- Les constituants des matières plastiques que l'on se propose d'obtenir sont emmagasines dans des réservoirs 1 et 11, dont le nombre peut varier en fonction du nombre des constituants nécessaires à chaque matière plastique que l'on veut obtenir.
Ces réservoirs communiquent, par l'intermédiaire de tubulures 2, 21, avec des appareils de dosage 3, 31 qui règlent d'une manière prédéterminée lu quantité de chaque consti- tuant à envoyer dans le mélangeur 4,
Les appareils de dosage sont reliés également au réservoir 1, 11 par des tubulures 10, 101, chaque ré. servoir 1, 11 étant en outre muni d'un manomètre à contact qui, lorsque la quantité de produit restant à utiliser diminue fortement, déclenche un avertisseur et met en marche une minute- rie, laquelle, au bout d'un temps donné et pour autant que le
<Desc/Clms Page number 7>
réservoir n'ait pas et* rempli dans l'intervalle,
ferme le robinet d'alimentation $ de la colonne de réaction et coupe au besoin l'alimentation en énergie électrique de l'ensemble de l'installation,
A tLtre d'exemple, l'appareil de dosage peut être muni intérieurement d'un ballonnet métallique flottant et extérieurement de deux cellules photo-électriques 6 et 9 dont le rôle est donné ci-après
Lorsque le volume occupé dans le mélangeur 4, atteint uno certaine valeur, un manomètre situé sur la partie inférieure de ce mélangeur et terminé par un robinet à commande électrique ferme un contact qui, par l'intermédiaire d'un relais, ouvre simultanément tous les robinets d'arrivée désole et met en circuit les cellules photo-électriques, Les liquides s'écoulent par des tubulures 10,
101 en faisant descendre les ballonnet..
Lorsque ceux-ci interceptent les faisceaux lu- mineux des cellules 61 fermant les contacts, lesquels, par l'intermédiaire d'un relata, ferment le robinet d'arrivée d'azote, un deuxième contact met la cellule 6 hors circuit et les cel-
Iules électriques en circuit; ce deuxième contact a la particu- tarifa d'être shunté et d'être inséré dans un circuit particulier* Lorsque l'un de ces contacts se ferme le premier, il met en marche une minuterie qui s'arrête si tous les deuxièmes contacts sont fermés a vant un temps donné ou qui déclenche un dispositif d'alarme quelque temps avant la fermeture du robinet 5 alimen- tant la colonne à réaction,
En général, la minuterie s'arrête et ouvre les robinets 8,
81 et chaque ballonnet remonte ensuite et inter- cepte le faisceau lumineux de la cellule 9. A ce moment, cette cellule 9 ferme le contact qui, par l'intermédiaire d'un relais, ferme les robinets 8, 81 et un deuxième contact met 9 hors air.
<Desc/Clms Page number 8>
cuit et 6 en circuit. Les réservoir 1 et 11, ainsi que le mélangeur 4, sont alimentés en azote à partir du réservoir 11, l'azote étant envoyée dans les réservoirs 1 et 11 en passant par le compresseur 12 et dans le mélangeur 4 en passant par le compresseur 13.
Le mélange intime des constituants s'effectue dans le mélangeur 4. A cet effet, on peut prévoir un arbre muni de pales tournant dans l'axe de ce mélangeur, en sens inverse d'un pas hélicoïdal, et saillant sur la face interne du mélangeur,
La partie supérieure du mélangeur est fermée et seules quelques entrées subsistent pour les constituants et l'azote, prévues pour expulser l'air du réservoir, Le mélangeur se termine pur un robinet à commande électrique 5 (figure 3) ce robinet constituant l'entrée de la colonne de réaction décrite ci-après.
D'une manière générale, la colonne de réaction est constituée essentiellement d'un manchon 14 qui est muni d'une sortie 15, Dans la partie supérieure de ce manchon, on a logé un élément 16 qui est fixé au manchon 14 par l'inter- médiaire d'un joint 17. L'élément 16 présente des formes in- térieures telles que l'on puisse y loger un tube 18, qui reçavait les constituants mélangés dans le mélangeur 4 en vue de les envoyer, par l'intermédiaire d'un élément d'extrusion 19, dans la colonne à réaction proprement dite, A sa partie inférieure, le manchon 14 est fixé sur un couvercle 20 par l'intermédiaire d'un joint 21,
ce couvercle comprenant en son milieu une ouver- turc 22 dont l'utilité est décrite ci-après,
Le couvercle 20 repose sur l'élément circulai.. re 23 par l'intermédiaire d'un joint 24 qui résiste aux tem- pératures et aux vibrations auxquelles il est soumis. L'éliment;
23, qui est de préférence circulaire peut néanmoins être consti- tué sous une toute autre forme, telle que polygonale, satisfaisant
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
aux exigence imposât! par les vibrations, En toute hypothèse, cet élément 23 COrapZ'enc1 une chambre circulaire 24 qui s'étend sur la presque totalité
EMI9.2
de la hauteur de l'élément 23 doté do deux ouverture 25 et 26 diagonalement opposées, dont l'une/constitue une entrât et l'autre 26 une sortit,
EMI9.3
0ettahacbre cylindrique 24 avec ces deux ouverture 2$ et 26 fait partit d'un 4trouit fermé 28, Ce circuit 28 peut être nie tous vide A 1a3:
de d'une paaapa d'aspiration 29 qui peut être emparée du circuit ftrné par le robinet 30, Si la vide ont crifé dans ce circuit formdj on laines entrer dans ce circuit un gas, tel que de 1''11U8 ou tout autre gaz analogue équivalent, à partir du réservoir 31 et qui passe pur le robinet 32. Ce gaz est amené par le circuit
EMI9.4
as dans un appareil de chauffage ,3r où il est chauffe en vue d'être comprimé dans le compresseur 34,
A partir du compresseur 34, le gaz est amené
EMI9.5
da,<n la sirène 35 qui envoie le Sus comprimé loua de fortes impulsions dans la chambre circulaire 24 par l'intermédiaire du robinet 36.
EMI9.6
L'arrivée des gas à partir de la sirène 35 est d'une puissance telle que les parois internes 37 et 37, de l'élément 23 sont soumises à des vibrations ultra-tonique* mettant en turbulence l'atmosphère contenue dans l'enceinte 38.
Après avoir été injecté dans la chambre circulaire 24, le gaz sort de cette chambre par l'ouverture 26 et retourne par le circuit fermé 28 dans l'appareil de chauffage 33 et dans le
EMI9.7
compresseur 34, les pertes éventuelles pouvant être 'qu11ibr',. par une arrivée supplémentaire de gax à partir du réservoir 31.
L'élément 23 est solidaire d'un élément 39 par l'intermédiaire d'un joint 40 possédant les mêmes propriétés que le joint 24. Cet élément 39 présente également une chambre
<Desc/Clms Page number 10>
circulaire 41 munie de deux ouvertures 42 et 43 diamétra- lement opposées, La chambre circulaire fait partie d'un circuit fermé 44, qui est alimenté en asote à partir du réservoir 45, par l'intermédiaire du robinet 46.
L'azote est mis flous préau sion dans le compresseur 47 et ont envoyé dans la chambre cir- oulaire 41 afin de provoquer un refroidissement dans la chambre 48, l'élément 39 et dès lors l'ensemble de la colonne de réaction repose, par l'intermédiaire d'un joint 49, caractérisé par son insensibilité 4 la température et à l'écrasement, sur un apparoir 50 dont le fonctionnement est décrit ci-après (figure 4).
L'appareil 50 est essentiellement constitué de deux portion : un broyeur 51 et un espace d'emmagasinage
52, Si le niveau de cet espace d'emmagasinage 52 atteint les niveaux des cellules photo-électriques 53, le rayon lumineux entre les deux cellules est coupé, ce qui provoque l'ouverture de la trappe 54 et ainsi la ohute de la poudre, contenue dans l'espace 52, dans une colonne de séchage composés d'un tube 55.
Cette colonne de séchage, sous la forme d'un tube 55, est dotée, sur ses parois extérieures, d'organes de chauffage, tels que des lampes infra-rouges, chaque lampe étant disposée à 90 de l'autre.
Le tube 55, mis en rotation par l'intermédiaire d'un élément moteur 57, fait par conséquent tourner simultané-. ment les organes de chauffage qui assurent le rayonnement équili. bré de chaleur et en tout point égal dans l'espace 57a conte- nu dans la colonne de séchage.
Le colonne rotative de séchage tourne à l'inté- rieur d'un carter 58 par l'intermédiaire de roulement à billes 591, 592, 593 et 594. Le carter 58 se termine, dans sa partie inférieure, pr un bac de remplissage 60 solidaire du carter 58 par l'intermédiaire d'un Joint 61.
<Desc/Clms Page number 11>
Bien entendu et sans se départir de l'esprit de
EMI11.1
l'invention, onprévo, dans la colonne de séchage, loua organei mécaniques ou autres appropriée en vue d'assurer que les particu- les de matière plastique broyées, qui se trouvent au milieu de la
EMI11.2
poudre descendante, soient régulièrement 16chél'.
Le procédé de polymérisation s'effectue en détail de la manière suivante t
Les constituants après avoir été intimement mé- langes dans le mélangeur 4 sont admis dans l'espace 62 par l'intermédiaire du robinet à commande électrique 5.
EMI11.3
A partir de l'espace 62, le mélange des constipe tuants est amené par l'intermédiaire des tubulures 100 18t à la tête d'extrusion, où le mélange est extrudé de telle sorte
EMI11.4
qu'il de8Qnde verticalement dans la colonne de réaction sous la forme d'une multitude de filets minces.
En sortant de la tête d'extrusion, le mélange est soumit) directement à l'influence des vibrations ultra-soni-
EMI11.5
clubs, lesquelles sont d'une puissance telle que les molécules de chaque constituant éclatent brusquement afin de s'enchevêtrer et de se polymériaer avec les autres constituants du mélange.
Ce procédé de polymérisation dégage nécessairement
EMI11.6
un gant, tel que de l'acide cyanhydrique ou tout autre gai, suivant lu nature des constituante. Ce gas, plus léger que l'atmosphère
EMI11.7
de l'espace 36, s'engage très rapidement par l'ouverture 22 du couvercle 20 et est aspiré par l'ouverture 15. A partir de cette
EMI11.8
ouverture 15 et grâce A la conduite 1'11 et Sa@ est acheminé dans un récipient . Ce dernier a la particularité de présenter un double-fond, ce qui permet de le baigner dans de l'azote pour le réfrigérer fortement.
Cette réfrigération a pour effet de cris*. talliser légèrement le gaz et de le rendre ainsi inoffensif, notam- ment pour le personnel desservant l'installation de polymérisation.
EMI11.9
84o récipient l'a est rempli, 1l suffit de le vider et d'utiliser
<Desc/Clms Page number 12>
les gaz récupérés à d'autres procédés industriels qu'il ne convient pas de préciser ici,
Le mélange des constituants de la matière plas- tique, après avoir subi l'effet des vibrations, est polymérisé d'une manière totale en ne laissant pas le moindre déchet.
Les particules ainsi polymérisé@s, descendant verticalement dans la colonne de réaction, entrent dans la sone de réfrigération constituée par l'élément 39. La réfrigération est obtenue sous l'effet de l'azote circulant dans la chambre circulaire 41, Si lu température de polymérisation a été de l'ordre de + 60 C à 220 0 dans la chambre de vibration, la température de la chambre de réfrigération sera de l'ordre de -10 0 à-660' 0, ce qui équivaut à une variation de température très brusque et importante.
Cette brusque variation de tempé- rature a pour effet de contracter complètement les diverses par- ticules polymérisées entre elles ainsi que de solidifier ce pro- duit polymérisé qui revêt, dans cette chambre de réfrigération, la forme d'une mince colonne, en descendant d'une manière continue, le pro- duit polymérisé présente approximativement la forme d'une mince colonne et tombe dans un broyeur 51 dont la fonction consiste en un broyage total du produit polymérisé en vue de le réduire à l'état poudreux avant son séchage définitif.
A cet effet, il est préférable d'utiliser un concasseur du type' deux coure roies en fil d'acier inoxydable tournant à des vitesses rapides et en sono inverse, l'éoartement entre ces deux courroies variant} en fonction de la nature du produit polymérisé,
Il va de soi que ce concasseur n'est indiqué qu'à titre d'exemple ot que l'on peut avoir ecours à d'autres organes de concassage permettant d'atteindre le même but que celui proposé par la présente invention, Après le concstsage,
le produit polymérisé à
<Desc/Clms Page number 13>
EMI13.1
l'état poudreux est retenu provisoirement dans llospaot 51 avant son léchage définitif dans la colonne de adohage $5
EMI13.2
A nouveau, la figure 4 ne donne qu'un organe
EMI13.3
de séchage à titre d'exemple, Suivant les besoin* de l'appareil 4b notamment selon l'ordre de grandeur, il ait possible d'avoir recours à d'autre organes de adohage qui assurent le séahagt régulier et constant des granulés polymérisés descendant dans la colonne de odchagoy Par 1' intermédiaire d'un robinet 620 on peut finalement régler l'écoulement du produit po1y14ri..
qui est emelialiné d'une manière connu* tous la forme de poudre# Un autre mode de.réalination de l'installation de polymérisation ont r.pr'8.nt' loh4matiquI.lnt sur la figure 5 Celle-ci comprend un récipient supérieur 101, daaa lequel on place les constituants nononirts, liquides ou gaituxt à poly mâriaer, provenant de réservoirs de stockage non représentést après qu'il. aient été dosés en fonction de la nature des proprté- tAn du polymère ou copolymbr4 à obtenir, Dans ce récipient, on introduit également, ai besoin est# leu plmstitiantà# t solvants, chargée, pigments, etc..., appropriât à la fabrication envioaido# Un catalyseur de polymérisation est de pr4f<tr<n<. ce également introduit dans le mélange en vue de faciliter la
EMI13.4
polymérisation ultérieure dans la zone de vibration de l'installa-
EMI13.5
tion.
Ce récipient 101 comporte des dispositifs quelconque# ap- propride tels que des agitateurs A pales, non représenté , pour assurer le mëlange intime de tout les constituants,
EMI13.6
Une canalisation 102 comportant une électro-
EMI13.7
vanne 91 conduit le mélunge dans un récipient formé 1030 dans
EMI13.8
lequel ce mélange est conservé nous une atmosphère inerte, telle que de l'azote, par exemple, fourni par un réservoir isolé 104
EMI13.9
et relié au récipient 103 par une canalisation 105 comportant une électro-vanne RA1. Un mélangeur, non représenté, est égale. ment disposé dans ce récipient 103.
Une canalisation 106 munie
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
d'une 41*otre-vanne Ka conduit le liquide quittant le réel pient 103 dont un récipient clos 107 en forme 4'lntoanoir dans lequel le mélange cet maintenu sous une atmosphère de gas inerte pur une onnalination 100 venant du réservoir 104 et comportant une éltotro-vannt RA , 08 récipient 107 Peut comporter étalement un dispositif t.A1Gnl' et muai un dispou aitit de ehauffagt, tel qu'une résistance électrique entourant à paroi par rompit, pour élever# si on le ddoires la tempéra* ture du mélange à poly#'r188r . une valeur détormindes On place aunsi Y"htl:
ag8ufJIm.nt \&ntfhlrm1ltanol dam os récipient pour oontrolty la température du langt et commande, éventuellement lt fonctionnement du dispositif de chauffage* Une otinaliaution 109 conduit alors le mélange du récipient 107 ine colonne de réuotion d<ëign4< dans son ene4mble par 0 ,
EMI14.2
Sur cette canalisation 109, on a dispos' une
EMI14.3
.1Iotro-Yannl 9, et, entre cette 6lectrovanne et la colonne 0, une canalisation 110, comportant une éltotro-vannt "À 3 et un manomètre disjoncteur M, tat brbnoh4t en dérivation et relie la canalisation 109 A la conduite 100 venant du rduero voir 104 de sas inerte (azote, par exemple).
EMI14.4
La colonne de réaction 0 comprend 1 une
EMI14.5
chambre de vibration Clf une chambre d'épuration Ca et une chambre de réfrigération 0, qui emnt décrites plue en détail ci après en et référant à la figure 6. La chambre de réaction lui est reliée par une connexion électrique 111 à un générateur
EMI14.6
d'ultra-son. 0 et comporte à sa parti, supérieure un conduit
EMI14.7
d'évacuation des Cas 112 muni d'une 41ectrovanne R,, On autre
EMI14.8
conduit d'évacuation, non représente, relie la partie supérieure
EMI14.9
de la chambre d'épuration 0. au conduit 112 avant 1141ec'ro. vanne R4' tel que ceci est expliqué par la suite en Maison avec
EMI14.10
la figure 6.
<Desc/Clms Page number 15>
EMI15.1
Un conduit U3 relit la chambre de tU'ri.'.. ration 0 .) de la colonne à des dispositifs ultérieurs de Cone eassage et de séchage schématisés par 114 et 115 et qui ne sont pas décrite dans la présente demande de brevet. Le produit polymérisé quitte l'installation par un conduit de ortie 116/ On a représenté sur la figure 6 une coupe verticale de labolonne de réaction 0 de la fleure 1 qui
EMI15.2
comporte les trois chambres superposées et communicantes 1 CL et C3.
La chambre de vibration C1 comprend, dans le mode de réalisation représente, une enveloppe verticale externe allongée 120 à section transversale carrée, en tôle d'acier par exemple, terminée à sa partie supérieure par une partie plane 121 formant couvercle, Cette partie peut faire partie intégrante de l'enveloppe ou être constituée par une plaque sou- dée ou boulonnée sur les parois de l'enveloppe.
Dans la partie supérieure plane 121, on a pratiqué deux orifices 121a et 121b, dans lesquels sont introduites et fixées respectivement de manière étanche, par soudage par exemple, les extrémités du conduit 109 venant du récipient 10? (figure 5) et du conduit 112 d'évacuation des gas, le conduit 109 étant fixé suivant l'axe longitudinal de l'enveloppe 120. A quelque distance avant
EMI15.3
l'extrémité inférieure de cotte enveloppe, on a coudé, A la paroi externe de celle-ci, une plaque annulaire 120a servant A relier la chambre 01 à la chambre 4"p.t1on 0., tel que ceci est expliqué ci-après* A l'intérieur de l'enveloppe 120, et coaxia. lement A celle-ci, on a fixé un élément tubulaire paral1'l1p1p'.
dique allongé 1, constitué par une gaine carrée, en t61e d'acier par exemple, qui s'étend depuis l'extrémité inférieure d^ l'enveloppe 120 Jusqu'à une certaine distance der Itextriolti des conduits 109 et 112, laissant ainsi un espace libre 122
EMI15.4
au sommet de la chambre. Des collerettes annulaires 11 r 'i
<Desc/Clms Page number 16>
124b fixent par soudage la gaine 123 à la paroi de l'envelop- pe 120 aux deux extrémités de ladite gaine, Cette gaine tubu- laire 123 délimite la zone de vibration dans laquelle le pro- duit à polymériser est soumis aux vibrations ultra-soniques, Ces vibrations sont engendrées à l'intérieur de cette zone au moyen de transducteurs T (figure 7)
disposés longitudinale ment à l'intérieur de la gaine 123 A une certaine distance les una des autres dans le sens transversal de cette gaine. Ces transducteurs T sont constitués chacun par un certain nombre de plaques 125 en céramique piézo-électrique, par exemple au titanate de baryum ou aux titanatea et zirconates de plomb, qui sont soudées entre elles pur leurs tranches à l'aide d' "Araldits" polymérisée à haute température. Le nombre de plaques 125 pour chaque transducteur T est fonction de la longueur de la zone de vibration envisagée. Cette longueur est variable suivant la nature des produits à polymériser; elle est par exemple de un mètre environ et la gaine peut avoir, par;exemple 1 centimètres de coté.
Le nombre de transducteurs est calculé en fonction des dimensions de la section de la gaine. Dans le mode de réalisa- tion représente, quatre transducteurs de 0,8 à 1 mm d'épaisseur, sépares de 1 cm environ les uns dos autres sont présente, Les transducteurs T sont maintenus en position danu la gaine 123 au moyen de dispositifs appropriés tels que des pattes soudées aux parois par exemple{ lia sont reliés électriquement à un générateur haute fréquence de type classique approprié, tel que le générateur 0 de la figure 5, pur des conducteurs 126 et ' 127 traversant l'enveloppe 120 et la gaine 123 à l'intérieur d'une gaine isolante 128 (figures 2 et 3).
La partie de la gaine 123 située au-dessus de la plaque 120a est entourée par un serpentin 129 disposé con- tre la gaine dans l'espace compris entre celle-ci et l'enveloppe 120; il comporte un tube d'admission inférieur 129a et un tube
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1
àdvaauta'J x9' On peut àir$ passer à volonté due '1 serpentin soit un fluide réfrigérant, soit un fluide d* chauffa go afin de maintenir à l'intérieur de la sont de vibration une température déterminée.
Il tst en effet néetatairt dt n. pat dépasser une certaine température dans cette sono en raison de
EMI17.2
la fragilité des transducteurs qui, selon leur nature, ne sup- portent pas des tatnpératuraa aupériauraa à certaines rraleurx, Il peut êtit également nécessaire dtélover dans certains cas la température de la zone de vibration pour favoris la polym'r1- nation des produits à traiter.
Cette température est contrôlât au moyen d'une thermistance plaoie dans une gaine 130 e'étendant à l'intérieur de la sono de vibration A travers la paroi de la gaine 123 et entre les transducteur a) cette thormietanu ce eut reliée électriquement par deux conducteurs 131 et 132 à un circuit électrique de commande, par exemple du type de
EMI17.3
celui représenté à la figure lo, et permettant de commander automatiquement un dispositif d'alimentation en fluide du ser- pentin 129 en fonction de cette température,
La chambre de vibration C1 est fixée A la
EMI17.4
partie supérieure de la chambre d'épuration 0. et ont coaxiale A celle-ci, cotte chambre Ga ont constituée de deux éléments cylindriques coaxiaux interne IJ5 et externe 136, en tal. d'acier par exemple, dont le* surfaces qui ne font vie4à-vie sont recouvertes d'amiante.
Ces cylindres sont Maintenue en position par des rainures circulaires 135a, 13b et 1,6., 136b creusées respectivement dans deux plaques circulaires
EMI17.5
terminales 137 et 130 et dans lesquelles s'engagent les eux- trémités des parois des cylindres avec interposition de joints d'étanchéité non représentés, La plaque terminale 137 est serrée contre la plaque annulaire 120a de la chambre C1 avec interposition d'un joint annulaire 139 assurant l'étan-
EMI17.6
ohéitê et résistant à la chaleur et aux vibrations.
La plaque
<Desc/Clms Page number 18>
EMI18.1
137 et le joint 139 sont percé* respectivement de 4tux trous centraux coïncidants 140 et 141, de môme diamètre# que ira- verse l'extrémité inférieure de la gaine 123 de la chambre 19,14
EMI18.2
La plaque 120a est percée également d'un orifice excentré d'où
EMI18.3
part un conduit 14a d'évacuation des lai.
Cet orifice diboum eh@ dans la chambre Q3 entre la paroi de la saine 123 'et les parois dea trou. 141 et 140 du Joint et de la plaque 13V* ' te conduit 142 rejoint le conduit 112 avant l'éltotw-mat .v ' IL4, Cette Jonction n'a pas oui représentée dans un but de oi*",'4 plifïoatînn, La plaque terminale 1nt.ri.e 130 de la chambre 02 ont serrée, avec interposition d'un joint Mnwlaire 143 résistant A la chaleur et aux vibrations, contre une plaque 144 constituant le sommet de la chambre de réfrigération 0-
EMI18.4
de la colonne.
L'ensemble est fermement maintenu en position au moyen d'un certain nombre de tirant. entretoises à boute filetés,
EMI18.5
tels que 145, passant dans don orifices alignes des différintes plaques 120a, 137j 130 et 144 et bloquée par des torous 146, 147 visses sur les extrémités filetées des tirants 145- Sntre les parois des éléments cylindriques 135 et 136 et contre la paroi externe de l'élément 135# on a disposé une résistance électrique chauffante 148 permettant de maintenir une température déterminée dans la sont c1"pu.ita\106 du polymère située à l'intérieur de l'élément 135. le4,born44 14èa et 14#b de cette résistance chauffante sont reliées par deux conducteurs 149 et 150 'un circuit de commande 4J.II)\;ri. 1 que du type représenté A la figure 10 et comportant une ther- ;; :
distance de contrôle disposée dans une gain* 131 pénétrant ,!.. la zone d'épuration. Cette thermistance est reliée 94r dé* AtoaW> ;t' ducteurs 152 et 153 au circuit précédent de ce**, f . 7C LA plaque 1n1'61'iêurl 138 de la est percée d'un lars;e 'or:U'ic.e de sortie 154 col rai
<Desc/Clms Page number 19>
EMI19.1
orifice 155 de même diaotètre de la plaque supérieure z de
EMI19.2
la chambre de réfrigération 0, et avec le trou central du joint annulaire 143.
La chambre de réfrigération comprend,
EMI19.3
comme la chambre C al deux éléments cylindriques coaxiaux U6 et 157 fixés dans deux plaques terminal** 144 et I)g par des rainures identiques à celles décrites prto&4.-..at . pro a des plaquée de la chambre 0., antre les deux éléments 0,118- driquas circule le Sas ou éventuellement 1- liquide de rerrn. diol3enent qui entre par un conduit 139 et..on par un conduit
EMI19.4
160. Des tirants 161 maintiennent en position les éléments de
EMI19.5
oattechambre entre eux et avec la chambre 0,1 'et le reste de l'installation.
La plaque Intérieure 1$8 est fer." .'un large trou 162 reliant la chambre 8. au conduit de sortie UJ
EMI19.6
manant au broyeur ou concasseur de l'installation, On décrit ci-après les dispositifs automatiques
EMI19.7
de commande permettant le fonctionnement de l'Installation a se déférant aux figures 8 et 9.
Sur la figure se en a l'8pri.1.... 1,0 CU.lpol1tU' de commande de l'alimentation des récipients 1 u1t. ,
EMI19.8
polymériser*
EMI19.9
La régulation de la quantité 4e produit A polf mdri3er se tait A partir du récipient 103, IN partie du laqui. de est maintenue au repos grâce A un 44flecteaa" . A la # *. face du liquide ae trouve un flotteur 166 Iran .'un aimunt permunent 167, Cet ensemble est dirigé pur un guide axial/?S< au récipient. Près du soumet et du f0R4 du Z'.Jat m trouvent deux contacteurs basculeurs A nereure 169 et ive reli4a 61.0- triquement de manière connue, comme représenté, 1 .. ZOl:l.iill V#Zsw rouille à command$ électrique 171 comportant vue 1ame go ocntaot mobile 172 pouvant prendre deux positions l n 2, OOmman4an, l'une le fonctionnement d'un relais 173 et 11. fondiez nement d'un relais 174.
Une tension de e##aads # % fournie aux
<Desc/Clms Page number 20>
EMI20.1
relais 172, 173 et 174 par des conducteurs 175 et 1769 Les relais 173 et 174 font partie de deux circuits de com- mande des électro-vannes comprenant l'un un conducteur
EMI20.2
drAl1ntat1on 177 provenant d'une aouroe de puissance non représentée, le relaie 173, un conducteur 170, l'électron vanne Ri et Itélactro-vunne RA2 montées en parallèle et un conducteur 179 de retour à la source de courant, ut l'autre
EMI20.3
le conducteur 176, le relaie 174, un conducteur 1000 les électro-vannes R2 et RA1 en parallèle et le conducteur 179, Le fonctionneront de ce dispositif dt communde est le suivant
EMI20.4
te récipient 103 Hunt vide, le flotteur 166 et trouve uu fond de ce dernier et a formé le circuit commandé Par le contacteur 170,
La tension de commande (conducteurs 175,
EMI20.5
176) amène le relais verrouillé comndf éleetrique 171 dans une position dans laquelle il provoque la fermeture du circuit
EMI20.6
commanda par le reluis 173 position 2), Ceci a pour effet de provoquer a) l'ouverture de l'électro-vanne Xi (<teet*a-dire l'arriw vée du m41an. du récipient 101 don# le r4çipint joji b) l'ouverture de l'éleatro<vaMte lA tare rivée d'azote dans le récipient 107).
Lorsque le liquide pénètre dans le récipient 103,
EMI20.7
le flotteur 166 atteint le niveau du oentatttur 169, amenant par ce contautour en fer doux 169, le relais verrouillé à coma Mande électrique 171 dans sa position (1), et la fermeture du circuit commandé par le relais 174,
Ceci a pour effet de provoquer
EMI20.8
a) la fermeture de l'électro-vanne Iti (arrêt de l'arrivée du mélange dans le récipient 103 )) b) la fermeture de l'41.otrc.YanDI ( 4, lu va* de l'aaotv dans 11 récipient 10? }j
<Desc/Clms Page number 21>
EMI21.1
o) l'ouverture de 1 électro-vanne IAl (,,'1.'.. 1'.'0- te dans le récipient 103); d) l'ouverture de 1'électro-vanne Ra (passage du .'lans' du récipient 103 au récipient 107).
Les électro-vannes de l'installation .on' toutes conques de Manière a être toujours fermeté lorsqu1 ellfi ne sont pal excitées On a représenté sur 1a flaure 9 le dispositif de commando uutoautiquo do l'alimentation de la colonne do réaction 0. Ce circuit est commandé pur le générateur haute fréquence 0 alimentant les trvnaducteura T de la chambre de vibration C1. Il comprend un conducteur 181 provenant d'une
EMI21.2
source de puissance non représentée, un relais 102 à deux po.1. tion,pu1. à partir de ce relais, deux circuits de mise en ac- tion 1 l'un passant par un conducteur 183, les électro-vannes a3 et a 4 en parallèle et un conducteur 184 de retour à la source, et l'autre passant pur un conducteur 185, l'électro*
EMI21.3
vanne RA3 et le conducteur 184.
Le fonctionnement du dispositif de la figure ? est le suivant
Lorsque le générateur haute fréquence est 4 l'arrêt, la relais 182 est dans une position dans laquelle,
EMI21.4
grâces la tension d'alimentation, 1'électro-vanne RA 3 est ouverte de manière à éliminer les éléments résiduels non totale* ment polymérisée qui se trouvent dans la gaine et ce à l'aide d'une forte pression d'azote ou de gaz neutre (circuit 185,
EMI21.5
RA , lS4).
Le manomètre disjoncteur M permet de refermer l'électro-vanne RA3 dès que cette opération est terminée,
Lorsque le générateur haute fréquence est en fonctionnement, le relais 182 eut dans une position dans la quelle, à l'aide de la tension d'alimentation, les électro-vannes
EMI21.6
R3 et R sont ouvertes (circuit 183, 93# B4# 14).
<Desc/Clms Page number 22>
@
EMI22.1
ceci a pour effet de provoquer respeeUvemeM l'arrivée du Mélange dans la chambre de vibration C1 et l'ouverture de la sortie de l'acide cyanhydrique par les conduits 112 et 142 des chambres 0, et C2.
Un cas de punne électrique, toutes les électro-
EMI22.2
vannes de l'installation reviennent au rapaa i v aetwAd3 ta position fermée, Ces accumulateurs de secours sont seul*' se dôasaires pour fournir la tension d'alimentation permettant pen- dant quelques instants * 1&-vann*' & de faire son usage, , ni'4.1tr-ur la "'fige 10, on a représenté un oircuit de commande classique de la résistance chauffante-<ie la chambre 02, ce circuit peut être utilisé pour tout appareil commandé pur une thermistance.
Il comprend suivant un montage classique tel que représenté, la thermistance TR montée dans . une branche d'un pont de Wheatstone 186 dont l'autre branche
EMI22.3
porte une résistance réglable 1$', Le pont étant alimenté à partir d'une source de courant alternatif 188 (220 volts par exemple) par l'intermédiaire d'un transformateur 189. La ten- sion de déséquilibre due à la variation da température dans la
EMI22.4
chambre ou le récipient, où est placce la thermistance, est ami plifide par des transistors 190, 191 (tels que des transistor.
0 0 74 et 0 0 28 par exemple) qui commandent un relais 192 relié aux conducteurs 149 et 150 de la résistance chauffante.
EMI22.5
Une thermintance du type L Cg de' 1 Jt (0 A 100" 0) permet d'obtenir un réglage de la température,* 0,1 0 près,dans les appareils envisagea (tels que récipient 107,
EMI22.6
chambres Ct1 et 02 par exemple).
On décrit ci-après le procédé de l'invention mis en oeuvre dans l'installation décrite ci-dessus en supposant que les dispositifs électriques de commandes des vannes et des dis- positifs thermiques sont en fonctionnement normal.
EMI22.7
Le mélange de monomères eu des produ1t..'polym'-
<Desc/Clms Page number 23>
riser et des autres additifs (catalyseur compris) pénètre dam la chambre C1 par le conduit 109 après avoir été chauffe le cas échéant à une température déterminée dans le récipient 107, Le conduit 109 peut être éventuellement terminé par un diffuseur
EMI23.1
permettant de faire couler le liquide à polymériser en filets minces dans la gaine 123. Dans cette laine, le produit est soumis à des vibrations ultra-soniques engendrées par les trans- ducteurs T et dont la fréquence varie de préférence entre $00 kilohorts et 6 mégahertz suivant le produit à polymériser.
On a pu déterminer la fréquence ultra-sonique nécessaire de la Manière suivante : On prendra le cas particulier suivant : celui
EMI23.2
de la rupture des doubles liaisons du styrène et de 11acr,loni- trile p r l'emploi des ultra-sons,
On désire par exemple rompre l'une des liaisons de la double liaison de la chaîne latérale du styrène.
EMI23.3
11, GHz et l'une des liaisons de la double liaison de ltaor,lon1t:r:Lle 0H2 - CH - ON afin de provoquer une polymérisation pratiquement totale par apport d'énergie A l'aide des ultra-sons,
EMI23.4
Il est bon de rappeler qu la double liaison, indiquée ci-dessus, consiste en ce que deux électrons pêriph6triques de deux atomes de carbone voisins se mettent graviter autour des deux noyaux, On hait par la apect:roloop1e infra-rouge que la fréquence de résonance est telle que ce sont les radiations
EMI23.5
de A # bzz microns qui sont absorbées par la double liai. son du styrène, et celles de )\ m 6,08 Microns qui 1 sont par celles de l'acrylonitrile.
@
<Desc/Clms Page number 24>
En prenant la valeur moyenne de 6,10 microns {suffisamment proche des valeurs désirées pour que le phénomène de résonance soit suffisamment conserve ),on peut calculer que la fréquence correspondante est ! :
EMI24.1
y a 0/ 00 4.92 1013 Hertz Cette fréquence est très élevée,' On emploie donc une frAcrt'%. /1/'1, n de cette fréquence.
Quand on prend n - 24, on trouve
EMI24.2
y - 2$Vii 10 6 Herts
Cette fréquence ultra-sonique peut être obtenue par la méthode électronique de l'invention,
EMI24.3
On peut également déterminer la puissance néces- .aire, La chaleur de polymérisation des deux Monomères est de l'ordre de 1',3 kilo-calories par mole car la r Motion est exother- mique.
Cependant, cette réaction ne peut se produire que dans le cas où l'on vainc une barrière d'énergie qui demande un suppld. ment d'énergie de 0 , Il faut donc fournir une énergie au déport de 30 kilo-calories par mole, Il est important de ne pas dépasser outre mesure cette valeur aur alors on romprait complètement les doubles liait sons, c'est-à-dire qu'en fait on détruirait le monomère.
Dans le cas où, par exemple, la quantité de mono.
EMI24.4
mores polymériser, est de zozo grammes par minute, se sont en- viron 0,1 mole qui réagissent A chaque'seconde, ce qui nécessite- ri 1,25 .Q' joules.
Le générateur doit donc avoir une puissance de bzz kilowatts, compte tenu de l'amortissement 6D."'tqu,#fiI ultrasons dans le produit à polymériser; une puissance théorique de 50 kilowatts était précédemment nécessaire. Dans le cas présent,l'amortissement des ultra-sons est négligeable et la puis.
EMI24.5
sance théorique de 12,' kilowatts n'a pas z, être augmentée, Oette
<Desc/Clms Page number 25>
puissance théorique est grande, et rendrait le procédé très onéreux, si la présence des catalyseurs ne la diminuai' pas dame des proportions extrêmement important..,
EMI25.1
La réaction ofettectue à dom températures ,aria- bleu suivant les produit. , pol,m'r1s.r et il peut être nious- nuire# suivant le cas, de refroidir ou de réchauffer la .on- de vibration au moyen du serpentin 129.
On doit également tenir compta de la résistance à la chaleur des léramiquee piéto-ileco triques utilisées. La température à 1 'intérieur de la son@ de vibration est en principe intérieure à 120 0 environ, mais
EMI25.2
cette valeur n'sst pas limitat$yeo Pendant cette opération, les Sas produite par la réaction, tels que l'acide cyânhydrique par exemple, sont évacuée par le conduit 112 dont la vannt 9 4 est ouverte.
Le produit polrm'r1.. obtenu, qui et présente sous une forme encore fluide quitte la chambre de vibration (Il et panes dans la chambre d'épuration C2 où il est maintenu
EMI25.3
par la résistance chauffante 140 A une température suffisante pour permettre 1'évacuation de la presque totalité des gas occlue restants, lesquels quittent cette chambre par le conduit 142 qui rejoint le conduit 112 de la chambre C1.
La tempé. rature dans la chambre d'épuration ne dépasse pas habituellement
EMI25.4
60 à 706 0, Mais cette température n'est qu'indicative et peut varier suivant le produit à traiter,
Le produit polymérisé apure passe alors gang la chambre de réfrigération C3 et dans les autres appareil. de l'installation, Les dispositifs électriques de commande murent un fonctionnement régulier de l'installation et l'arrêt de celles ci lors d'un incident quelconque, tel qu'une panne de courant par
EMI25.5
exemple.
Grâce à la vanne RA il est possible de purger l'installation avec un gaz neutre.
<Desc/Clms Page number 26>
EMI26.1
Bien entendu, l'invention n'est pas 11 tait et aux mode. de Mise en oeuvre et de réalisation représentés et décrits, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple, En particulier, on pourrait utiliser, comme transducteurs pour la chambre de vi-
EMI26.2
bration, de$ céramiques, pié8G éleotoriquea cylindrique empilée 1.. unes aur les autres et dont la conduit central ainsi ménagé constituerait la zone de vibration;
de usât, la gain@ 123 pourrait aussi bien être de section rectangulaire ou polygonale
EMI26.3
A nombre de cotée supérieur à quatre et le générateur haute trêe quence être de tout type approprié pour fournir les fréquences nécessaires de vibration par lea transducteur Le procède et l'installation conformes à l'1n vention présentent des avantages révolutionnaires par rapport A l'industrie actuelle des matières plastiques, en ce sens qu'il, permettent :
a) de réunir dans une installation, présentant au maximum un encombrement réduit, tous les appareil, nécessaires à la
EMI26.4
fabrication en continu des matières plastiques qui, A la sortit de l'installation, sont prête, . l'emploi} b) le procédé et l'installation conformes A l'invention permettent de r6alisGr une polarisation en pratique totale des constituant, des matières plastiques, résultat qui n'a pu être obtenu à l'heure actuelle; c) dans un appareil présentant des dimensions très réduites, par rapport aux installations connues, l'on obtient en continu un rendement de plusieurs tonnes par jour.
EMI26.5
' N V' ü N i 0 A 0 N i , . - .t.M#Mt.Mx.M, 1.- Procédé de polymérisation pour toue corps, tels que des matières plastique., caractérisé en ce qu'après la
EMI26.6
mélange adéquat de. raatièrea constitutives, on 'ait passer en a4t
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.