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,: Filière d'extrusion à mandrin rotatif.
La présente invention concerne un dispositif d'extru- . Bien. et plus particulièrement des filières prévues pour être montres sur des appareils d'extrusion pour la fabrication de ru- bans, de teuilles, de plaques, etc.,'à partir de matières thermoplastiques fortement visqueuses et de matières synthéti- ques sensibles à la chaleur telles que le chlorure de polyvi- nyle.
Des filières connues de ce type comprennent une
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chambre de filière cylindrique ou conique une fente allongée étant ménagée longitudinalement dans la paroi de la chambre, en substance dans le sens de l'axe de la chambre. La matière synthétique à traiter est introduite sous pression dans la cham- bre par un appareil 4'extrusion et la traverse pratiquement dans le sens axial pour en ressortir latéralement par la tente sous la forme désirée, par exemple sous forme de ruban, de feuille., de plaque,, etc.
Ces filières connues présentent l'inconvénient que la matière sort de la chaire de la filière de manière com- plètement incontrôlée de sorte que des quantités importantes de salière restent dans la chambre plus longtemps que d'autres, ce qui provoque la décomposition de la matière retenue trop long- temps,en particulier lorsqu)11 s'agit de matières sensibles à la chaleur.
On a proposé, pour tenter d'éviter cet inconvéninent, de disposer une vis tournante dans la chambre de la filière afin d'alimenté? la fente en matière à extruder. Néanmoins, on n'é- limine pas de cette manière l'inconvénient précité et en outre on fait apparaître d'autres inconvénients.
La vis, qui communique à la matière dans la chambre de là filière principalement un mou- vement dans le sens axial,et qui accroît la pression dans cette chambre ne provoque pas directement le passage uniforme de la matière par la fente;, en particulier n'accélère pas ce passa- ge, et par conséquent la vis tourne dans la matière comprimée de la chambre de la filière an provoquant un échauffement adia- batique de cette matière et par conséquent la.
décomposition de celle-ci.On a propose pour cette raison de remplacer la vis par un véritable dispositif mélangeur ou agitateur disposé le long de la fente de la filière, un tel dispositif mélangeur étant constitué essentiellement par des lames des tiges mélangeuses
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se prolongeant jusqu'à la paroi de la chambre de la filière et fixées à un arbre rotatif monté de manière coaxiale dans la chambre.
Néanmoins, ce dernier dispositif n'est pas non plus tout à fait satisfaisant étant donné que les lames ou les tiges mélangeuses se prolongeant jusqu'à la paroi de la chambre de la filière gênent la progression de la matière dans la chambre, ce qui est particulièrement 'préjudiciable lorsque l'on utilise de longues filières. En outre, la matière à extruder s'accumule sur les lames ou les tiges d'agitation, en particulier à leur base, ce qui rend nécessaire des nettoyages fréquents de la fi- lière.
L'un des buts de la présente invention est d'éviter les inconvénients cités, ainsi que d'autre inconvénients,et de procurer un dispositif d'extrusion, plus particulièrement une filière permettant de produire des rubans, des feuilles, des plaques, etc., à partir de matières synthétiques thermoplastiques très visqueuses sensibles à la chaleur telles que le chlorure de polyvinyle, et assurant un passage continu, uniforme et régu- lier de la matière à extruder par. la fente étroite et allongée de la filière.
Suivant l'invention, en particulier lorsque celle-ci est utilisée pour traiter des matières synthétiques thermoplas- 'iques sensibles à la chaleur ne nécessitant pas une plas- ification et une homogénéisation supplémentaires dans la chambre de. la filière, on place au centre de celle-ci un mandrin tournant autour duquel la matière à extruder, introduite sous pression dans La chambre de la filière, s'enroule en couches superposées en hélice pour pénétrer ensuite dans la. fente de la filière,sous l'effet de la pression régnant dans la
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chambre ,lorsqu"elle passe devant cette fente.
Le mandrin peut avoir une surface lisse ou être complètement ou partiellement rayé ou denté , il peut être de section uniforme circulaire, ovale, triangulaire, polygonale, etc., ou sa section peut va- rier sur toute sa longueur, et il peut éventuellement être muni de plusieurs saillies courtes réparties régulièrement et disposées pratiquement radialement., ne se prolongeant pas jusqu'à la surface interne de la chambre, telles que des ergots droits ou recourbés, '
La chambre de la filière peut être cylindrique et/ou conique,de manière connue,et peut être munie de plus d'une fente.
La matière à extruder peut être introduite dans la chambre de la filière à. l'une des extrémités de celle-ci ou près de l'une de ses extrémités, ou aux:deux extrémités ou prés des deux extrémités...
Le mandrin peut être entraîne directement par la vis de la bou- dineuse qui alimente la chambre de la filière ou constituer un prolongement de cette vis; il peut également être entraîné séparément
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ala uiSme vitesse ou à une vitesse àif,f rente,dans le même.&e%1Soodans un sens, différent. Etant donné que la matière à extruder s'enroule en couches superposées en hélice sur le mandrin,elle n'est pas retenue trop longtemps dans la chambre de la filière et, sous l'effet de la pression qui règne dans cette chambre, elle pénè- tre et passe de façon uniforme et continue par la fente de la filière.
Ce but ainsi que d'autres buts de l'invention ressor- tiront de la description de plusieurs formes d'exécution donnée ci- après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue , partie en coupe longitudinale , d'une filière suivant l'invention montée à la sortie d'une ex- trudeuse ;
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les Fig.2, 3 et 4 sont des vues en coupe selon la ligne A-A de la Fig. 3,,de trois formes d'exécution différentes; la Fig. 5 est une vue, partiellement en coupe longitu- dinale,d'une autre forme d'exécution d'une filière munie de deux entrées alimentées séparément et de deux fentes ;
les Fig. 6, 7 et 8 sont des vues en coupe selon les li- gnes VI-VI, VII-VII et VIII-VIII, respectivement, de la Fig. 5; la Fig. 9 est une vue en perspective d'une forme d'exé- cuti,on pratiquement identique à celle de la Fig. l, mais munie d'un mandrin légèrement différente et la Fig. 10 est une vue en coupe selon la ligne X-X de la Fig, 9.
La filière représentée dans la Fig. 1 comporte un corps
1 comprenant une chambre de filière cylindrique l'et une fente de . filière 4 disposée longitudinalement et délimitée par des lèvres 4' dont,la position peut être réglable de manière connue de façon à faire varier la largeur de la fente 4.
La chambre 1' de cette forme d'exécution particulière est ouverte à l'une de ses extrémités par laquelle elle est atta- chée au cylindre 2 contenant la vis 3 d'une boudineuse. Cette vis
3 est entraînée de manière classique et Introduit la matière à extruder sous pression dans la chambre 1' de la filière.
Un mandrin 5 muni d'un tourillon 5' soutenu dans l'ex- trémité 1" du corps 1 peut tourner dans cette chambre l'et est entraîné par une poulie 6,ou de toute autre manière connue.
Toutefois; le mandrin 5 peut être un prolon- . gement de la vis 2 de la boudineuse ou être en prise avec celle-ci.
Ce mandrin peut avoir plusieurs formes différentes; il peut avoir une section uniforme circulaire (Fig. 2), ovale (Fig. 3), triangulaire (Fig. 4). polygonale;, ou toute autre section
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convenable, et sa section peut également variez sur toute sa longueur comme décrit plus loin avec référence à la Fig. 5.
En outre, au lieu d'être cylindrique comme le représente la Fig.l, la chambre de filière 1 peut être conique,de manière bien connue, et dans ce cas le mandrin 1 possède une forme conique correspon- dante. La surface du mandrin 1 peut être lisse, rayée ou den- tae. uniformément ou partiellement. La matière à extruder qui pénètre sous pression dans la chambre 1 de la filière s'enroule en couches hélicoïdales sur le mandrin 1 et ne forme pas de "zones mortes" dans lesquelles la matière est retenue pendant un temps trop long, de sorte qu'on évite toute décomposition de la matière.
Comme le montrent les dessins, le mandrin a un diamètre important par rapport au diamètre de la chambre de la filière,et par conséquent il possède une surface relativement grande pouvant entrer en contact avec la matière à extruder de façon à provoquer l'enroulement en couches hélicoïdales de cel- le-ci. L'intervalle laissé libre le long de la chambre de la fi.. lière entre le mandrin et la face interne du corps 1 de la filiè- re peut être aussi étroit qu'on le désire, mais néanmoins il doit être assez large pour ne pas gêner l'enroulement en couches hélicoïdales autour du mandrin et ne pas empêcher la progres- sion de la matière à extruder dans le sens longitudinal de la chambre de la filière et le long de la fente 4.
Il peut être nécessaire de faire varier la vitesse de rotation du mandrin en fonction de la viscosité propre de différentes matières à ex - truder.
Si la filière suivant l'invention est utilisée, par exemple, pour traiter du chlorure de polyvinyle, le rapport en- tre le diamètre du mandrin cylindrique, le diamètre
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de la. chambre cylindrique de la filière, et la longueur de cette
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chambre ou celle.pratiquemment égale,de la fente allongée de la filière est pour une forme d'exécution préférée d'environ 4:5:75.
Le mandrin tourne à une vitesse d'environ 30 à 40 tours/minute et la température dans la chambre de la filière est maintenue aux en- virons de 200 C.
Dans la forme d'exécution représentée sur la Fig. 5, et que l'on a déjà brièvement mentionnée plus haut, la chambre le de la filière contenue dans le corps 1 est munie à ses ex- trémités ou à proximité de celles-ci de deux ouvertures d'entrée
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permettantrsiinentation de la chambre en matiére à extruder au moyen respectivement desvis 3, 3' desboudineuses 2, 2', et com- porte également deux fentes 4, 4'. La section du mandrin 5 peut être de formes diverses, comme le représentent par exemples les Fig. 6, 7 et 8, mais ne comporte pas d'angles aigus.
Dans la plupart des cas, un mandrin ayant une surface lisse fonctionne de manière satisfaisante et fait s'enrouler au- tour de lui-même la matière très visqueuse à extruder. Comme on l'a mentionné plus haut, la surface du mandrin peut cependant être complètement ou partiellement rayée ou dentée, ou comme le
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2i A que l'invention n'ait été d(.cr1te en détail qu'avec 1'ence, .-. for.3t3 s d'exécuiion particuJ ièros, elle n'est pas .litée à <.lcs*c .le nombreux changements peuvent lui être tt , =5k:.,. i3i.a.3ài ':" axe son ;