BE712898A

BE712898A -

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Publication number: BE712898A
Authority: BE
Priority date: 1968-03-28
Filing date: 1968-03-28
Publication date: 1968-07-31

Description

Perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour la fabrication continue de granules à partir d'une matière fondue. la présente invention a trait à un procède de fabrication continue de granules à partir d'une matière fondue, du genre dans lequel la matière sort d'orifices prévus au fond d'une cuve de fusion sous la forme d'un cordon qu'on reçoit sur une surface refroidie où il se solidifie. L'invention vise encore un dispositif pour la Elise en oeuvre de ce procède, ce dispositif comportant une cuve dont le fond est pourvu d'un ou plusieurs orifi- ces de sortie.

.tans les procédés de ce genre la matière tombe sous forme granulaire, c'est-à-dire en pastilles (dis- ques ronds), en morceaux de sphère, en tablette, en corps à base rectangulaire ou carrée, en bandes, etc.

Cette matière elle-même peut notamment être constituée par des résiner synthétiques, des cires et plus gênerais- ! ment par des corps liquides ne suivant pas les règles de Newton et présentant une très forte viscosité.

Dans un procède antérieur de fabrication de gra- nules, la matière fondue tombe goutte à goutte à partir d'une buse prévue dans le fond d'une cuve par l'inter- médiaire de tiges particulièrement conformées.

Dans un autre procède connu l'écoulement goutte à goutte de la matière fondue à partir de la cuve est assuré par le moyen d'aiguiller animées.d'un mouvement vertical de va- et-vient à l'intérieur des hunes. Ces procédés présentent toutefois l'inconvénient de ne pouvoir être mis a en oeuvre que pour des matières dont la viscosité ne dépasse pas une certaine limite.Pour de plus fortes viscosités la masse de matière liquide accumulée au débouché de la buse ne se détache plus ou ne la fait que très lentement, de sorte qu'il ne se forme plus de gouttes.

L'invention vise à permettre d'éviter l'inconvé- nient ci-dessus rappelé des procédés antérieurs.) Suivant l'invention l'on réalise en amont des orifices de sortie une succession alternée de surpressions et de dépressions de sorte que le cordon formé pendant une période de surpres- sion s'étrangle et se rompt pondant la période de dépression' subséquente. L'avantage du procédé suivant l'invention est qu'il assure la rupture du cordon fondu même dans le cas de matières liquides à très forte viscosité Plus cette viscosité est élevée, plus l'on a avantage à choisir fortes la surpression et la dépression misas en oeuvre, et inversement.

Avec des matières peu visqueuses à l'état fondu l'on peut même se dispenser de la phase de dépres- sion et ne faire agir que des surpressions périodiques sur les orifices de sortie,
Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé

ci-dessus comporte une cuve de fusion dont le fond est pourvu d'un ou de plusieurs orifices. Conformément à l'invention, en amont des orifices de cette cuve est dis- posée une pompe réglable permettant de réaliser une suc- cession également réglable de surprescionset de dépres- sions.

Dans une forme préférée du dispositif suivant l'invention, il est prévu au-dessus de chaque orifice une cloche susceptible d'être élevée et abaissée, laquelle cloche senferme à sa position basse un volume déterminé de matière fondue au-dessus de l'orifice considéré, et dans cette cloche est engagé un piston également mobile verticalement en va-et-vient, par le moyen duquel le volume délimité par la cloche peut être modifié.

L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide de la description qui suit ainsi que des dessins oi-annexés, lesquels description et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.

Figure 1 est une coupe axiale à grande échelle d'un dispositif suivant l'invention pour la réalisation de surpressions et de dépressions alternées en amont d'un orifice de sortie. figure 2 est une représentation schématique à plus petite échelle du dispositif de figure 1 et du procédé qu'il met en oeuvre.

Figure 3 est une coupe suivant 3-3 (fig. 2).

,figure 4 est une coupe axiale à scande échelle d'une autre forme d'exécution du dispositif suivant l'invention.

,Figure 5 est une représentation schématique à plus petite échelle de cette variante et de son fonc- tionnement.

Figure 6 est une coupe suivant 6-6 (fig. 5).

Figures 7 à 9 sont des coupes axiales de trois

autres formes d'exécution du dispositif suivant l'inven- tien.

En figure 1 la matière fondue s'écoule par la canalisation 11 dans la cuve 12 entourée d'une double paroi 13 assurant son chauffage.A l'intérieur de cette cuve sont disposés deux cylindres 14 et 15 présentant une sectj.on dentée. Les saillies 17 et les creux 16, des: cylindres sont arrondis et sont réalisés de telle sorte que grâce à une disposition appropriée,lesdits cylindres fonctionnent à la façon d'une pompe à engrenages.

Sur les extrémités des axes des cylindres situées à l'exté- rieur de la cuve sont montées deux roues d'engrenage 27 en prise calées de manière telle que chaque saillie 17 de l'un des cylindres s'engage dans un creux 16 de l'autre 9 Ces deux roues d'engrenage sont calées de telle manière que les saillies 17 et les creux 16 engrènent sans se toucher. Le fond de la cuve 12 comporte une ou plusieurs buses 18. Lorsque les cylindres tournant en sens inverse l'une de l'autre suivant les flèches 19, ils refoulent la matière fondue dans la chambre 20. Du fait de la sur- pression qui apparaît ainsi, celle-ci est extrudée par le,;) buues 18 sous la forme de cordons 21.

Dès qu'une cer- taine longueur de cordon est sortie des buses, les deux cylindres sont entraînés dans l'autre sens (flèches 22) par un dispositif de commande approprié. Le mouvement de sortie des cordons est ainsi arrêté et ces derniers s'é- tranglent comme schématisé en 23. La masse de matière 24 située au-dessous du point d'étranglement se détache sous l'effet de son poids et de son énergie cinétique, et tombe sur une surface réceptrice convenablement refroidie.

Le cordon résiduel 21 à extrémité filiforme est à nouveau aspiré par les buses 18.

Les deux cylindres 14 et 15 se déplacent ainsi à pas de pèlerin, c'est-à-dire qu'ils tournent d'uncertain

angle, par exemple dans le sens des fléchas 19, pour com- primer la matière fondue dans la chambre 20, puis ensuite reviennent en arrière, par exemple de la moitié de l'angle précédent, dans le sens des flèches 22 pour ramener le cordon résiduel 21 dans les buses. Ce mouvement à pas du pèlerin du souple de cylindres est avantageusement comman- dé par un mécanisme inverseur réglable. Liais il est égale- ment possible de prévoir . cet effet des dispositifs élec- triques. L'importance de la masse de matière 24 qui s'échap- pe est déterminée notamment par le nombre de creux des cylindres.

Le total des sections transversales des buses doit présenter un rapport déterminé vis-à-vis du débit de refoulement des cylindres afin que la surpression qui apparaît dans la chambre 20 soit assez forte pour assurer la sortie spontanée de la matière par les buses 18, ce . qui dépend évidemment de la viscosité de celle-ci.

Le, vitesse d'établissement de la dépression, la valeur maximale de celle-ci et la durée de la période cor- respondante sont préférablement maintenues à une valeur moindre que celle pour laquelle l'air serait aspiré dans la cuve. La surpression maximale est plus forte que la charge hydrostatique résultant du niveau de la matière fondue à l'intérieur de cette cuve. On prévoit préférable- ment réglables de façon précise la valeur maximale de la surpression et la durée de la période correspondante de manière à permettre de régler ainsi la grosseur des gra- nules.

Au lieu de tambours dentés l'on peut utiliser d'autres éléments pour réaliser la surpression et la dépression désirées, par exemple un cylindre excentré associé à une palette coulissante, des lamelles à mouve- ment pendulaire, un piston tournant à rainures hélicoi- dales ou encore de petites vis d'Archiède montées dans les buses et tournant tantôt à droite, ''tantôt à gauche,

etc., ce qui importe, c'est d'obtenir en amont desdites buses, substantiellement dans la chambre 20, une suite alternée rapide de dépressions et de surpressions.

En variante les cylindres pourraient n'être en- traînas que dansun seul sens pendant la période de sur- pression et rester au contraire immobiles pendant la période de dépression, celle-ci résultant du seul écoule- nient de la matière.

Dans la forme d'exécution des figures 2 et 3 ,la matière fondue se trouve dans une trémie chauffante 26 à l'intérieur de laquelle elle est préparée ou simplement entassée. De cette trémie la matière s'écoule dans la cuve 12 par la canalisation 11. Celle-ci renferme les organes réalisant la surpression et la dépression, par exemple les cylindres 14 et 15 de la figure 1 entraînes en sens inverse par un couple d'engrenages 27, la commande étant assurée à partir du mécanisme inverseur réglable 28.

Les nasses de matière 24 qui sortent et retombent de chaque buse 18 sont reçues sur una bande transporteuse sans fin 29, faite en acier, et elles se refroidissent- sur celle- ci avec les autres masses ou granules 30 provenant des autres buses. La face inférieure de la bande 29 est as- pergée d'un liquide de refroidissement sortant de jets 31, ce liquide arrivant par 32 et s'évacuant en 33.Au passage de la bande sur les poulies de détour 34, les granules solidifiés sont dégagés par un racle 35.

Dans la forme dexécution des figures 4 à 6, la matière fondue arrive par la canalisation 111 dans la cuve 112, laquelle comporte un dispositif de chauffage approprié. A l'intérieur de cette cuve est disposé un piston compresseur 113 entraîné en mouvement vertical alternatif par un excentrique réglable 130. Sur ce pis- ton 113 est montée à coulissèrent une cloche 114 ouverte dans le haut et dans le bas. Cette cloche est attelée par une bielle 115 à un excentrique individuel 138 également;

à excentricité réglable.

A la position représentée en traits pleins le pis- ton et la cloche se trouvent 3'un et 'l'autre à leur point mort supérieur, ,de sorte que la matière fondue peut péné- trer par en dessous à l'intérieur de la cloche comme in- diqué pe,r la flèche 116.

La cloche 114 s'abaisse ensuite suivant la flèche 126 sous l'effet de son excentrique de commande jusqu'à arriver contre le fond de la cuve en isolant ainsi de façon étanche le volume de matière qu'elle renferme par rapport au reste du bain contenu par la cuve, le piston 113 descend alors à son tour suivant la flèche 117 en comprimant la matière située à l'inté- rieur de la cloche, de sorte que celle-ci sort par les buses 118. Les positions basses du piston et de la cloche sont représentées en traits discontinus.

Lorsque le pis- ton revLent dans le sens de la flèche 119, il assure un étranglement; et la rupture en 121 du cordon semi-liquide 120, la masse de matière 122 tombant alors sur la surface réceptrice 123 et se transformant par refroidissement en granules solides 124.

En outre pendant l'étranglement du cordon en 121, c'est-à-dire immédiatement après que le piston a commencé à remonter dans le sens de la flécha 119, la cloche 114 se soulève elle-mesa dans le sens de la flèche 125 et la matière fondue de la cuve y pénètre à nouveau par en dessous, suivant la flèche 116, jusqu 113. ce que cette cloche soit revenue à son point mort supérieur.

Sur les figuras 5 et 6, on a représenté plusieurs cloche:} 114 montées dans la même cuve et susceptibles d'être déplacées verticalement de façon alternative par la bielle 115 et l'excentrique 128 à partir d'un mécanis- me d'entraînement 127. Le piston 113 est entraîné de fà- çon correspondante par l'excentrique 130 et le mécanisme
129. Les masses de matière sortent des buses 118, comme

décrit plus haut, et sont reçues par exemple sur une bande d'acier 131 sur laquelle elles se refroidissent sous la forme de granules solides 124. Le liquide de refroidisse- ment entrant en 132 est projeté en 133 contre la face in- férieure de la bande pour s'évacuer ensuite en 134.

La bande 131 se déplace sur deux tambours 135 et 136 soit de façon continue, soit de façon périodique,si on le préférée ;
La figure 6 montre en outre comment lesdiverses cloches 114 et leurs pistons 113 sont disposés les uns à côté des autres à l'intérieur de la cuve 112.

Les divers dispositifs élémentaires pourraient être commandes à partir de mécanismes communs par des tiges appropriées, ou de mécanisme individuels permettant de régler la surpression et la dépression pour chaque buse indépendamment des autres.

Dans la forme d'exécution représentée en figura 7 la cuve 210 n'est remplie de matière fondue 217 que jusqu'à la hauteur désirée. Le fond de cette cuve comporte ! un orifice 218 par lequel la matière est périodiquement refoulée sous forme de cordon.

Le haut de cette cuve est fermé par un couvercle 209 traversé par un manchon 222. Dans le manchon 222 est montée une tige de piston coulissante 220 orientée verti- calement. La tige 220 est commandée en mouvement alterna- tif par un dispositif d'excentrique approprié, éventuel- lement par l'intermédiaire d'une transmission.

L'extrémité de la tige 220 porte un piston 212 monté à coulis soient dans une cloche 213. Entre l'extré- mité inférieure du manchon 222 et l'extrémité de la cloche
213 est inséré un ressort hélicoïdal 216 comportant une précontrainte qui détermine une sollicitation mécanique entre la ouve et la cloche. La cloche 213 est ainsi cons- tamment soumise à une force orientée vers le bas qui pro- voque sonabaissement sur le fond de l'a cuve en entrai- nant la fermeture de l'orifice 218 au cas où aucune force

orientée en sens inverse ne s'y oppose.

Cette force orientée en sens inverse peut être appliquée à la cloche 213 par le piston 212. A cet effet la colcohe comporte deux entailles latérales verticales opposées 214 qui coopèrent avec un goujon 215 traversant transversalement le piston 212. lorsque le piston 212 est soulevé par la tige 220, le goujon 215 vient porter au bout d'un temps assez court contre l'extrémité supérieure des fentes 214 et par oon- séquent la cloche est déplacée vers le haut avec le piston 212 à l'encontre de la réaction du ressort 216.

Si au contraire le piston 212 s'abaisse, la cloche 213 suit ce mouvement sous l'effet de la réaction du res- sort 2115 jusqu'à ce qu'elle entre en contact avec le fond de la cuve 210. Le piston 212 continuant à descendre, le.. goujon 215 coulisse dans les fentes 214 et une partie du volume de matière fondue enfermé par la cloche se trouve refoulée à travers l'orifice 218.

Lors de l'inversion du déplacement dù piston, la cloche 213 retient le volume de matière qu'elle enferme jusqu'au moment où le goujon 215 vient à nouveau buter contre l'extrémité supérieure des fentes 214. A ce moment le volume en question se trouve sous une dépression im- portante qui, comme on l'a décrit plus haut, entraîne la rupture du cordon extrudé à traversl'orifice 218.

Lorsque la cloche 213 s'est soulevée, une nouvelle quan- . tité de matière fondue pénètre dans la cuve par la cana- lisation 211.

Le manohon 222 est avantageusement visse dans la partie renforcée du couvercle 209 de manière qu'on puisse régler la réaction du ressort 216 entre des limi- tes appropriées.

Le dispositif d'excentrique agit sur la traverse mobile 219. Cette traverse est fixée sur l'extrémité

de piston de la tige/220 par deux écrous 221 visses sur celle-ci.

Le réglage des écrous 221 permet de modifier la hauteur moyenne du piston 212.

La figure 8 montreune forme d'exécution simpli- fiée dans laquelle on a supprimé le ressort;., La cloche 233 descend sous l'action de son propre poids et sous celle du piston par l'intermédiaire des forces de frotte- ment provoquées par la viscosité de la matière fondue.

Lors de sa remontée le piston 232 entratne également la cloche 233 par effet de viscosité de la matière, celui-oi réalisant entre le piston et la cloche une liaison "flottante"., différente de celle obtenue par les butées ou équivalents.Le mouvement de remontée de la cloche 233 s'arrête dès que les butées 234, solidaires de celle-ci, viennent en contact du manchon réglable 236,
La figure 9 montre encore une autre forme d'exécu- tion dans laquelle le ressort hélicoïdal 246 prend'appui vers le haut contre une bride 247 fixée à la tige de pis- ton 220. Le piston 242 ne comporte ici aucun goujon trans- versal ; il bute au contraire directement contre les butées 244 solidaires de la cloche 243.

L'avantage du dispositif suivant les figures 7 à 9 réside en ce qu'il suffit d'un mécanisme d'excentrique unique pour entraîner en mouvement vertical alternatif à la façon désirée aussi bien le piston 212, 232, 242 que . la cloche 213, 233, 243.

Comme il va de soitet comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède,l'invention ne se limite aucune- ment à celui de Des modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués; elle en ombrasse au contraire toutes les variantes.

Claims

RESUME I- Procédé pour la fabrication continue de gra- nules à partir d'une matière fondue, du genre dans lequel on extrude la matière par des orifices prévue dans le fond de la cuve sous la forme d'un cordon fondu qu'on fait retomber sur une surface refroidie où il se solidifie, remarquable en ce qu'on réalise alternativement en amont des orifices de sortie une succession alternée de sur- pressions et de dépressions, de sorte que le cordon formé pendant une période de surpression s'étrangle et se rompt pendant la période de dépression subséquente, ledit pro- cédé pouvant en outre présenter les autres caractéristi- ques ci-après, séparément ou en combinaison :

1/ On maintient la vitesse d'établissement de la dépression, la valeur maximale de celle-ci et la durée de la période correspondant à une valeur moindre que celle pour laquelle l'air serait aspiré dans la cuve.

2/ On prévoit la surpression maximale plus forte que la charge hydrostatique résultant de la hauteur du niveau de la matière fondue à l'intérieur de la cuve.

3/ On prévoit réglables de façon précise la valeur maximale de la surpression et la durée de la période cor- respondante de manière à permettre de régler ainsi la grosseur des granules.

4/ L'on réalise en amont de chaque orifice une surpression et une dépression indépendantes de celles établies en amont des autres orifices.

Il - Dispositif pour la mise en oeuvre duprocédé suivant I, constitua par une cuve de fusion dont le fond est pourvu d'un ou plusieurs orifices de sortie en amont desquels est disposée une pompe réglable permettant de réaliser une succession également réglable de surpressions et de dépressions, ledit dispositif pouvant en outre pré- senter les autres caractéristiques ci-après, s4parément ou en combinaison : <Desc/Clms Page number 12> 1. La pompe est réalisée à la façon d'une pompe à engrenages par la moyen de deux cylindres dentés engrenés .

2. La pompe établie comme indiqué sous 1 , est entraînée par l'intermédiaire d'un mécanisme d'inversion de manière à avancer en quelque sorte à pas de pèlerin.

3. Les arbres des deux cylindres sont reliés l'un à l'autre par des engrenages disposée à l'extérieur de la cuve,de sorte qu'à l'intérieur de celle-ci les dentures desdits cylindres se trouvent en prise sans toutefois setoucher.

4. Les cylindres ne sont entraînés que dans un seul sens pendant la période de surpression et sont au contraire immobiles pendant la période de dépression, celle-ci résultant du seul écoulement de la matière.

5. Au-dessus de chaque orifice est disposée une cloche susceptible d'être élevée et abaissée , laquelle cloche enferme en position basse un volume déterminé de matière fondue au-dessus de l'orifice de sortie considérés tandis que dans cette cloche est engagé un piston mobile verticalement en va-et-vient qui fait varier le volume utile de ladite cloche.

6. Le piston est monté coaxialement à la cloche et coulisse dans'un alésage prévu dans la paroi de celle- ci.

7. La cloche et le piston sont respectivement attelés à des mécanismes à excentrique réglables.

8., Il est prévu plusieurs ensembles d'orifices, de cloche et de piston disposés cote à cote transversale- ment par rapport au sens d'avancement de la bande trans- porteuse réceptrice.

Plusieurs cloches et plusieurs pistons sont commandé de concert par des tiges appropriées à partir de mécanismes d'entraînement communs.

10. Le mécanisme d'entraînement de la ou des cloches et celui du ou des <Desc/Clms Page number 13> pistons sont calés l'un par rapport à l'autre de manière telle que chaque piston ne s'abaisse que lorsque la cloche correspondante s'est elle-mare abaissée et que la cloche se relève des que le piston s'et légèrement soulevé à partir de son point mort inférieur.

11. La cloche eut sollicitée vers sa position basse ou position de fermeture et elle comporte une butée qui limite son déplacement relatif par rapport au piston ou à la cuve. EMI13.1

1<;. za eoJ.J.J.oJ. "ti81iJ.on ae ia oiocne vers sa position abaissée est réalisée par un ressort hélicoïdal prenant appui contre la cuve.

13. La cloche est découpée d'au poins une fente latérale coopérant avec une partie en saillie du piston 14. La fente prévue sous 13 , est fermée vers le haut.

15. La saillie du piston prévue sous 13 est constituée par un goujon transversal.

16. Le ressort prévu sous 12 , prend appui contre un manchon vissé dans le couvercle de la cuve pour per- mettre le réglage de la réaction dudit ressort.

17. La sollicitation de la cloche vers sa position abaissée résulte de son propre poids.

18. L'espace ou jeu annulaire ménagé entre la cloche et le piston est établi en fonction de la viscosité de la matière de sorte que le piston entraîne la cloche par l'intermédiaire de la couche de matière visqueuse qui remplit ledit espace.

19. Dans le cas prévu sous 18 , le mouvement as- cendant de la cloche est limité par une butée.

20. Le ressort qui sollicite la cloche prend appui contre une rondelle solidaire de la tige du piston.