CA2070410A1 - Appareil doseur de mousse de polyurethanne - Google Patents
Appareil doseur de mousse de polyurethanneInfo
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Abstract
2070410 9103362 PCTABS00104 L'appareil doseur de mousse de polyuréthane comporte une chambre de mélange alésée dans un noyau de matière synthétique auto-lubrifiante (3) enserré dans un cylindre métallique creux monté amoviblement sur un support, de manière à former une cartouche démontable et comprimée au droit d'orifices d'alimentation, afin d'améliorer l'étanchéité de la tige-soupape (8) et empêcher les infiltrations de réactifs à l'intérieur de la chambre de mélange, lorsque celle-ci est obturée par la tige-soupape (8).
Description
WO91/0336~
~ 7~
APPAREIL DOSEUR DE MOUSSE DE POLYURETHANE
La présente invention est relative a un appareil doseur de mousse de polyurethane provenant de la réaction de deux réactifs amenés séparément par des orifices d'alimentation distincts dans une chambre de mélange formée d'un alésage ménagé axialement dans un noyau de matière synthétique auto-lubrifiante monté
dans un cylindre métallique creux et pourvu sur une premiere portion de longueur, d'un rétrécissement annulaire autour duquel est ajuste un manchon metallique sur lequel agit un organe de serrage, de maniere à
soumettre une seconde portion de noyau de matiere synthétique autolubrifiante entourant les orifices d'alimentation a une précontrainte de compression au droit de ceux-ci, afin d'améliorer l'étanchéite du joint lS formé par l'alésage et une tige-soupape coulissant a l'intérieur de l'alésage sous l'action d'un vérin pour commander le débit de deux réactifs s'ecoulant a tra-vers les orifices d'alimentation dans la chambre de m~lange, et comportant un réceptacle ~ solvant disposé
dans le prolongement de la chambre de mélange et traver-sé par la tige-soupape.
La fiabilité d'un appareil doseur de mousse de polyuréthane dépend en majeure partie de la perfection du joint d'étanchéite entre la tige-soupape et les orifices d'alimentation de la chambre de mélange.
~a moindre infiltration de r~actifs antre le noyau de T~flon et la tige-soupape, lorsque cella-ci se trouve en position d'obturation, provoque le coincement de la tige-soupape et l'obstruction des orifices d'alimenta-tion en raison de la tendance des r~actifs a r~agir instantan~ment l'un avec l'autre.
~ 7~
APPAREIL DOSEUR DE MOUSSE DE POLYURETHANE
La présente invention est relative a un appareil doseur de mousse de polyurethane provenant de la réaction de deux réactifs amenés séparément par des orifices d'alimentation distincts dans une chambre de mélange formée d'un alésage ménagé axialement dans un noyau de matière synthétique auto-lubrifiante monté
dans un cylindre métallique creux et pourvu sur une premiere portion de longueur, d'un rétrécissement annulaire autour duquel est ajuste un manchon metallique sur lequel agit un organe de serrage, de maniere à
soumettre une seconde portion de noyau de matiere synthétique autolubrifiante entourant les orifices d'alimentation a une précontrainte de compression au droit de ceux-ci, afin d'améliorer l'étanchéite du joint lS formé par l'alésage et une tige-soupape coulissant a l'intérieur de l'alésage sous l'action d'un vérin pour commander le débit de deux réactifs s'ecoulant a tra-vers les orifices d'alimentation dans la chambre de m~lange, et comportant un réceptacle ~ solvant disposé
dans le prolongement de la chambre de mélange et traver-sé par la tige-soupape.
La fiabilité d'un appareil doseur de mousse de polyuréthane dépend en majeure partie de la perfection du joint d'étanchéite entre la tige-soupape et les orifices d'alimentation de la chambre de mélange.
~a moindre infiltration de r~actifs antre le noyau de T~flon et la tige-soupape, lorsque cella-ci se trouve en position d'obturation, provoque le coincement de la tige-soupape et l'obstruction des orifices d'alimenta-tion en raison de la tendance des r~actifs a r~agir instantan~ment l'un avec l'autre.
2 2 ~ r ~
Ainsi on connaît par la document FR-A-2.511889 un pistolet doseur de mousse de polyuréthane provenan~ de la réaction de polyol et d'un polyisocyanate alimentant séparément une chambre de mélange.
La chambre de mélange est construite au moyen de deux demi-coquilles en acier inoxydable susceptibles de résister aux contraintes mécaniques exercées au cours du fonctlonnement du pistolat dosaur. Les pramière et seconda demi-coquilles sont disposées en alignement colinéaire pour former une ca~!ité longitudinale inté-rieure. Un noyau en Téflon est inséré d'un côté de la cavité at est retenu à l'intérieur de la cavité par las parois de la seconde demi-coquille et par une bague de ratenue.
La chambre de mélange présente deux orifices d'alimentation par lesquels deux composants fluides sont amenés séparement dans ladite chambre da mélange. Un tige-soupape coulisse a l'intérieur da l'alésaga pour commander le débit des deux réactifs s'écoulant a tra-vers les orifices d'alimentation vers l'alésaga cantral du noyau et pour guider le jet da mousse giclant hors da la chambre de melange.
Elle permet, dans une pramiere position, aux réactifs de s'ecouler a travers lesdits premier et deuxieme orifices, et dans une seconda position ampâche l'ecoulement des r~actifs a travers ceux-ci. La tige-soupapa est actionn~e vers l'avant ou l'arri~re par un verin pneumatlque, électrique ou hydrauli.qua fixé amovi-blement ~ calla-ci par le biais d'una pieca d'accoupla-ment a emboitament lat~ral.
PCr/BE90/00050 ~ ? ! f~
Le noyau est maintenu sous une précontrainte de compression appliquée selon une direction axiale et radiale par l'intermediaire des parois de la seconde demi-coquille et par la bague de retenue, cette précon-trainte étant exercée par une serie de rondelles bom-bées, dites rondelles de Belleville, maintenues dans leur position appropriée par une lèvre formée a l'extré-mité de contact des deux demi-coquilles. Le noyau est pourvu d'un alésage axial, traversant longitudinalement ce noyau et communiquant avec l'exterieur de la chambre de mélange et avec le réservoir formé de l'autre côté de la cavité définie par 12 première demi-coquille. A
l'intérieur du réservoir se trouve un fluide de net-toyage ou solvant, tel qu'un solvant cellulosique pour la mousse de polyuréthane.
Grâce a la précontrainte de compression exercée sur le noyau de Teflon, une étanchéité parfaite est assurée durablement entre l'alésage et la tige-soupape. Cette étanchéité empêche toute in'filtration deréactifs dans la chambre de mélange mais ne parvient cependant pas a empêcher une saturation progressive du solvant en réactifs et en mousse.
De plus, comme la chambre de melange forme un ensemble inviolable qu'il est impossible de d~monter, il n'y a pas moyen de renouveler le solvant. En cas d'ob-struction ou de blocage de la tige soupape, il ne reste qu'a demonter l'appareil doseur et a renouveler le cy-lindre avec sa tige soupape.
Cet appareil doseur connu presente ~galement l'inconv~nient de ne pas maintenir constant le dosage de chacun des composants pendant les premi~res secondes d'injection.
2~ 4 Par le document EP-A-0068670, on connaît un appareil distributeur d'un mélange de réactifs liquides amenés separément par des orifices d'alimentation distincts dans une chambre de mélange formée d'un alésage ménagé axialement dans un noyau cylindrique de matiere synthétique auto-lubrifiante. Le noyau est pourvu sur une première portion de longueur, d'un rétré-cissement annulaire autour duquel est ajusté un manchon métallique sur lequel agit un organe de serrage, de manière a soumettre une seconde portion de noyau de matiere synthétique autolubrifiante entourant les ori-fices d'alimentation a une précontrainte de compression au droit de ceux-ci afin d'améliorer l'étanchéité du joint entre l'alésage et une tige-soupape co~ulissant à
lS l'intérieur de l'alésage sous l'action d'un vérin pour commander le débit de deux réactifs.
L'organe de serrage est une bride maintenue en place par une paire de vis. Une telle bride assure l'orientation correcte du noyau de matiere synthétique dans le prolongement du vérin hydraulique uniquement lorsque les deux vis sont parfaitement serrées. Elle a l'inconvénient qu'un serrage ultérieur de la bride en vue d'ajuster la précontrainte de compression du noyau synthétique n'est plus possible.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients et propose un appareil doseur comportant un organe de serrage qui assure la coaxialite du noyau de matiere synthétique quel que soit le degré de serrage de l'organe et un démontage aisé de la chambre de m~lange.
,.. , . , -:,......... -. ' ' ~ ' -, . .
Elle concerne un appareil doseur tel que décrit dans le premier para~raphe du present memoire, lequel appareil doseur est caracterise en ce aue l'organe de serrage est une coiffe munie d'un filet intérieur vissé sur une extrémité du cylindre métalliaue creux pourvu d'un filet extérieur correspondant, et en ce que le cylindre métalli~ue creux est une cartouche démontable ~ontée amoviblement sur un support.
La coiffe amovible vissée a l'extrémité fron-tale du cylindre métallique permet de soumettre le noyau de matiere synthétiaue auto-lubrifiante ~ une precon-trainte de compression parfaitement ali~née sur l'axe longitudina~ du cylindre métalliaue, de manière a assurer une étanchéité parfaite du joint formé par le noyau de matière synthétique auto-lubrifiante et la tige-soupape.
La compression du noyau de Teflon au droit des orifices d'alimentation correspond à une valeur bien déterminée lorsau'on insere entre le noyau de matiere synthétiaue auto-lubrifiante et le manchon métalliaue une série de rondelles Lelleville.
Dans une forme de réalisation particuliere, le noyau de mati~re synth~tique auto-lubrifiante est muni, au voisinage d'une partie médiane du cylindre metallique, d'une bague de centrage dont l'alésage se WO 91/03362 PCrtBE90/00050 Z~ r ~ 6 trouve dans le prolongement de celui du noyau. La bague de centrage et un joint torique à l'extrémité posté-rieure du cylindre métallique constituent un double point d'appui et permettent de guider la tige-soupape le long du noyau de téflon en l'absence de tout grippage.
Pour effectuer le montage de la première --forme de réalisation de l'appareil doseur, on procède comme suit :
- on retire entièrement la tige-soupapei - on déverse le solvant usé après avoir incline l'axtrémité frontale de l'appareil doseur vers le bas;
- on rince l'appareil doseur avec un solvant frais après en avoir relevé l'extrémité frontale vers le haut;
- on repousse la tige-soupape à l'interieur du noyau et - on soumet celui-ci a une compression obtenue par serraga de la coiffe sur le cylindre métallique.
Ces particularités et détails de l'invention ainsi que d'autres ressortiront de la description de-taillée ci-jointe d'une forme de réalisation d'un appa-reil-doseur selon l'invention, avec référence aux des-sins ci-annex~s donnés a titre informatif et non limita-tif de l'invention.
Dans ces dessins :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un apparail doseur selon l'invention - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe d'un cylindre m~tallique d~tach~ du support montré ~ la , . . : , ~, ,,~.' . . . ' ''' '~ ' .
.
WO9l/03362 PCT/BE90/00050 , ~ .
2~ 3 ~ ~
figure l. Elles montrent respectivement les posi-tions d'obturation et d'ouverture de la chambre de mélange à l'aide de la tige-soupape;
- la figure 4 est une vue explosee du cylindre métallique illustré à la figure 2 ;
- les figures 5 et 6 montrent les positions d'obturation et d'ouverture de la chambre de mélange dans une seconde forme de réalisation du pistolet doseur selon l'invention.
Dans ces figures, les memes slgnes de réfe-rence désignent des éléments identiques et/ou analogues.
Comme illustré a la figure l, un appareil doseur de mousse de polyuréthane suivant l'invention, désigné dans son ensemble par le signe de référence l, comprend un cylindre creux 2 abritant un noyau de ma-tiere synthétique autolubrifiante 3 du type Téflon Rpercé d'un alésage 4 axial formant chambre de melange et de deux orifices d'alimentation radiaux 5,6. Le cylindre creux 2 est monté de façon amovible sur un support ou une poignée 7. L'alésage 4 est traversé par une tige-soupape 8 coulissant le long de l'alésage, sous la commande d'un vérin pneumatique ou électrique 9, entre une premiere position dans laquelle des réactifs peuvent s'écouler ~ travers lesdits premier et second orifices d'alimentation radiaux 5, 6 dans la chambre de mélange et une seconde position qui obture lesdits ori-fices d'alimentation et empeche l'écoulement des réac-tif8 vers la chambre de mélange.
Le vérin pneumatique ou electrique 9 est fixé
sur la poignée 7 ~ l'aide d'une goupille 10 tandis que le cylindre creux est monté de maniere amovible sur le WO9l/03362 PCT/BE90/OnO~0 2~ f~
support dans le prolongement du verin au moyen d'une tige filetée 11 et d'un bouton 12.
Les orifices d'alimentation 5, 6 sont pourvus d'une paire de vannes 14 et de conduits d'alimentation 28 appropries permettant d'amener les réactifs séparément dans la chambre de mélange. Les reactifs chimiques formant la mousse de polyurethane sont contenus dans des fûts non représentés.
Pour assurer un contact étanche entre la soupape-tige 8 et le noyau de Téflon 3, on soumet ]e noyau à une précontrainte de compression au droit des orifices d'alimentation 5, 6 par serrage d'un manchon métallique entourant un rétrécissement annulaire ménagé
dans le noyau 3, sur une partie de sa longueur à l'aide.
Le serrage est effectue a l'aide d'une coiffe filetée 13 vissée sur l'extrémité antérieure du cylindre métal-lique creux 2.
En precomprimant la portion de noyau entourant les orifices d'alimentation 5, 6 on améliore l'etanchei-té de la tige-soupape 8 et on empêche les infiltrations de réactifs a l'intérieur de la chambre de mélange lorsque celle-ci est obturée par la tige-soupape 8. Les efforts de précompression sont répartis sur le noyau 3 de Téflon ~ l'aide d'une série de rondelles 8elleville 34.
Le noyau de Téflon 3 est muni au voisinage de la partie centrale du cylindre métallique creux 2, d'une bague de centrage 16 en acier inoxydable ayant une section circulaire de 5 mm de diamètre environ et une epaisseur de 2 mm environ, et dont l'alésage se trouve dans le prolongement de celui du noyau 3 (figure 4).
WO91/03362 PCT/BE90/000~0 i . 9 L'alésage est usiné avec une tolérance de 5/1000 mm par rapport au diamètre de la section trans-versale de la tige-soupape 8 et présente une partie conique 14 favorisant l'introduction de la tige-soupape 8 dans l'alésage 4.
Le cylindre métallique 2 est ainsi pourvu à
chaque extrémité et au milieu de trous axiaux qui gui-dent le déplacement axial de la tige-soupape 8. Ainsi, celle-ci ne risque pas de fléchir ni de se coincer sous les efforts qui lui sont appliques par le verin de commande 9. On évite ainsi une usure prématurée du noyau 3 et on prolonge la durée de Vi2 et la fiabilite de l'appareil doseur 1. La précontrainte de compression de noyau 3 permet de compenser l'usure que subirait l'alésage 4. La tige soupape 8 obturée au droit du trou postérieur d'un joint torique 17 d'étanchéité et d'un rebord de retenue 28 usine avec une précision de 1/100e mm.
En position de retrait ou d'ouverture de la tige-soupape 8, position dans laquelle on assure la distribution de mousse de polyuréthane, une partie de la tige qui ~tait précédemment a l'intérieur de l'alésage 4 pour obturer l'embouchure des orifices d'alimentation, est introduite dans un r~ceptable 18 contenant du sol-vant. Le solvant dissout les accumulations de mousse de polyur~thane qui, en l'absence de cette opération de nettoyage, risquerait d'obturer les ouvertures.
Cependant le r~ceptacle de solvant 18 s'enrichit progressivement en r~actifs et le solvant doit de temps en temps ~tra renouvele.
Suivant l'invention, on renouvelle le solvant dans le r~ceptacle 18 de la première forme de réalisa-tion en proc~dant de la maniere suivante :
.
WO9l/03362 2~ o - on retire la tige-soupape 8;
- on déverse le solvant usé après avoir incliné
l'extrémité frontale de l'appareil doseur vers le bas;
- on rince l'appareil doseur avec un solvant frais apres en avoir relevé l'extrémité frontale vers le haut;
- on repousse la tige-soupape 8 à l'intérieur du noyau 3; et - on soumet celui-ci à une précontrainte de compres-sion obtenue par serrage da la coiffe 13 sur le cylindre métallique 2.
Il suffit d'utiliser quelques gouttes de solvant pour renouveler celui-ci, en raison du faible volume du récaptacle 18 contenant le solvant. On uti-lise de préférence de l'éthylene-glycol ou du MESAMOL
da BAYER
La démontage de la chambre de mélange procura l'avantage de ne nécessiter que le remplacemant des pieces défectueuses et non pas de l'ansemble das plèces.
Ainsi, de nombreuses pieces assez coûteuses comme, par exempla, le cylindre métallique creux 2, la coiffa mé-tallique 13 et la tige-soupape 8, (or, cette dernière est une piece en acier de qualité usinée avec précision) peuvent etre récupérées et réutilisées telles quelles.
Saul le noyau 3 de T~flon usé ou détérioré doit êtra remplace.
Le démontage de la chambre de mélange permet ~galement d'~liminer toute obstruction des orifices d'alimentation 5, 6 et cause de coinçage da la tige-soupape 8. Il permet ainsi de renouveler le solvant.
Il s'agit donc d'une mesure d'entretien préventif desti-n~e ~ ~viter une pollution exagerée du solvant et donc , ,, , ' ~ ~ f~
un blocage intempestif de l'appareil doseur 1.
Dans une deuxième forme de realisation de l'invention, illustrée par les figures 5 et 6, les moyens d'actionnement et la chambre de mélange forment un ensemble compact indissociable monté conjointement sur une poignée de pistolet 7.
Le dispositif de commande et de contrôle est constitué d'une gâchette d'interrupteur 19 qui commande l'ouverture ou la fermeture d'une vanne d'obturation électro-pneumatique 31 d'un circuit de thermostatisation comprenant une pompe hydraulique 21, un filtre 23 et un moyen de chauffage du solvant 32. La pompe hydrauli-que 21, pourvue du côté de refoulement, d'une soupape desurpression conduit le solvant sous une pression de 100 bars, dans une chambre 29 d'un vérin hydraulique 22 qui actionne la tige-soupape 8.
Simultanément de l'air sous pression est envoyé dans chacun des fûts, pour refouler les réactifs, dans la chambre de mélange au travers des conduits d'alimentation 15, 16 et des orifices d'alimentation 5, 6.
Pour rendre possible un dosage constant des composants de mousse de polyuréthane à l'aide d'un appa-reil doseur, il était connu de munir les conduits d'ali-mentation 15, 16 de l'appareil doseur d'un moyen de chauffage thermostatique destiné à maintenir constante la temperature des composants et en particulier du po-lyol.
On sait que la viscosité du polyol varie fortement avec la température et qu'en l'absence de chauffage on éprouve certaines difficultés à doser WO9l/03362 PCT/BE90/00050 2~ r~ 12 convenablement chacun des composants après chaaue inter-ruption prolongée du fonctionnement de l'appareil do-seur.
Dans un développement préféré de l'appareil doseur suivant l'invention, on prévoit de munir d'un moyen de chauffage non seulement chacun des conduits d'alimentation, mais également la tête de l'appareil doseur.
Les appareils doseurs existants presentent en effet l'inconvénient de débiter, lors de chaque dé-marrage à froid, un mélange précurseur de mousse dans lequel les composants ne sont pas presents dans les lS proportions requises. On constate généralement une pénurie de polyol par rapport a l'isocyanate en raison de la viscosité plus élevée du polyol à température ambiante. Cette élévation de la viscosite freine le débit du polyol et est la cause d'un dosage insuffisant du polyol par rapport a l'isocyanate, dont la viscosité
est moins sensible aux variations de température.
I1 en résulte que le mélange précurseur de mousse ne gonfle pas non plus dans les proportions requises et ne fournit donc pas le volume de remplissage en mousse de polyurethane escompté. Or, une variation du volume de mousse d~bité par l'appareil doseur perturbe gravement la qualit~ et la précision des opérations d'une machina automatique.
Pour rem~dier a cet inconv~nient, on prevoit de lib~rer au moins un orifice d'acces dans le recep-tacle a partir de l'exterieur en vue de renouveler ou faire circuler le solvant.
.
13 ~ ~ s~
Dans un développement preféré de l'appareil doseur selon l'invention, on munit celui-ci d'un circuit de thermostatisation 20 dans lequel un fluide chauffant est maintenu en recirculation forcée dans une boucle S fermée semblable à un circuit hydraulique. Le fluide chauffant est un solvant 30, de préférence du polyol porté à une température de 30 a 70~C dans un filtre chauffe. Le déplacement du solvant 30 est réalisé à
l'aide d'une pompe hydraulique à débit constant 21, pourvue du côté du refoulement d'une soupape de surpres-sion. Le circuit hydraulique comporte aussi un filtre 23, un moyen de chauffage du solvant 32, au moyen par exemple d'une résistance electrique et une vanne de commande 31 a deux positions comme illustré dans la figure 1.
Des qu'on appuie sur la gâchette 19 du pisto-let doseur, la vanne électro-pneumatique a deux posi-tions 31 obture le circuit de thermostatisation 20 et provoque une augmentation de pression du solvant 30 en aval de la pompe 21. Le solvant sous pression sert de fluide hydraulique pour actionner le verin 22 à l'encon-tre d'un ressort 35 et retire la tige-soupape 8 de l'alésage 4 en ouvrant les orifices d'alimentation 5 et 6, ce qui permet aux composants de mousse polyuréthane de s'écouler séparément vers la chambre de mélange.
L'excès de solvant refoulé par la pompe est libéré par une soupape de surpression et retourné vers la pompe.
Des rel~chement de la gâchette 19 du pistolet doseur, la vanne ~ deux positions libere le circuit hydraulique thermostatique. Le ressort 35 repousse la tige-soupape 18 dans l'alésage 4 et interrompt le dosage de mousse. La pompe hydraulique 21 assure la recircula-2~tJ~
tion forcée du solvant chaud dans une boucle fermée ducircuit hydra~lique thermostatique et maintient les conduits d'alimentation en chacun des composants à tem-pérature constante.
Ainsi, la t~te de l'appareil doseur 1 est toujours maintenue à température quelle que soit la position de la gâchette 19. En position de repos de la gâchette, c'est-à-dire en l'absence d'injection, la t~te est réchauffée par le solvant qui circule dans le cir-cuit de thermostatisation. Par contre, en position de service alors que la circulation du solvant est inter-rompue, la t~te de l'appareil-doseur est maintenue température par le passage des composants de la mousse.
Ce fluide hydraulique est forcé de s'écouler au travers d'un filtre 23 dans une bombe de circulation fermée comprenant deux soupapes anti-retour 24 et 25.
Le pressage en précontrainte de compression du noyau de matiere synth~tique auto-lubrifiante 3 ast r~alisé a l'aide d'un manchon métallique 15 et une coiffe 13 que l'on visse sur une embouchure du pistolet doseur 1.
La chambre de mélange est accessible de l'ex-térieur par simple dévissage de la coiffe 13. Ce d~vissage supprime la précontrainte de compression et il devient possible de retirer le manchon 15. Apres re-trait du manchon 15, il devient ainsi possible de rem-placer le noyau de T~flon 3 d~fectueux avec une perte de temps et de productivité reduite au minimum.
Ainsi on connaît par la document FR-A-2.511889 un pistolet doseur de mousse de polyuréthane provenan~ de la réaction de polyol et d'un polyisocyanate alimentant séparément une chambre de mélange.
La chambre de mélange est construite au moyen de deux demi-coquilles en acier inoxydable susceptibles de résister aux contraintes mécaniques exercées au cours du fonctlonnement du pistolat dosaur. Les pramière et seconda demi-coquilles sont disposées en alignement colinéaire pour former une ca~!ité longitudinale inté-rieure. Un noyau en Téflon est inséré d'un côté de la cavité at est retenu à l'intérieur de la cavité par las parois de la seconde demi-coquille et par une bague de ratenue.
La chambre de mélange présente deux orifices d'alimentation par lesquels deux composants fluides sont amenés séparement dans ladite chambre da mélange. Un tige-soupape coulisse a l'intérieur da l'alésaga pour commander le débit des deux réactifs s'écoulant a tra-vers les orifices d'alimentation vers l'alésaga cantral du noyau et pour guider le jet da mousse giclant hors da la chambre de melange.
Elle permet, dans une pramiere position, aux réactifs de s'ecouler a travers lesdits premier et deuxieme orifices, et dans une seconda position ampâche l'ecoulement des r~actifs a travers ceux-ci. La tige-soupapa est actionn~e vers l'avant ou l'arri~re par un verin pneumatlque, électrique ou hydrauli.qua fixé amovi-blement ~ calla-ci par le biais d'una pieca d'accoupla-ment a emboitament lat~ral.
PCr/BE90/00050 ~ ? ! f~
Le noyau est maintenu sous une précontrainte de compression appliquée selon une direction axiale et radiale par l'intermediaire des parois de la seconde demi-coquille et par la bague de retenue, cette précon-trainte étant exercée par une serie de rondelles bom-bées, dites rondelles de Belleville, maintenues dans leur position appropriée par une lèvre formée a l'extré-mité de contact des deux demi-coquilles. Le noyau est pourvu d'un alésage axial, traversant longitudinalement ce noyau et communiquant avec l'exterieur de la chambre de mélange et avec le réservoir formé de l'autre côté de la cavité définie par 12 première demi-coquille. A
l'intérieur du réservoir se trouve un fluide de net-toyage ou solvant, tel qu'un solvant cellulosique pour la mousse de polyuréthane.
Grâce a la précontrainte de compression exercée sur le noyau de Teflon, une étanchéité parfaite est assurée durablement entre l'alésage et la tige-soupape. Cette étanchéité empêche toute in'filtration deréactifs dans la chambre de mélange mais ne parvient cependant pas a empêcher une saturation progressive du solvant en réactifs et en mousse.
De plus, comme la chambre de melange forme un ensemble inviolable qu'il est impossible de d~monter, il n'y a pas moyen de renouveler le solvant. En cas d'ob-struction ou de blocage de la tige soupape, il ne reste qu'a demonter l'appareil doseur et a renouveler le cy-lindre avec sa tige soupape.
Cet appareil doseur connu presente ~galement l'inconv~nient de ne pas maintenir constant le dosage de chacun des composants pendant les premi~res secondes d'injection.
2~ 4 Par le document EP-A-0068670, on connaît un appareil distributeur d'un mélange de réactifs liquides amenés separément par des orifices d'alimentation distincts dans une chambre de mélange formée d'un alésage ménagé axialement dans un noyau cylindrique de matiere synthétique auto-lubrifiante. Le noyau est pourvu sur une première portion de longueur, d'un rétré-cissement annulaire autour duquel est ajusté un manchon métallique sur lequel agit un organe de serrage, de manière a soumettre une seconde portion de noyau de matiere synthétique autolubrifiante entourant les ori-fices d'alimentation a une précontrainte de compression au droit de ceux-ci afin d'améliorer l'étanchéité du joint entre l'alésage et une tige-soupape co~ulissant à
lS l'intérieur de l'alésage sous l'action d'un vérin pour commander le débit de deux réactifs.
L'organe de serrage est une bride maintenue en place par une paire de vis. Une telle bride assure l'orientation correcte du noyau de matiere synthétique dans le prolongement du vérin hydraulique uniquement lorsque les deux vis sont parfaitement serrées. Elle a l'inconvénient qu'un serrage ultérieur de la bride en vue d'ajuster la précontrainte de compression du noyau synthétique n'est plus possible.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients et propose un appareil doseur comportant un organe de serrage qui assure la coaxialite du noyau de matiere synthétique quel que soit le degré de serrage de l'organe et un démontage aisé de la chambre de m~lange.
,.. , . , -:,......... -. ' ' ~ ' -, . .
Elle concerne un appareil doseur tel que décrit dans le premier para~raphe du present memoire, lequel appareil doseur est caracterise en ce aue l'organe de serrage est une coiffe munie d'un filet intérieur vissé sur une extrémité du cylindre métalliaue creux pourvu d'un filet extérieur correspondant, et en ce que le cylindre métalli~ue creux est une cartouche démontable ~ontée amoviblement sur un support.
La coiffe amovible vissée a l'extrémité fron-tale du cylindre métallique permet de soumettre le noyau de matiere synthétiaue auto-lubrifiante ~ une precon-trainte de compression parfaitement ali~née sur l'axe longitudina~ du cylindre métalliaue, de manière a assurer une étanchéité parfaite du joint formé par le noyau de matière synthétique auto-lubrifiante et la tige-soupape.
La compression du noyau de Teflon au droit des orifices d'alimentation correspond à une valeur bien déterminée lorsau'on insere entre le noyau de matiere synthétiaue auto-lubrifiante et le manchon métalliaue une série de rondelles Lelleville.
Dans une forme de réalisation particuliere, le noyau de mati~re synth~tique auto-lubrifiante est muni, au voisinage d'une partie médiane du cylindre metallique, d'une bague de centrage dont l'alésage se WO 91/03362 PCrtBE90/00050 Z~ r ~ 6 trouve dans le prolongement de celui du noyau. La bague de centrage et un joint torique à l'extrémité posté-rieure du cylindre métallique constituent un double point d'appui et permettent de guider la tige-soupape le long du noyau de téflon en l'absence de tout grippage.
Pour effectuer le montage de la première --forme de réalisation de l'appareil doseur, on procède comme suit :
- on retire entièrement la tige-soupapei - on déverse le solvant usé après avoir incline l'axtrémité frontale de l'appareil doseur vers le bas;
- on rince l'appareil doseur avec un solvant frais après en avoir relevé l'extrémité frontale vers le haut;
- on repousse la tige-soupape à l'interieur du noyau et - on soumet celui-ci a une compression obtenue par serraga de la coiffe sur le cylindre métallique.
Ces particularités et détails de l'invention ainsi que d'autres ressortiront de la description de-taillée ci-jointe d'une forme de réalisation d'un appa-reil-doseur selon l'invention, avec référence aux des-sins ci-annex~s donnés a titre informatif et non limita-tif de l'invention.
Dans ces dessins :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un apparail doseur selon l'invention - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe d'un cylindre m~tallique d~tach~ du support montré ~ la , . . : , ~, ,,~.' . . . ' ''' '~ ' .
.
WO9l/03362 PCT/BE90/00050 , ~ .
2~ 3 ~ ~
figure l. Elles montrent respectivement les posi-tions d'obturation et d'ouverture de la chambre de mélange à l'aide de la tige-soupape;
- la figure 4 est une vue explosee du cylindre métallique illustré à la figure 2 ;
- les figures 5 et 6 montrent les positions d'obturation et d'ouverture de la chambre de mélange dans une seconde forme de réalisation du pistolet doseur selon l'invention.
Dans ces figures, les memes slgnes de réfe-rence désignent des éléments identiques et/ou analogues.
Comme illustré a la figure l, un appareil doseur de mousse de polyuréthane suivant l'invention, désigné dans son ensemble par le signe de référence l, comprend un cylindre creux 2 abritant un noyau de ma-tiere synthétique autolubrifiante 3 du type Téflon Rpercé d'un alésage 4 axial formant chambre de melange et de deux orifices d'alimentation radiaux 5,6. Le cylindre creux 2 est monté de façon amovible sur un support ou une poignée 7. L'alésage 4 est traversé par une tige-soupape 8 coulissant le long de l'alésage, sous la commande d'un vérin pneumatique ou électrique 9, entre une premiere position dans laquelle des réactifs peuvent s'écouler ~ travers lesdits premier et second orifices d'alimentation radiaux 5, 6 dans la chambre de mélange et une seconde position qui obture lesdits ori-fices d'alimentation et empeche l'écoulement des réac-tif8 vers la chambre de mélange.
Le vérin pneumatique ou electrique 9 est fixé
sur la poignée 7 ~ l'aide d'une goupille 10 tandis que le cylindre creux est monté de maniere amovible sur le WO9l/03362 PCT/BE90/OnO~0 2~ f~
support dans le prolongement du verin au moyen d'une tige filetée 11 et d'un bouton 12.
Les orifices d'alimentation 5, 6 sont pourvus d'une paire de vannes 14 et de conduits d'alimentation 28 appropries permettant d'amener les réactifs séparément dans la chambre de mélange. Les reactifs chimiques formant la mousse de polyurethane sont contenus dans des fûts non représentés.
Pour assurer un contact étanche entre la soupape-tige 8 et le noyau de Téflon 3, on soumet ]e noyau à une précontrainte de compression au droit des orifices d'alimentation 5, 6 par serrage d'un manchon métallique entourant un rétrécissement annulaire ménagé
dans le noyau 3, sur une partie de sa longueur à l'aide.
Le serrage est effectue a l'aide d'une coiffe filetée 13 vissée sur l'extrémité antérieure du cylindre métal-lique creux 2.
En precomprimant la portion de noyau entourant les orifices d'alimentation 5, 6 on améliore l'etanchei-té de la tige-soupape 8 et on empêche les infiltrations de réactifs a l'intérieur de la chambre de mélange lorsque celle-ci est obturée par la tige-soupape 8. Les efforts de précompression sont répartis sur le noyau 3 de Téflon ~ l'aide d'une série de rondelles 8elleville 34.
Le noyau de Téflon 3 est muni au voisinage de la partie centrale du cylindre métallique creux 2, d'une bague de centrage 16 en acier inoxydable ayant une section circulaire de 5 mm de diamètre environ et une epaisseur de 2 mm environ, et dont l'alésage se trouve dans le prolongement de celui du noyau 3 (figure 4).
WO91/03362 PCT/BE90/000~0 i . 9 L'alésage est usiné avec une tolérance de 5/1000 mm par rapport au diamètre de la section trans-versale de la tige-soupape 8 et présente une partie conique 14 favorisant l'introduction de la tige-soupape 8 dans l'alésage 4.
Le cylindre métallique 2 est ainsi pourvu à
chaque extrémité et au milieu de trous axiaux qui gui-dent le déplacement axial de la tige-soupape 8. Ainsi, celle-ci ne risque pas de fléchir ni de se coincer sous les efforts qui lui sont appliques par le verin de commande 9. On évite ainsi une usure prématurée du noyau 3 et on prolonge la durée de Vi2 et la fiabilite de l'appareil doseur 1. La précontrainte de compression de noyau 3 permet de compenser l'usure que subirait l'alésage 4. La tige soupape 8 obturée au droit du trou postérieur d'un joint torique 17 d'étanchéité et d'un rebord de retenue 28 usine avec une précision de 1/100e mm.
En position de retrait ou d'ouverture de la tige-soupape 8, position dans laquelle on assure la distribution de mousse de polyuréthane, une partie de la tige qui ~tait précédemment a l'intérieur de l'alésage 4 pour obturer l'embouchure des orifices d'alimentation, est introduite dans un r~ceptable 18 contenant du sol-vant. Le solvant dissout les accumulations de mousse de polyur~thane qui, en l'absence de cette opération de nettoyage, risquerait d'obturer les ouvertures.
Cependant le r~ceptacle de solvant 18 s'enrichit progressivement en r~actifs et le solvant doit de temps en temps ~tra renouvele.
Suivant l'invention, on renouvelle le solvant dans le r~ceptacle 18 de la première forme de réalisa-tion en proc~dant de la maniere suivante :
.
WO9l/03362 2~ o - on retire la tige-soupape 8;
- on déverse le solvant usé après avoir incliné
l'extrémité frontale de l'appareil doseur vers le bas;
- on rince l'appareil doseur avec un solvant frais apres en avoir relevé l'extrémité frontale vers le haut;
- on repousse la tige-soupape 8 à l'intérieur du noyau 3; et - on soumet celui-ci à une précontrainte de compres-sion obtenue par serrage da la coiffe 13 sur le cylindre métallique 2.
Il suffit d'utiliser quelques gouttes de solvant pour renouveler celui-ci, en raison du faible volume du récaptacle 18 contenant le solvant. On uti-lise de préférence de l'éthylene-glycol ou du MESAMOL
da BAYER
La démontage de la chambre de mélange procura l'avantage de ne nécessiter que le remplacemant des pieces défectueuses et non pas de l'ansemble das plèces.
Ainsi, de nombreuses pieces assez coûteuses comme, par exempla, le cylindre métallique creux 2, la coiffa mé-tallique 13 et la tige-soupape 8, (or, cette dernière est une piece en acier de qualité usinée avec précision) peuvent etre récupérées et réutilisées telles quelles.
Saul le noyau 3 de T~flon usé ou détérioré doit êtra remplace.
Le démontage de la chambre de mélange permet ~galement d'~liminer toute obstruction des orifices d'alimentation 5, 6 et cause de coinçage da la tige-soupape 8. Il permet ainsi de renouveler le solvant.
Il s'agit donc d'une mesure d'entretien préventif desti-n~e ~ ~viter une pollution exagerée du solvant et donc , ,, , ' ~ ~ f~
un blocage intempestif de l'appareil doseur 1.
Dans une deuxième forme de realisation de l'invention, illustrée par les figures 5 et 6, les moyens d'actionnement et la chambre de mélange forment un ensemble compact indissociable monté conjointement sur une poignée de pistolet 7.
Le dispositif de commande et de contrôle est constitué d'une gâchette d'interrupteur 19 qui commande l'ouverture ou la fermeture d'une vanne d'obturation électro-pneumatique 31 d'un circuit de thermostatisation comprenant une pompe hydraulique 21, un filtre 23 et un moyen de chauffage du solvant 32. La pompe hydrauli-que 21, pourvue du côté de refoulement, d'une soupape desurpression conduit le solvant sous une pression de 100 bars, dans une chambre 29 d'un vérin hydraulique 22 qui actionne la tige-soupape 8.
Simultanément de l'air sous pression est envoyé dans chacun des fûts, pour refouler les réactifs, dans la chambre de mélange au travers des conduits d'alimentation 15, 16 et des orifices d'alimentation 5, 6.
Pour rendre possible un dosage constant des composants de mousse de polyuréthane à l'aide d'un appa-reil doseur, il était connu de munir les conduits d'ali-mentation 15, 16 de l'appareil doseur d'un moyen de chauffage thermostatique destiné à maintenir constante la temperature des composants et en particulier du po-lyol.
On sait que la viscosité du polyol varie fortement avec la température et qu'en l'absence de chauffage on éprouve certaines difficultés à doser WO9l/03362 PCT/BE90/00050 2~ r~ 12 convenablement chacun des composants après chaaue inter-ruption prolongée du fonctionnement de l'appareil do-seur.
Dans un développement préféré de l'appareil doseur suivant l'invention, on prévoit de munir d'un moyen de chauffage non seulement chacun des conduits d'alimentation, mais également la tête de l'appareil doseur.
Les appareils doseurs existants presentent en effet l'inconvénient de débiter, lors de chaque dé-marrage à froid, un mélange précurseur de mousse dans lequel les composants ne sont pas presents dans les lS proportions requises. On constate généralement une pénurie de polyol par rapport a l'isocyanate en raison de la viscosité plus élevée du polyol à température ambiante. Cette élévation de la viscosite freine le débit du polyol et est la cause d'un dosage insuffisant du polyol par rapport a l'isocyanate, dont la viscosité
est moins sensible aux variations de température.
I1 en résulte que le mélange précurseur de mousse ne gonfle pas non plus dans les proportions requises et ne fournit donc pas le volume de remplissage en mousse de polyurethane escompté. Or, une variation du volume de mousse d~bité par l'appareil doseur perturbe gravement la qualit~ et la précision des opérations d'une machina automatique.
Pour rem~dier a cet inconv~nient, on prevoit de lib~rer au moins un orifice d'acces dans le recep-tacle a partir de l'exterieur en vue de renouveler ou faire circuler le solvant.
.
13 ~ ~ s~
Dans un développement preféré de l'appareil doseur selon l'invention, on munit celui-ci d'un circuit de thermostatisation 20 dans lequel un fluide chauffant est maintenu en recirculation forcée dans une boucle S fermée semblable à un circuit hydraulique. Le fluide chauffant est un solvant 30, de préférence du polyol porté à une température de 30 a 70~C dans un filtre chauffe. Le déplacement du solvant 30 est réalisé à
l'aide d'une pompe hydraulique à débit constant 21, pourvue du côté du refoulement d'une soupape de surpres-sion. Le circuit hydraulique comporte aussi un filtre 23, un moyen de chauffage du solvant 32, au moyen par exemple d'une résistance electrique et une vanne de commande 31 a deux positions comme illustré dans la figure 1.
Des qu'on appuie sur la gâchette 19 du pisto-let doseur, la vanne électro-pneumatique a deux posi-tions 31 obture le circuit de thermostatisation 20 et provoque une augmentation de pression du solvant 30 en aval de la pompe 21. Le solvant sous pression sert de fluide hydraulique pour actionner le verin 22 à l'encon-tre d'un ressort 35 et retire la tige-soupape 8 de l'alésage 4 en ouvrant les orifices d'alimentation 5 et 6, ce qui permet aux composants de mousse polyuréthane de s'écouler séparément vers la chambre de mélange.
L'excès de solvant refoulé par la pompe est libéré par une soupape de surpression et retourné vers la pompe.
Des rel~chement de la gâchette 19 du pistolet doseur, la vanne ~ deux positions libere le circuit hydraulique thermostatique. Le ressort 35 repousse la tige-soupape 18 dans l'alésage 4 et interrompt le dosage de mousse. La pompe hydraulique 21 assure la recircula-2~tJ~
tion forcée du solvant chaud dans une boucle fermée ducircuit hydra~lique thermostatique et maintient les conduits d'alimentation en chacun des composants à tem-pérature constante.
Ainsi, la t~te de l'appareil doseur 1 est toujours maintenue à température quelle que soit la position de la gâchette 19. En position de repos de la gâchette, c'est-à-dire en l'absence d'injection, la t~te est réchauffée par le solvant qui circule dans le cir-cuit de thermostatisation. Par contre, en position de service alors que la circulation du solvant est inter-rompue, la t~te de l'appareil-doseur est maintenue température par le passage des composants de la mousse.
Ce fluide hydraulique est forcé de s'écouler au travers d'un filtre 23 dans une bombe de circulation fermée comprenant deux soupapes anti-retour 24 et 25.
Le pressage en précontrainte de compression du noyau de matiere synth~tique auto-lubrifiante 3 ast r~alisé a l'aide d'un manchon métallique 15 et une coiffe 13 que l'on visse sur une embouchure du pistolet doseur 1.
La chambre de mélange est accessible de l'ex-térieur par simple dévissage de la coiffe 13. Ce d~vissage supprime la précontrainte de compression et il devient possible de retirer le manchon 15. Apres re-trait du manchon 15, il devient ainsi possible de rem-placer le noyau de T~flon 3 d~fectueux avec une perte de temps et de productivité reduite au minimum.
Claims (10)
1. Appareil doseur de mousse de polyuréthane provenant de la réaction de deux réactifs amenés séparément par des orifices d'alimentation distincts (5,6) dans une chambre de mélange formée d'un alésage (4) ménagé axialement dans un noyau (3) de matière synthétique auto-lubrifiante monté dans un cylindre métallique creux (2), le noyau étant pourvu sur une première portion de longueur, d'un rétrécissement annulaire autour duquel est ajusté un manchon métallique (15) sur lequel agit un organe de serrage (13, 26), de manière e soumettre une seconde portion de noyau de matière synthétique autolubrifiante entourant les orifices d'alimentation (5, 6) à une précontr?inte de compression au droit de ceux-ci, afin d'améliorer l'étanchéité du joint formé par l'alésage (4) et une tige-soupape (8) coulissant e l'intérieur de l'alésage (4) sous l'action d'un vérin pour comm??der le débit des deux réactifs s'écoulant à travers les orifices d'ali-mentation (5,6) dans la chambre de mélange, et compor-tant un réceptacle (18) à solvant disposé dans le prolongement de la chambre de mélange et traverse par la tige-soupape (8), caractérisé en ce que l'organe de serrage est une coiffe (13) munie d'un filet intérieur visse sur une extrémité du cylindre métallique creux (2) pourvu d'un filet extérieur correspondant et en ce que le cylindre métallique creux (2) est une cartouche demontable montée amoviblement sur un support (7).
2. Appareil doseur selon la revendication 1, ca-ractérisé en ce que des rondelles Bellevilla (34) sont insérées entre le manchon métallique (15) et la noyau (3) de matière synthétique autolubrifiante.
3. Appareil doseur selon l'une quelconque des re-vendications précédentes, caractérise an ca que la noyau de matière synthétique autolubrifiante est muni, au voisinage d'une partie médiane du cylindre métallique (2), d'une bague de centrage (16) dont l'alésage (4) se trouve dans la prolongement de celui du noyau (3).
4. Appareil doseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qua le réceptacle (18) est accessible de l'extérieur par dévis-sage en vue de renouveler et faire circuler le solvant.
5. Appareil doseur selon la revendication 4, ca-ractérisé en ce que le vérin (22 ) est monté dans le réceptacle (18).
6. Appareil doseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce qua la tête de l'appareil doseur (1) est munie d'un moyen de chauffage thermostatique livré par le fluide hydraulique qui commande le vérin (22) actionnant la tige soupape (8).
7. Appareil doseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tête est pourvue d'un circuit de thermostatisation (20) traverse par un fluide chauf-fant (30).
8. Appareil doseur selon la revendication 7, caractérisé an ce que le fluide chauffant (30) est du solvant porté à une température déterminée.
9. Appareil doseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de thermostatisation (20) comporte une pompe hydraulique (21), de préférence à débit constant, pourvue du côté de refoulement d'un filtre (23), d'un moyen de chauffage du solvant (32) et d'une vanne d'obturation électro-pneumatique (31) du circuit de thermostatisation, rempli de solvant, de manière à forcer le solvant à repousser le vérin (22) qui actionne à son tour la tige-soupape (8) dans la chambre de mélange formée de l'alésage (4).
10. Procédé pour effectuer le montage d'un appareil doseur selon l'une quelconque des revendications précé-dentes et renouveler le solvant dans le réceptacle (18) de solvant, caractérisé en ce qu'on effectue les opéra-tions suivantes:
-on retire la tige-soupape (8);
-on déverse le solvant usé après avoir incliné
l'extrémité frontale de l'appareil doseur (1) vers le bas;
-on rince l'appareil doseur (1) avec un solvant frais après en avoir relevé l'extrémité frontale vers le haut;
-on repousse la tige-soupape (8) à l'intérieur du noyau (3); et -on soumet celui-ci à une compression obtenue par serrage de la coiffe (13) sur le cylindre métalli-que (2).
-on retire la tige-soupape (8);
-on déverse le solvant usé après avoir incliné
l'extrémité frontale de l'appareil doseur (1) vers le bas;
-on rince l'appareil doseur (1) avec un solvant frais après en avoir relevé l'extrémité frontale vers le haut;
-on repousse la tige-soupape (8) à l'intérieur du noyau (3); et -on soumet celui-ci à une compression obtenue par serrage de la coiffe (13) sur le cylindre métalli-que (2).
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- 1990-09-06 WO PCT/BE1990/000050 patent/WO1991003362A1/fr not_active Application Discontinuation
- 1990-09-06 US US07/844,675 patent/US5375743A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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