Procédé pour comprimer et sécher des objets moulés en pâte malléable et machine pour la mise en oeuvre dudit procédé. L'invention se rapporte à un procédé pour comprimer et sécher des objets moulés en pâte malléable et à une machine pour la mise en aeuvre dudit procédé dont il est représenté, à titre d'exemple, au dessin annexé diffé rentes formes d'exécution.
La fig. 1 est une vue en élévation sec- tionnelle longitudinale d'une machine servant à la fabrication d'objets se démoulant facile ment; La fig. 2 est une vue de profil de la même machine montrant le dispositif de blocage du moule et de pressage de l'objet; La fig. 3 est une vue de profil montrant le dispositif de pressage de l'objet; La fig. 4 est une vue partielle horizontale de la fig. 2 ;
La fig. 5 est une vue schématique et à échelle réduite d'une machine servant à la fabrication d'un objet creux présentant des saillies et pour le moulage duquel on utilise un moule en deus ou plusieurs pièces ; Les fig. 6 et 7 représéntent deux dispo sitifs de pressage; La fig. 8 est une vue d'un objet présen tant des formes rentrantes : une statue ou un cheval par exemple ; Les fig.9 et 10 représentent en coupe verticale une boîte ronde et un masque dis posés pour la compression et dont le moulage a été obtenu par un dépôt de pâte 'sur la surface extérieure du moule;
Les fig. 11 à 14 se rapportent à des détails qui seront relatés plus loin.
Dans ces dessins; 1 est la cuve qui con tient la pâte à papier ; elle porte sur ses bords antérieurs les articulations 2 de deux four chettes 3 portant chacune un palier 4 et un presse-étoupe 5 pour le raccord de l'arbre creux 6 sur lequel est monté un robinet 7, à deux voies et à orifice axial.
Cet orifice est en communication cons tante avec l'intérieur d'une boîte 8 montée sur le robinet 7.
Un moule perforé 9, recouvert d'une toile métallique; forme le couvercle de cette boîte. Les extrémités. de l'arbre creux 6 sont en communication par l'intermédiaire de tuyaux flexibles, d'un côté en 10 avec une pompe à vide et de l'autre côté 11 avec une conduite d'air comprimé.
L'ensemble: arbre creux 6, robinet 7, boîte 8 et moule 9 tourne librement dans les paliers 4.
L'une des fourchettes porte un levier de manoeuvre 12 permettant de faire basculer l'ensemble dans la cuve 1 ou de l'amener à l'extérieur de la cuve en contact avec une butée 13. Dans la fig. 1, la boîte 8 et le ro binet 7 sont représentés deux fois, dont l'une à l'intérieur de la cuve 1.
Dans la fig. 5, les mêmes organes arbre et robinet subsistent, mais la boîte qui porte le moule est double. Elle est composée d'une première enveloppe 14 contenant à l'intérieur une autre enveloppe perforée 15 qui sert de support au moule en deux ou plusieurs pièces 16. butant au fond de la boîte est maintenu en, place par un couvercle à charnière 17 formant joint et percé d'un orifice 18 pour permettre l'introduction de la pâte à papier.
Pour mouler un objet, l'appareil reposant sur sa butée 13, fig. 1, on soulève le levier de manoeuvre 12, ce au moyen duquel oie plonge le moule dans la cuve contenant la pâte à papier.
La boîte prend alors la position indiquée en A, fig. 1.
On manoeuvre le robinet 7 de façon à faire communiquer l'intérieur de la boîte 8 avec la pompe à vide par le flexible 10, ce qui a pour effet de faire adhérer la pâte sur les parois du moule que l'eau traverse.
Dès que l'épaisseur de pâte est suffisante, on remonte l'ensemble à l'aide du levier 12 dans la position primitive.
Les objets moulés dans ces conditions sont très spongieux et contiennent une notable proportion d'eau.
Pour leur permettre de subir les opéra tions ultérieures de finissage (peinture ou dé coration), on est obligé de les sécher.
Cette opération se faisait jusqu'ici soit à l'air libre, soit dans des séchoirs chauffés et ventilés ; elle est coûteuse dans ce dernier cas et longue dans le premier et comme le moulage est très rapide il faut disposer d'un emplacement assez important.
Pour éviter cet inconvénient, oie comprime la pâte aussi fortement qu'on le désire à l'aide du mercure chauffé et sous pression.
Sous l'action de cette pression; l'eau con tenue dans l'objet est exprimée et s'élimine à travers ledit objet et le moule perforé sous la double action de la pression, d'une part, et de la dépression, d'autre part. La chaleur apportée par le mercure chauffé active la dessication, et oie peut démouler un objet ne contenant plus qu'une faible proportion d'eau qui peut même disparaitre complètement si on laisse l'action se prolonger suffisam ment longtemps.
Pour la réalisation de ces opérations compression et séchage de l'objet, oie bloque le moule et on fait agir ensuite la pression.
Pour le blocage du moule en vue de la compression il est prévu à côté de la cuve un bâti 19 muni à sa partie supérieure d'un bras 20 tournant dans le plaie horizontal autour d'un tourillon 21 ; ce bras porte deux butées 22 manaeuvrées chacune par une ma nette 23.
La partie inférieure du bâti porte un corps de pompe 24 dans lequel se meut un piston plongeur 25 surmonté d'un plateau 26 monté à rotule 27 sur ce dernier.
Le corps de pompe est en communication par un orifice 28 avec une conduite d'eau, va peur, air comprimé, etc. qui actionne le piston.
Pour la compression et le séchage de l'objet il est prévu un récipient 29 formé de deux cylindres concentriques ayant un fond commun.
Le cylindre contenant du mercure en quantité supérieure ait volume intérieur de l'objet à presser est en communication par un flexible 30 avec l'intérieur du moule 9 par l'intermédiaire d'un canal 31, ménagé à l'intérieur du plateau 26.
Le cylindre extérieur est muni intérieure ment d'un serpentin 32 en relation avec une canalisation de vapeur ou d'eau chaude dans le but de chauffer le mercure. On pourrait employer tout autre mode de chauffage, gaz, électricité, essence, etc.
Le récipient 29 est muni d'un talon en<B>T</B> 33 coulissant dans une rainure 34 ménagée dans le bâti 35 qui le supporte.
Ce bâti porte à sa partie supérieure deux paliers 36 recevant un arbre 37, terminé par une manivelle 38 et sur lequel est montée une poulie à noix recevant une chaîne 39 attachée d'un côté au récipient 29 et de l'autre à un contrepoids 49 équilibrant l'ensemble.
41 est un tuyau pour l'échappement de l'air en relation avec une conduite d'eau, de vapeur ou d'air sous pression par un robinet à deux directions. 42 désigne un bouchon de remplissage, 43 un bouchon de vidange.
Pour bloquer le moule, on amène le bras 20 par rotation dans le plan horizontal au tour de son axe 21 au-dessus de la boîte, on manoeuvre les deux manettes 23 jusqu'à ce que les butées 22 entrent en contact avec la boîte à ce moment, on fait monter le plateau 26 en agissant sur le piston plongeur jusqu'à ce qu'il ferme hermétiquement la boîte.
Pour comprimer et sécher l'objet, on in troduit le mercure qui monte déjà naturelle ment puisque le robinet 7 est toujours en re lation avec la pompe à vide, et qu'il y a dépression.
On active l'opération en soulevant le ré cipient 26 contenant le mercure chauffé en tournant la manivelle 38 jusqu'à ce que le mercure ait rempli le moule. Il se produit alors, en même temps qu'une compression de la pâte sur les parois du moule, un séchage de l'objet.
Cette compression peut être rendue va riable en élevant le récipient 29 aussi haut qu'on le désire, mais il est préférable de faire agir sur la surface libre de mercure une pres sion extérieure d'eau, de vapeur de gaz com primé ou tout autre moyen analogue.
Le pressage peut être obtenu également à l'aide d'un dispositif représenté fig. 7 dans lequel on retrouve le cylindre 29 lequel ren ferme une poche dilatable 44 reliée à -une source de pression par un robinet à trois direc tions 45.
Quand on veut presser l'objet contenu dans le moule, on introduit le mercure dans ledit moule en ouvrant le robinet 45 en com munication avec la source de pression, la poche -44 se gonfle et comprime l'objet.
En manoeuvrant le robinet 45 dans la position convenable, on laisse tomber la pres sion et le mercure rentre dans le récipient 29.
L'opération étant terminée, on procède au démoulage, pour cela on abaisse le récipient 29 dans sa position primitive afin que le mercure rentre intégralement, on débloque le moule en abaissant le plateau 26 et en ra menant le bras 20 en -dehors de la boîte, cette dernière se trouvant libérée, on ferme la conduite d'aspiration, on ouvre la -conduite de compression en manoauvrant le robinet 7 et l'air comprimé chasse l'objet moulé.
Pour le moulage des objets creux présen tant des saillies, on procède de la même faon qu'il a été expliqué précédemment pour le moulage des objets se démoulant facilement.
Pour le démoulage il faut sortir le moule de sa boîte, l'ouvrir et sortir l'objet à la main, l'air comprimé utilisé précédemment n'a alors plus sa raison d'être.
Pour certains objets présentant des parties rentrantes comme par exemple un cheval, fig. 8, le moulage se fait toujours de la même façon, mais il peut arriver que le mercure qui a pénétré partout lors de son introduction se trouve, lorsqu'on veut le faire rentrer dans son récipient, retenu dans des parties en contrebas telles que 46, fig. 8: Pour faire rentrer le mercure dans sort' récipient, on incline le plateau 26 dans le sens convenable et c'est dans ce but que ledit plateau est monté à rotule.
Un niveau placé sur le récipient indique que le mercure est complètement rentré.
Il n'est pas nécessaire, dans le cas de la fig. 5 de comprimer l'objet sur la machine qui a servi à le mouler.
On peut sortir le moule de sa boîte et le porter sur 'une presse appropriée portant le montage de la double boite et effectuer la compression comme il a été indiqué ci-dessus, on libère ainsi la machine à mouler qui est prête pour une deuxième opération, dans ce cas on fait l'évacuation de l'eau exprimée par la partie inférieure, on peut également dé mouler l'objet, le placer dans un moule sem blable, mais ne portant pas de perforation ni de toile métallique, et opérer la compression comme ci-dessus.
La pression pouvant être aussi forte qu'on le désire, on obtient tous les détails que com porte l'objet.
Dans les exemples décrits pour la dé- rnonstration, le moule a été disposé pour re cevoir la pâte sur sa paroi intérieure,. on peut aussi disposer le moule pour recevoir la pâte sur sa paroi extérieure. Les fig. 9 et 10 morr= trent cette disposition.
Quand le moulage est obtenu dans ces conditions, la compression se fait alors par l'extéçieur.
Pour la démonstration on a supposé le moulage d'un seul objet à la fois, cependant des moules en nombre quelconques peuvent être montés dans la boîte 8, le plateau 26 qui ferme la base des moules est alors muni d'autant d'orifices d'amenée de mercure qu'il y a de moules et partant d'objets à com primer.
Les opérations décrites précédemment pourraient être obtenues par tous les moyens mécaniques connus ; elles peuvent se faire automatiquement.
On pourrait aussi effectuer la compres sion cri faisant arriver le mercure par la partie supérieure de l'objet et retourner l'en semble pour évacuer le mercure ; on pourrait aussi placer le moule dans toute autre posi tion horizontale ou oblique.
Tout un système d'en clarrchement pour éviter les fausses manoeuvres et divers appa reils de sécurité n'ont pas été représentés sur les dessins, mais ils pourraient être prévus dans l'application pratique du procédé.
Pour le pressage des objets volumineux et dans le but de réduire la quantité de mercure, on peut placer dans l'espace à rem plir de mercure un corps de forme simple qui ne laisse entre les deux parois que l'in tervalle nécessaire à la circulation du mer cure pour produire la compression sur l'objet moulé.
Un tel corps est visible en 53 sur la fig. 11 et en 52 sur les fig. 12, 13 et 14.
On peut profiter d'une telle disposition pour produire dans le moule même la pres sion nécessaire.
A cet effet à la place du corps 52 ou 53 on emploie une poche dilatable par un moyen quelconque, cette poche est supportée et maintenue en place par une armature mé tallique perforé.
Après que le mercure a été introduit en quantité suffisante pour qu'il se répartisse une fois comprimé sur toute la surface de l'objet à comprimer en une couche mince de façon que la poche dilatable n'entre pas en contact avec les parois de l'objet, on ferme l'arrivée de mercure et on gonfle la poche à la pres sion voulue, cette pression se transmet aux parois de l'objet qui se trouve comprimé aussi fortement qu'on le désire.
Un mode de réalisation de ce dispositif est représenté fig. 6 dans laquelle 8 est la boîte portant le moule en communication par le robinet 7 avec la pompe à vide.
9 est le moule perforé recouvert de la toile métallique et de l'objet moulé.
47 est l'armature perforée recouverte de la poche dilatable. 48 et 49 sont les orifices d'introduction et d'évacuation du mercure. 26 est le plateau de la presse qui peut être aménagé pour recevoir plusieurs moules per mettant le pressage de plusieurs objets à la fois. 50 est l'orifice d'amenée de la pression.
Method for compressing and drying molded objects in malleable paste and machine for carrying out said method. The invention relates to a process for compressing and drying molded objects made from malleable paste and to a machine for carrying out said process, of which various embodiments are shown, by way of example, in the accompanying drawing.
Fig. 1 is a longitudinal sectional elevation view of a machine for the manufacture of easily demoulded articles; Fig. 2 is a side view of the same machine showing the device for blocking the mold and pressing the object; Fig. 3 is a side view showing the device for pressing the object; Fig. 4 is a partial horizontal view of FIG. 2;
Fig. 5 is a schematic view on a reduced scale of a machine for the manufacture of a hollow object having projections and for the molding of which a two-part mold or several parts is used; Figs. 6 and 7 represent two pressing devices; Fig. 8 is a view of an object with re-entrant shapes: a statue or a horse for example; FIGS. 9 and 10 represent in vertical section a round box and a mask arranged for compression and the molding of which was obtained by depositing paste 'on the outer surface of the mold;
Figs. 11 to 14 relate to details which will be related later.
In these drawings; 1 is the vat which contains the pulp; it carries on its anterior edges the articulations 2 of two furnaces 3 each carrying a bearing 4 and a stuffing box 5 for the connection of the hollow shaft 6 on which is mounted a valve 7, with two ways and with axial orifice.
This orifice is in constant communication with the interior of a box 8 mounted on the valve 7.
A perforated mold 9, covered with a wire mesh; forms the lid of this box. The extremities. of the hollow shaft 6 are in communication by means of flexible pipes, on one side at 10 with a vacuum pump and on the other side 11 with a compressed air line.
The assembly: hollow shaft 6, valve 7, box 8 and mold 9 rotates freely in the bearings 4.
One of the forks carries an operating lever 12 making it possible to tilt the assembly in the tank 1 or to bring it outside the tank in contact with a stop 13. In FIG. 1, box 8 and valve 7 are shown twice, one of which is inside tank 1.
In fig. 5, the same shaft and valve members remain, but the box which carries the mold is double. It is composed of a first envelope 14 containing inside another perforated envelope 15 which serves as a support for the mold in two or more parts 16. abutting the bottom of the box is held in place by a hinged cover 17 forming seal and pierced with an orifice 18 to allow the introduction of the pulp.
To mold an object, the device resting on its stop 13, fig. 1, the operating lever 12 is raised, by means of which goose plunges the mold into the vat containing the pulp.
The box then takes the position indicated in A, fig. 1.
The valve 7 is operated so as to make the inside of the box 8 communicate with the vacuum pump through the flexible 10, which has the effect of making the paste adhere to the walls of the mold through which the water passes.
As soon as the dough thickness is sufficient, the assembly is raised using the lever 12 in the original position.
Articles molded under these conditions are very spongy and contain a significant proportion of water.
To enable them to undergo subsequent finishing operations (painting or decoration), they must be dried.
Until now, this operation was done either in the open air or in heated and ventilated dryers; it is expensive in the latter case and long in the former, and since the molding is very rapid it is necessary to have a fairly large location.
To avoid this inconvenience, goose compresses the paste as strongly as desired using heated, pressurized mercury.
Under the action of this pressure; the water contained in the object is expressed and eliminated through said object and the perforated mold under the double action of pressure, on the one hand, and vacuum, on the other hand. The heat provided by the heated mercury activates the desiccation, and goose can unmold an object containing only a small proportion of water which can even disappear completely if the action is allowed to continue long enough.
To carry out these operations of compressing and drying the object, goose blocks the mold and then the pressure is made to act.
For the blocking of the mold with a view to compression, a frame 19 is provided next to the tank, provided at its upper part with an arm 20 rotating in the horizontal wound around a journal 21; this arm carries two stops 22 each maneuvered by a net 23.
The lower part of the frame carries a pump body 24 in which moves a plunger 25 surmounted by a plate 26 mounted with a ball joint 27 on the latter.
The pump body is in communication by an orifice 28 with a water pipe, goes scared, compressed air, etc. which operates the piston.
For the compression and the drying of the object, a container 29 is provided formed of two concentric cylinders having a common bottom.
The cylinder containing mercury in an amount greater than the interior volume of the object to be pressed is in communication by a flexible 30 with the interior of the mold 9 via a channel 31, formed inside the plate 26.
The outer cylinder is internally provided with a coil 32 in connection with a steam or hot water line for the purpose of heating the mercury. We could use any other method of heating, gas, electricity, gasoline, etc.
The container 29 is provided with a <B> T </B> heel 33 sliding in a groove 34 formed in the frame 35 which supports it.
This frame has at its upper part two bearings 36 receiving a shaft 37, terminated by a crank 38 and on which is mounted a nut pulley receiving a chain 39 attached on one side to the container 29 and on the other to a counterweight 49 balancing the whole.
41 is a pipe for the exhaust of air in connection with a water, steam or pressurized air line through a two-way valve. 42 denotes a filler plug, 43 a drain plug.
To block the mold, the arm 20 is brought by rotation in the horizontal plane around its axis 21 above the box, the two levers 23 are operated until the stops 22 come into contact with the box. This moment, the plate 26 is made to rise by acting on the plunger until it hermetically closes the box.
In order to compress and dry the object, the mercury is introduced which already rises naturally since the tap 7 is still in relation with the vacuum pump, and there is depression.
The operation is activated by lifting the receptacle 26 containing the heated mercury by turning the crank 38 until the mercury has filled the mold. At the same time as compression of the paste on the walls of the mold, drying of the object then occurs.
This compression can be made variable by raising the container 29 as high as desired, but it is preferable to cause an external pressure of water, of compressed gas vapor or any other to act on the mercury-free surface. analogous means.
The pressing can also be obtained using a device shown in fig. 7 in which there is the cylinder 29 which ren closes an expandable pocket 44 connected to -a pressure source by a three-way valve 45.
When one wants to press the object contained in the mold, the mercury is introduced into said mold by opening the valve 45 in communication with the pressure source, the pocket -44 inflates and compresses the object.
By moving the tap 45 to the correct position, the pressure is released and the mercury enters the container 29.
The operation being completed, we proceed to demolding, for this we lower the container 29 in its original position so that the mercury enters fully, we unlock the mold by lowering the plate 26 and bringing the arm 20 out of the box, the latter being released, the suction line is closed, the compression -conduit is opened by operating the valve 7 and the compressed air drives the molded object.
For the molding of hollow objects having protrusions, the procedure is the same as explained above for the molding of objects that are easily released from the mold.
For demoulding, the mold must be taken out of its box, opened and the object taken out by hand, the compressed air used previously is no longer necessary.
For certain objects with re-entrant parts such as for example a horse, fig. 8, the molding is always done in the same way, but it can happen that the mercury which has penetrated everywhere during its introduction is, when one wants to make it fit into its container, retained in lower parts such as 46 , fig. 8: To bring the mercury into the receptacle, the plate 26 is inclined in the appropriate direction and it is for this purpose that said plate is mounted with a ball joint.
A level placed on the container indicates that the mercury has completely entered.
It is not necessary, in the case of fig. 5 to compress the object on the machine which was used to mold it.
We can take the mold out of its box and carry it to a suitable press carrying the assembly of the double box and perform the compression as indicated above, thus freeing the molding machine which is ready for a second operation. , in this case we evacuate the water expressed by the lower part, we can also unmold the object, place it in a similar mold, but not bearing any perforation or metal mesh, and operate the compression as above.
As the pressure can be as strong as desired, we obtain all the details that the object contains.
In the examples described for the demonstration, the mold has been arranged to receive the dough on its inner wall. one can also have the mold to receive the dough on its outer wall. Figs. 9 and 10 morr = trent this provision.
When the molding is obtained under these conditions, the compression then takes place from the outside.
For the demonstration we have assumed the molding of a single object at a time, however molds in any number can be mounted in the box 8, the plate 26 which closes the base of the molds is then provided with as many orifices of supply of mercury that there are molds and therefore objects to compress.
The operations described above could be obtained by any known mechanical means; they can be done automatically.
We could also perform the Cree compression making the mercury arrive through the upper part of the object and return the whole to evacuate the mercury; one could also place the mold in any other horizontal or oblique position.
A whole interlocking system to avoid false maneuvers and various safety devices have not been shown in the drawings, but they could be provided for in the practical application of the method.
For the pressing of bulky objects and in order to reduce the quantity of mercury, it is possible to place in the space to be filled with mercury a body of simple shape which leaves between the two walls only the space necessary for circulation. sea cure to produce compression on the molded object.
Such a body is visible at 53 in FIG. 11 and at 52 in FIGS. 12, 13 and 14.
We can take advantage of such an arrangement to produce the necessary pressure in the mold itself.
For this purpose, instead of the body 52 or 53, an expandable pocket is used by any means, this pocket is supported and held in place by a perforated metal frame.
After the mercury has been introduced in sufficient quantity so that it is distributed once compressed over the entire surface of the object to be compressed in a thin layer so that the expandable pocket does not come into contact with the walls of the object, the mercury inlet is closed and the pouch is inflated to the desired pressure, this pressure is transmitted to the walls of the object which is compressed as strongly as desired.
One embodiment of this device is shown in fig. 6 in which 8 is the box carrying the mold in communication by the valve 7 with the vacuum pump.
9 is the perforated mold covered with the wire mesh and the molded object.
47 is the perforated frame covered with the expandable pocket. 48 and 49 are the orifices for the introduction and evacuation of mercury. 26 is the press plate which can be arranged to receive several molds allowing the pressing of several objects at the same time. 50 is the pressure supply port.