Appareillage pour la fabrication d'objets en polystyrène expansé
permettant le moulage en grande série
I1 existe déjà un appareillage pour le remplissage de moules par le polystyrène expansé obtenu au moyen d'un entraînement par fluide. Ce dispositif concerne uniquement la fabrication d'objets en polystyrène par moulage individuel ou par moulage à empreintes multiples, chaque objet étant relié à l'objet voisin par un appendice servant au remplissage de chaque empreinte.
Ces deux modes de moulage présentent de sérieux inconvénients lorsqu'ils sont utilisés pour la fabrication en grande série.
Dans le cas de moulage individuel, une intervention importante de main-d'ceuvre réduit notablement le rendement tandis que, dans le cas de moulage à empreintes multiples, il est nécessaire d'effectuer, après moulage, des opérations de dégrappage et d'ébarbage qui demandent un certain temps et nécessitent un soin particulier afin d'éviter la détérioration des objets fabriqués.
La présente invention vise à obvier à ces inconvénients ; elle a pour objet un appareillage pour la fabrication d'objets en polystyrène expansé permettant le moulage en grande série, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'alimentation en perles de polystyrène de séries de moules, ledit dispositif d'alimentation comprenant deux réservoirs superposés reliés l'un à l'autre par une conduite d'eau pourvue d'un robinet-vanne, le réservoir supérieur, muni d'une conduite d'eau sous pression,
étant relié à un dispositif de remplissage d'au moins une des séries de moules branché sur au moins un doseur à Venturi pourvu d'une conduite d'eau sous pression et d'un conduit d'amenée des perles de polystyrène à un tiroir de distribution faisant partie du dispositif de remplissage d'une des séries de moules portées par des plateaux disposés verticalement en parallèle sur un vérin hydraulique, lesdits plateaux servant à effectuer, après le remplissage desdits moules, les opérations de cuisson à la vapeur et de démoulage des objets, chacun des tiroirs de distribution étant relié à un conduit de retour destiné à acheminer les perles en excédant au réservoir inférieur du dispositif d'alimentation, le tout étant agencé de manière à permettre une fabrication automatique à cadence très rapide.
Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareillage objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique de l'appareillage.
La fig. 2 est une vue en plan d'un tiroir de distribution.
La fig. 3 est une vue en perspective montrant la disposition des moules sur un vérin hydraulique et leur alimentation.
Les fig. 4 à 6 représentent des vues transversales en coupe d'un moule avec ses plateaux, la fig. 4 montrant le moule fermé, la fig. 5, le moule ouvert et, la fig. 6, le moule en position de démoulage.
L'appareillage représenté comprend un dispositif d'alimentation comportant deux réservoirs superposés 1 et 2, le réservoir inférieur 1, pourvu d'un orifice de remplissage la, étant relié à une conduite 3 d'eau sous pression munie d'un robinet-vanne 4.
Le réservoir inférieur 1, comportant en outre un conduit de vidange 5 pourvu d'un robinet-vanne 6, est relié par une conduite 7, munie d'un robinet-vanne 8, au réservoir supérieur 2. Un voyant 9 est disposé à la partie supérieure du réservoir 1.
Le réservoir supérieur 2 est relié, d'une part, à une conduite 10 d'eau sous pression pourvue d'un robinet-vanne 11 et, d'autre part, à des doseurs 14 à
Venturi par des conduites 12, chacune desdites conduites étant pourvue d'un robinet-vanne 13. Chaque doseur 14 est relié par une conduite 15 à un collecteur 16 d'eau sous pression pourvu d'un robinetvanne 17. La pression de l'eau amenée aux doseurs 14 par le collecteur 16 doit tre supérieure à celle de l'eau amenée au réservoir supérieur 2 par la conduite 10. La différence de pression, réglée une fois pour toutes au moyen d'une soupape 18, détermine la proportion des perles de polystyrène dans l'eau et doit tre adaptée à chaque type d'objet à fabriquer, sa valeur oscillant autour de 2 kg/cm2.
Chaque doseur 14 est relié par une conduite 19 à un tiroir de distribution 20, lesdits tiroirs étant destinés au remplissage de moules 21 (fig. 2). Chaque tiroir 20 comporte une série d'orifices 22, l'axe de chacun de ces orifices coïncidant, comme on le verra plus loin, avec celui d'un orifice 23 du moule 21 correspondant. Chaque tiroir 20 est pourvu en outre, dans le plan de son orifice de sortie, d'un diaphragme amovible à paroi mince dont l'orifice 24 calibré est adapté à la granulométrie des perles. Ce diaphragme est destiné à provoquer, en la limitant, une perte de charge indispensable pour assurer, d'une part, un bon remplissage des moules 21 et, d'autre part, l'évacuation des perles en excédent par des conduits de retour 25 reliant chaque tiroir 20 au réservoir inférieur 1, ainsi que l'élimination totale des perles au moment du rinçage des conduites d'eau.
Le diamètre de l'orifice calibré 24 est fonction de l'objet à fabriquer et de la granulométrie du produit utilisé. Ce diamètre est, en général, d'environ 10 mm pour une conduite de 25 mm. Les conduits 25, amovibles et en matière transparente, sont également destinés au remplissage en perles du réservoir 1.
L'appareillage décrit fonctionne de la manière suivante:
On effectue, par exemple une fois par jour, le remplissage par l'orifice la du réservoir de polystyrène expansé sous forme de perles, soit au moyen d'une trémie, soit par un moyen pneumatique quelconque.
Lorsque le réservoir 1 contient suffisamment de perles, on obture l'orifice la et on ferme le robinetvanne 6, puis on envoie de l'eau sous pression par la conduite 3 dans le réservoir 1 et, après remplissage, on ferme le robinet-vanne 4. On ouvre ensuite le robinet-vanne 8, afin de mettre en communication les réservoirs inférieur 1 et supérieur 2. Les perles de polystyrène passent, en raison de leur faible densité, du réservoir 1 dans le réservoir 2, la fin de leur ascension pouvant tre observée par le voyant 9.
Lorsque toutes les perles sont passées dans le réservoir 2, on ferme le robinet-vanne 8, puis on ouvre le robinet-vanne 6 afin d'effectuer la vidange du réservoir 1 par le conduit 5. On ouvre ensuite l'orifice la pour y introduire les conduits amovibles 25 en matière transparente.
L'opération suivante consiste à placer les tiroirs 20 en position de remplissage, soit par translation s'ils sont de section carrée, soit par rotation s'ils sont de section circulaire, en mettant en communication leurs orifices 22 avec les orifices 23 des moules 21.
On ouvre ensuite simultanément le robinet-vanne 17 et les robinets-vannes 13, ce qui permet aux perles de polystyrène contenues dans le réservoir supérieur 2 d'tre acheminées dans les doseurs 14 où l'eau sous pression, en provenance du collecteur 16, les entraîne par les conduites 19 vers les tiroirs de distribution 20 destinés à alimenter les moules 21, l'introduction des perles dans chaque moule 21 s'effectuant sous l'action de l'eau sous pression.
Sous l'effet de la résistance momentanée provoquée par les diaphragmes amovibles à orifices calibrés 24, le mélange d'eau et de perles pénètre en quelques secondes dans les moules 21. L'eau comprimant les perles, le remplissage s'effectue avant que l'excédent de celles-ci soit refoulé et apparaisse dans les conduits transparents 25 qui assurent leur retour dans le réservoir inférieur 1, lesdits conduits permettant de déterminer avec précision la fin du remplissage des moules.
Aussitôt que les moules sont pleins, les tiroirs 20 sont mis simultanément par une commande hydraulique, non représentée au dessin, en position de fermeture en mme temps que les robinets-vannes 13.
La fermeture du robinet-vanne 17 s'effectue ensuite à la fin du rinçage hydraulique de tout le dispositif d'alimentation, toutes les perles en excédent étant entraînées dans le réservoir 1.
La fig. 3 montre la disposition des moules 21 sur la presse hydraulique et leur alimentation. Les moules sont disposés verticalement sur des plateaux dont l'un, 26, est fixe, les autres, tel celui désigné par 27, étant placés entre le plateau fixe 26 et un élément 28 solidaire de la tige 29 du piston du vérin hydraulique. Chaque plateau repose, au moyen d'ergots 31, sur des traverses horizontales 30 et le vérin est maintenu en pression pendant toute l'opération de cuisson effectuée à la vapeur suivant un procédé connu.
Un dispositif déformable, comportant soit des chaînes, soit un parallélogramme, relie tous les plateaux porte-moules, ce qui permet d'obtenir le mme écartement entre ces derniers.
Cet écartement permet de manoeuvrer aisément les plaques d'extraction 32 (fig. 4 à 6) au moyen de tirettes 33, au moment où les plateaux 27 s'écartent les uns des autres. On obtient ainsi le démoulage automatique des objets qui sont reçus sur un tapis d'évacuation, non représenté au dessin.
Les plateaux sont ensuite serrés l'un contre l'autre par une commande hydraulique et sont prts à effectuer un nouveau cycle.
Toutes les manoeuvres décrites sont des mouvements de translation effectués automatiquement au moyen de vérins hydrauliques ou pneumatiques, l'opération de remplissage comme celle de démoulage ne durant que quelques secondes.
Sur les plateaux 26 et 27 (fig. 3), on a représenté deux rangées de moules reliées entre elles par un conduit d'alimentation 34 formant circuit, cette disposition étant valable quelle que soit celle adoptée pour placer un nombre quelconque de moules dans plusieurs rangées superposées.
Chaque élément est alimenté par une conduite 19, ce qui permet d'établir une batterie de plateaux fixes 26 supportant un nombre quelconque de plateaux mobiles en proportion des possibilités de l'alimenta- tion.
L'appareillage décrit permet, en fonction de la rapidité de remplissage des moules, d'éliminer le trop-plein, d'évacuer les objets par gravité et, grâce à des dispositifs de commande automatiques et simultanés, d'obtenir une cadence de fabrication extrmement rapide et d'assurer le débit horaire d'un nombre considérable d'objets moulés sans aucune manipulation.
Equipment for the manufacture of expanded polystyrene objects
allowing large series molding
I1 already exists an apparatus for filling molds with the expanded polystyrene obtained by means of a fluid drive. This device relates only to the manufacture of polystyrene objects by individual molding or by molding with multiple imprints, each object being connected to the neighboring object by an appendage serving to fill each imprint.
These two molding methods have serious drawbacks when they are used for mass production.
In the case of individual molding, a significant intervention of labor significantly reduces the yield while, in the case of multiple cavity molding, it is necessary to carry out, after molding, stripping and deburring operations. which take a certain time and require special care in order to avoid deterioration of the manufactured objects.
The present invention aims to obviate these drawbacks; its object is an apparatus for the manufacture of objects in expanded polystyrene allowing mass-series molding, characterized in that it comprises a device for supplying polystyrene beads to series of molds, said supply device comprising two superimposed tanks connected to each other by a water pipe fitted with a gate valve, the upper tank fitted with a pressurized water pipe,
being connected to a filling device for at least one of the series of molds connected to at least one Venturi metering device provided with a pressurized water pipe and a pipe for supplying the polystyrene beads to a drawer of distribution forming part of the filling device of one of the series of molds carried by trays arranged vertically in parallel on a hydraulic cylinder, said trays serving to perform, after filling said molds, the steaming and demolding operations of the molds objects, each of the dispensing drawers being connected to a return duct intended to convey the beads by exceeding the lower reservoir of the supply device, the whole being arranged so as to allow automatic production at a very rapid rate.
The appended drawing represents schematically and by way of example, an embodiment of the apparatus which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a schematic view of the apparatus.
Fig. 2 is a plan view of a dispensing drawer.
Fig. 3 is a perspective view showing the arrangement of the molds on a hydraulic cylinder and their supply.
Figs. 4 to 6 represent cross-sectional views of a mold with its plates, FIG. 4 showing the closed mold, FIG. 5, the open mold and, FIG. 6, the mold in the demoulding position.
The apparatus shown comprises a supply device comprising two superimposed reservoirs 1 and 2, the lower reservoir 1, provided with a filling orifice 1a, being connected to a pressurized water pipe 3 provided with a gate valve. 4.
The lower tank 1, further comprising a drain pipe 5 provided with a gate valve 6, is connected by a line 7, provided with a gate valve 8, to the upper tank 2. A sight glass 9 is arranged at the bottom. upper part of tank 1.
The upper tank 2 is connected, on the one hand, to a pressurized water pipe 10 provided with a gate valve 11 and, on the other hand, to metering units 14 to
Venturi by conduits 12, each of said conduits being provided with a gate valve 13. Each metering device 14 is connected by a conduit 15 to a pressurized water manifold 16 provided with a gate valve 17. The water pressure supplied to the metering units 14 by the collector 16 must be greater than that of the water supplied to the upper reservoir 2 via the pipe 10. The pressure difference, adjusted once and for all by means of a valve 18, determines the proportion of the beads of polystyrene in water and must be adapted to each type of object to be manufactured, its value oscillating around 2 kg / cm2.
Each metering unit 14 is connected by a pipe 19 to a dispensing drawer 20, said drawers being intended for filling molds 21 (FIG. 2). Each drawer 20 has a series of orifices 22, the axis of each of these orifices coinciding, as will be seen below, with that of an orifice 23 of the corresponding mold 21. Each drawer 20 is further provided, in the plane of its outlet orifice, with a removable diaphragm with a thin wall, the orifice 24 of which is calibrated to the particle size of the beads. This diaphragm is intended to cause, by limiting it, an essential pressure drop to ensure, on the one hand, a good filling of the molds 21 and, on the other hand, the evacuation of the excess beads by return conduits 25 connecting each drawer 20 to the lower reservoir 1, as well as the total elimination of beads when rinsing the water pipes.
The diameter of the calibrated orifice 24 depends on the object to be manufactured and on the particle size of the product used. This diameter is, in general, about 10 mm for a 25 mm pipe. The conduits 25, removable and made of transparent material, are also intended for filling the reservoir 1 with beads.
The apparatus described operates as follows:
Filling is carried out, for example once a day, through the orifice 1a of the reservoir with expanded polystyrene in the form of beads, either by means of a hopper or by any pneumatic means.
When the tank 1 contains enough beads, the orifice 1a is closed and the valve 6 is closed, then pressurized water is sent through line 3 to the tank 1 and, after filling, the valve is closed. 4. The valve 8 is then opened, in order to put the lower 1 and upper 2 reservoirs in communication. The polystyrene beads pass, due to their low density, from reservoir 1 to reservoir 2, at the end of their ascent. that can be observed by indicator light 9.
When all the beads have passed through the reservoir 2, the gate valve 8 is closed, then the gate valve 6 is opened in order to drain the reservoir 1 via the pipe 5. The orifice 1a is then opened for y introduce the removable ducts 25 made of transparent material.
The following operation consists in placing the drawers 20 in the filling position, either by translation if they are of square section, or by rotation if they are of circular section, placing their orifices 22 in communication with the orifices 23 of the molds. 21.
The gate valve 17 and the gate valves 13 are then simultaneously opened, which allows the polystyrene beads contained in the upper reservoir 2 to be routed into the metering units 14 where the pressurized water, coming from the collector 16, drives them through the pipes 19 to the distribution drawers 20 intended to supply the molds 21, the introduction of the beads into each mold 21 taking place under the action of pressurized water.
Under the effect of the momentary resistance caused by the removable diaphragms with calibrated orifices 24, the mixture of water and pearls penetrates in a few seconds into the molds 21. The water compressing the pearls, filling takes place before the 'excess thereof is discharged and appears in the transparent conduits 25 which ensure their return to the lower tank 1, said conduits making it possible to determine with precision the end of the filling of the molds.
As soon as the molds are full, the drawers 20 are placed simultaneously by a hydraulic control, not shown in the drawing, in the closed position at the same time as the gate valves 13.
The valve 17 is then closed at the end of the hydraulic rinsing of the entire supply device, all the excess beads being drawn into the reservoir 1.
Fig. 3 shows the arrangement of the molds 21 on the hydraulic press and their supply. The molds are arranged vertically on trays, one of which, 26, is fixed, the others, such as that designated by 27, being placed between the fixed plate 26 and an element 28 integral with the rod 29 of the piston of the hydraulic cylinder. Each tray rests, by means of lugs 31, on horizontal cross members 30 and the jack is maintained under pressure throughout the cooking operation carried out with steam according to a known method.
A deformable device, comprising either chains or a parallelogram, connects all the mold-holder plates, which makes it possible to obtain the same spacing between the latter.
This spacing allows easy maneuvering of the extraction plates 32 (Fig. 4 to 6) by means of pull tabs 33, when the plates 27 move away from each other. The automatic release of the objects which are received on an evacuation belt, not shown in the drawing, is thus obtained.
The plates are then clamped against each other by a hydraulic control and are ready to perform a new cycle.
All the maneuvers described are translational movements carried out automatically by means of hydraulic or pneumatic cylinders, the filling operation and the demolding operation lasting only a few seconds.
On the trays 26 and 27 (fig. 3), two rows of molds are shown interconnected by a supply duct 34 forming a circuit, this arrangement being valid whatever the one adopted for placing any number of molds in several. superimposed rows.
Each element is supplied by a pipe 19, which makes it possible to establish a battery of fixed trays 26 supporting any number of movable trays in proportion to the possibilities of the supply.
The apparatus described makes it possible, depending on the rapidity of filling the molds, to eliminate the overflow, to evacuate the objects by gravity and, thanks to automatic and simultaneous control devices, to obtain a production rate. extremely fast and ensure the hourly output of a considerable number of molded objects without any manipulation.