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REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un tube par extrusion d'une matière à l'état fluide et traitement du tube dans une enceinte qu'il parcourt de bout en bout en sortant de la tête d'extrusion, cette enceinte étant remplie d'un fluide sous pression, caractérisé en ce qu'un fluide antagoniste est refoulé dans le tube par la tête d'extrusion sous une pression légèrement supérieure à celle du fluide de l'enceinte.
2. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un conduit rigide qui constitue une enceinte de traitement et une tête d'extrusion raccordée au conduit et alimentée par une extrudeuse, caractérisée en ce que la tête d'extrusion comprend un mandrin et une filière coaxiaux au conduit, en ce que le mandrin est creux et en ce qu'il est raccordé à une alimentation de fluide sous pression.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube est contracté sur lui-même à un emplacement où ladite matière a atteint son état de structure final de manière à fermer vers l'aval l'espace interne qui contient le fluide antagoniste.
4. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que ladite matière est un élastomère ou du caoutchouc naturel et en ce que le fluide de traitement est de la vapeur d'eau ou un gaz neutre.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que le fluide antagoniste est un gaz neutre.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que le fluide antagoniste est un liquide.
7. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un dispositif de contraction du tube sur lui-même est prévu à la sortie du conduit.
8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif de contraction comprend deux galets d'axes parallèles entre lesquels le tube est comprimé.
9. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le conduit contient des organes de support et de maintien du tube agencés de manière à éviter la transmission de forces de traction dues au poids du tube à travers la zone où la matière du tube n'est pas encore solidifiée.
10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'au moins une partie desdits organes de support et de maintien sont disposés au voisinage de la tête.
11. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits organes sont disposés à une distance telle à l'aval de la tête que le tube parvient en contact avec ces organes dans un état déjà traité.
12. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la tête d'extrusion comprend un bâti portant une filière et un mandrin creux coaxial à la filière, et en ce que le mandrin fait saillie à l'arrière du bâti, son extrémité saillante étant raccordée à une amenée de fluide antagoniste à pression réglable.
Les procédés les plus fréquemment utilisés jusqu'à maintenant pour la fabrication de tubes en caoutchouc ou en élastomère vulcanisés exigent des installations de grandes dimensions dont le réglage et la mise en route sont lents et compliqués. Ces installations ne sont utilisables économiquement que si la production atteint chaque jour plusieurs kilomètres de tube d'un même type.
On connaît, d'autre part, des installations qui permettent de fabriquer des tubes par segments de longueur limitée. Après extrusion, le tube est roulé en spirale et introduit dans un autoclave dans lequel s'effectue la vulcanisation. Cette méthode ne convient toutefois que pour de petits diamètres. Pour des diamètres supérieurs à 12 mm environ, le tube extrudé doit être engagé sur un mandrin. Celui-ci soutient le tube pendant la vulcanisation et évite son ovalisation, mais d'autres difficultés se présentent alors, surtout si les tolérances imposées aux diamètres extérieur et intérieur sont serrées et quand le diamètre extérieur atteint ou dépasse une valeur de l'ordre de 35 mm.
Le but de la présente invention est de créer un procédé et une installation permettant de produire plus rationnellement que jusqu'à maintenant des tubes en élastomère vulcanisé ou éventuellement en une autre matière synthétique subissant un traitement après extrusion.
Un des objets de l'invention est un procédé de fabrication d'un tube par extrusion d'une matière à l'état fluide, et traitement du tube dans une enceinte qu'il parcourt de bout en bout en sortant de la tête d'extrusion, cette enceinte étant remplie d'un fluide sous pression, caractérisé en ce qu'un fluide antagoniste est refoulé dans le tube par la tête d'extrusion sous une pression légèrement supérieure à celle du fluide de l'enceinte.
Un autre objet de l'invention est une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé comprenant un conduit rigide qui constitue une enceinte de traitement et une tête d'extrusion raccordée au conduit et alimentée par une extrudeuse, caractérisée en ce que la tête d'extrusion comprend un mandrin et une filière coaxiaux au conduit, en ce que le mandrin est creux et en ce qu'il est raccordé à une alimentation de fluide sous pression.
On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une forme de mise en oeuvre de l'invention en se référant au dessin dont:
la fig. 1 est une vue générale schématique et en perspective d'une installation de fabrication d'un tube en matière plastique,
la fig. 2 est une vue en coupe schématique, à échelle agrandie à travers la tête d'extrusion de l'installation de la fig. 1, et
la fig. 3 représente, également en coupe, un détail d'un dispositif de contraction situé à l'extrémité aval de l'installation.
L'installation représentée à la fig. 1 est destinée à la fabrication d'un tube en une matière synthétique, par exemple un élastomère ou autre matière plastique. Ce tube est fabriqué en continu et sort de l'installation par le dispositif de sortie 2. Il est guidé par des poulies 3, 4 et 5 et s'enroule sur une bobine 6, entraînée par un moteur convenable.
La matière qui constitue le tube 1 est introduite en vrac et à froid, sous forme de granules ou de poudre dans la trémie 8 d'une boudineuse 7. Le moteur 9 entraîne, par l'intermédiaire de la courroie 10, la vis de la boudineuse qui refoule cette matière convenablement malaxée, chauffée et homogénéisée dans la tête d'extrusion il.
Celle-ci est située à l'extrémité amont d'un conduit de traitement désigné de façon générale par 12. Ce conduit comprend un segment tubulaire d'entrée 13 qui est raccordé de façon étanche à la tête d'extrusion 11, un segment intermédiaire 14 dont la longueur peut atteindre plus de 20 m et le dispositif de sortie 2 qui est raccordé à l'extrémité aval du segment 14. On notera que le conduit tubulaire 12, de même que la tête Il et le dispositif 2, sont disposés horizontalement selon un axe rectiligne. Des joints étanches sont disposés aux deux extrémités du conduit 12.
La fig. 2 représente la tête d'extrusion 11 schématiquement.
Une partie de cette tête constitue un bâti 18 qui est équipé d'une tubulure 14 de raccordement au cylindre de l'extrudeuse 7. Une autre partie de la tête 11 constitue une filière 19 qui donne au tube 1 son diamètre extérieur tandis qu'un mandrin intérieur 15 lui donne son diamètre intérieur. Le mandrin 15 et la filière 19 sont fixés au bâti 8 par des moyens réglables qui ne sont pas représentés et qui sont connus en soi. Le cas échéant, la tête 11 peut être équipée de moyens de chauffage. Le mandrin 15 est creux. Son extrémité droite au dessin fait saillie hors du bâti 18 et est raccordée à une tubulure d'amenée d'un gaz neutre sous pression, par exemple de l'azote.
On voit, également à la fig. 2, l'extrémité du segment tubulaire 13 qui est raccordée de façon étanche au bâti 18. A l'intérieur du conduit 12, on maintient, par des moyens qui ne sont pas représentés au dessin, une atmosphère de vapeur d'eau sous
pression. Cette pression peut atteindre, le cas échéant, 3 à 15 atmosphères. Quant à l'azote refoulé à l'intérieur du mandrin 15 et du tube 1, sa pression sera réglée à une valeur légèrement supérieure à celle de la vapeur d'eau. Cette valeur sera par exemple de 0,2 à 0,5 bar supérieure à celle de la vapeur d'eau.
Pour réduire la consommation d'azote et arriver à la pression interne désirée, le dispositif de sortie 2 contient un dispositif de contraction du tube 1 qui comporte notamment deux galets 16 d'axes parallèles (fig. 3). Ces galets sont montés sur des arbres 17 portés par des supports réglables de façon à pouvoir comprimer entre eux le tube 1, comme on le voit à la fig. 3. Le cas échéant, ces galets seront profilés de façon à réaliser une bonne fermeture du tube sans écrasement de la matière qui le constitue. De préférence, le dispositif de contraction sera situé à un emplacement où la matière du tube atteint l'état final recherché par le traitement qui s'effectue dans le conduit 12 et ou cette matière est déjà refroidie.
Pour réduire l'effort de traction dû au poids du tube suspendu entre les galets 16 et le bâti 18 de la tête d'extrusion, on peut prévoir soit à l'intérieur du conduit intermédiaire 14, soit à l'intérieur du segment d'entrée 13, des rouleaux, des galets ou des sabots de support. On pourrait également disposer à l'intérieur de cette enceinte une bande sans fin supportant et guidant le tube 1.
Un effet de support peut également être obtenu en utilisant comme fluide antagoniste un fluide dont le poids spécifique est inférieur à celui du fluide de traitement. Dans certaines applications, l'un de ces fluides ou même les deux pourraient être des liquides.
Le tube I ne présentera pas forcément son état de fabrication final au moment où il sort du dispositif 2. Ainsi, on peut prévoir de faire subir à ce tube de nouvelles opérations, notamment une opération au cours de laquelle il est enrobé dans une bande textile de renforcement, puis une autre opération dans laquelle la surface de la bande de renforcement est encore revêtue d'une deuxième couche de caoutchouc.
Le procédé décrit ci-dessus présente l'avantage d'être beaucoup plus rapide que les procédés déjà connus utilisables pour la fabrication des tubes. Il s'applique notamment à la fabrication des tubes pour la conduction de l'air comprimé, pour le transport de liquide ou d'autres gaz.
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CLAIMS
1. A method of manufacturing a tube by extrusion of a material in the fluid state and treatment of the tube in an enclosure which it traverses from end to end when leaving the extrusion head, this enclosure being filled with a pressurized fluid, characterized in that an antagonistic fluid is discharged into the tube by the extrusion head under a pressure slightly greater than that of the fluid in the enclosure.
2. Installation for carrying out the method according to claim 1, comprising a rigid conduit which constitutes a treatment chamber and an extrusion head connected to the conduit and supplied by an extruder, characterized in that the extrusion head comprises a mandrel and a die coaxial with the conduit, in that the mandrel is hollow and in that it is connected to a supply of pressurized fluid.
3. Method according to claim 1, characterized in that the tube is contracted on itself at a location where said material has reached its final structural state so as to close downstream the internal space which contains the antagonistic fluid. .
4. Method according to claim, characterized in that said material is an elastomer or natural rubber and in that the treatment fluid is water vapor or an inert gas.
5. Method according to any one of claims 1, 3 and 4, characterized in that the antagonist fluid is a neutral gas.
6. Method according to any one of claims 1, 3 and 4, characterized in that the antagonist fluid is a liquid.
7. Installation according to claim 2, characterized in that a device for contracting the tube on itself is provided at the outlet of the conduit.
8. Installation according to claim 7, characterized in that the contraction device comprises two rollers of parallel axes between which the tube is compressed.
9. Installation according to claim 2, characterized in that the duct contains members for supporting and retaining the tube arranged so as to avoid the transmission of tensile forces due to the weight of the tube through the zone where the material of the tube is is not yet solidified.
10. Installation according to claim 9, characterized in that at least part of said support and holding members are arranged in the vicinity of the head.
11. Installation according to claim 9, characterized in that said members are arranged at such a distance downstream from the head that the tube comes into contact with these members in a state already treated.
12. Installation according to claim 2, characterized in that the extrusion head comprises a frame carrying a die and a hollow mandrel coaxial with the die, and in that the mandrel projects at the rear of the frame, its projecting end. being connected to a supply of antagonist fluid with adjustable pressure.
The processes most frequently used until now for the manufacture of rubber or vulcanized elastomer tubes require large-scale installations, the adjustment and start-up of which are slow and complicated. These installations can only be used economically if the production reaches several kilometers of tube of the same type each day.
On the other hand, installations are known which make it possible to manufacture tubes in segments of limited length. After extrusion, the tube is rolled into a spiral and introduced into an autoclave in which the vulcanization takes place. However, this method is only suitable for small diameters. For diameters greater than approximately 12 mm, the extruded tube must be engaged on a mandrel. This supports the tube during vulcanization and avoids its ovalization, but other difficulties arise then, especially if the tolerances imposed on the outside and inside diameters are tight and when the outside diameter reaches or exceeds a value of the order of 35 mm.
The aim of the present invention is to create a process and an installation which makes it possible to produce more rationally than hitherto tubes made of vulcanized elastomer or possibly of another synthetic material undergoing treatment after extrusion.
One of the objects of the invention is a method of manufacturing a tube by extrusion of a material in the fluid state, and treatment of the tube in an enclosure which it travels from end to end, leaving the head of the tube. extrusion, this enclosure being filled with a pressurized fluid, characterized in that an antagonistic fluid is forced into the tube by the extrusion head under a pressure slightly greater than that of the fluid in the enclosure.
Another object of the invention is an installation for the implementation of this method comprising a rigid duct which constitutes a treatment chamber and an extrusion head connected to the duct and supplied by an extruder, characterized in that the head d The extrusion comprises a mandrel and a die coaxial with the conduit, in that the mandrel is hollow and in that it is connected to a supply of pressurized fluid.
An embodiment of the invention will be described below, by way of example, with reference to the drawing, of which:
fig. 1 is a general schematic and perspective view of an installation for manufacturing a plastic tube,
fig. 2 is a schematic sectional view, on an enlarged scale through the extrusion head of the installation of FIG. 1, and
fig. 3 shows, also in section, a detail of a contraction device located at the downstream end of the installation.
The installation shown in fig. 1 is intended for the manufacture of a tube in a synthetic material, for example an elastomer or other plastic material. This tube is manufactured continuously and leaves the installation through the output device 2. It is guided by pulleys 3, 4 and 5 and winds up on a reel 6, driven by a suitable motor.
The material which constitutes the tube 1 is introduced in bulk and cold, in the form of granules or powder into the hopper 8 of an extruder 7. The motor 9 drives, via the belt 10, the screw of the extruder which pushes this suitably mixed, heated and homogenized material into the extrusion head.
This is located at the upstream end of a treatment duct generally designated by 12. This duct comprises an inlet tubular segment 13 which is connected in a sealed manner to the extrusion head 11, an intermediate segment 14, the length of which can reach more than 20 m and the outlet device 2 which is connected to the downstream end of the segment 14. It will be noted that the tubular duct 12, as well as the head II and the device 2, are arranged horizontally along a rectilinear axis. Tight seals are arranged at both ends of the duct 12.
Fig. 2 shows the extrusion head 11 schematically.
A part of this head constitutes a frame 18 which is equipped with a pipe 14 for connection to the cylinder of the extruder 7. Another part of the head 11 constitutes a die 19 which gives the tube 1 its external diameter while a inner mandrel 15 gives it its inner diameter. The mandrel 15 and the die 19 are fixed to the frame 8 by adjustable means which are not shown and which are known per se. If necessary, the head 11 can be equipped with heating means. The mandrel 15 is hollow. Its straight end in the drawing projects out of the frame 18 and is connected to a pipe for supplying an inert gas under pressure, for example nitrogen.
It can also be seen in FIG. 2, the end of the tubular segment 13 which is connected in a sealed manner to the frame 18. Inside the duct 12, an atmosphere of water vapor is maintained by means which are not shown in the drawing.
pressure. This pressure can reach, if necessary, 3 to 15 atmospheres. As for the nitrogen discharged inside the mandrel 15 and the tube 1, its pressure will be adjusted to a value slightly higher than that of the water vapor. This value will for example be 0.2 to 0.5 bar greater than that of water vapor.
To reduce nitrogen consumption and achieve the desired internal pressure, the outlet device 2 contains a device for contracting the tube 1 which comprises in particular two rollers 16 of parallel axes (FIG. 3). These rollers are mounted on shafts 17 carried by adjustable supports so as to be able to compress the tube 1 between them, as can be seen in FIG. 3. Where appropriate, these rollers will be profiled so as to achieve good closure of the tube without crushing the material which constitutes it. Preferably, the contraction device will be located at a location where the material of the tube reaches the final state desired by the treatment which is carried out in the duct 12 and where this material is already cooled.
To reduce the tensile force due to the weight of the tube suspended between the rollers 16 and the frame 18 of the extrusion head, it is possible to provide either inside the intermediate duct 14 or inside the segment of input 13, rollers, rollers or support shoes. An endless band supporting and guiding the tube 1 could also be placed inside this enclosure.
A support effect can also be obtained by using as the antagonist fluid a fluid whose specific weight is lower than that of the treatment fluid. In some applications, one or even both of these fluids could be liquids.
The tube I will not necessarily present its final state of manufacture when it leaves the device 2. Thus, provision can be made to subject this tube to new operations, in particular an operation during which it is coated in a textile strip. reinforcement, then another operation in which the surface of the reinforcement strip is further coated with a second layer of rubber.
The method described above has the advantage of being much faster than the already known methods which can be used for the manufacture of tubes. It applies in particular to the manufacture of tubes for the conduction of compressed air, for the transport of liquid or other gases.