FR2519290A1 - Appareil rotatif, presentant un intervalle relativement grand entre ses parties stationnaire et rotative, pour le traitement d'une matiere polymere ou plastique - Google Patents

Abstract

APPAREIL ROTATIF POUR LE TRAITEMENT D'UNE MATIERE POLYMERE OU PLASTIQUE. L'APPAREIL COMPORTE UN ELEMENT ROTATIF 12, 14 PORTANT PLUSIEURS CANAUX 21, 23, 25, 27 ET UN ELEMENT STATIONNAIRE 16 PRESENTANT UNE SURFACE 38 D'ENCEINTE COAXIALE AGENCEE POUR COOPERER EN SERVICE AVEC LES CANAUX AFIN DE CONSTITUER PLUSIEURS CONDUITS FERMES. L'INTERVALLE 130 ENTRE LA SURFACE ROTATIVE 20 PORTANT LES CANAUX ET LA SURFACE 38 EST RELATIVEMENT GRAND ET PERMET UN ECHANGE DE QUANTITES RELATIVEMENT IMPORTANTES DE MATIERE ENTRE LES CONDUITS DE TRAITEMENT DE LA MATIERE. CET ECHANGE ASSURE UN MELANGEAGE PARTICULIEREMENT EFFICACE ET INTENSE DE LA MATIERE, QUI PEUT ETRE SOUMISE A DES CONDITIONS DE CISAILLEMENT ELEVEES ET DE HAUTES TEMPERATURES. APPLICATION: FUSION ET MELANGEAGE D'UNE MATIERE POLYMERE ETOU PLASTIQUE.

Description

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La présente invention concerne un appareil de traite-

ment Plus précisément, l'invention concerne un perfectionne-

ment apporté à des appareils rotatifs particulièrement utiles

pour le traitement de matières plastiques et polymères.

Les appareils rotatifs de traitement sont connus en pratique Des détails concernant de tels appareils sont décrits dans les brevets US-A-4 142 805, US-A-4 194 841,

US-A-4 207 004, US-A-4 213 709, US-A-4 227 816, US-A-4 255 059,

US-A-4 289 319 et US-A-4 300 842 Des éléments essentiels du conduit individuel fondamental de traitement des appareils rotatifs décrits dans les brevets précités comprennent un élément rotatif portant au moins un canal de traitement et un élément stationnaire présentant une surface d'enceinte coaxiale agencée pour former en service avec le canal 'un conduit fermé dans lequel s'effectue un traitement de la matière L'élément stationnaire comporte une entrée pour l'introduction de la matière dans le conduit et une sortie pour la décharge de la matière de ce conduit Un élément, assurant un blocage de la matière et une surface formant paroi

terminale et destinée à 1-a collecte de la matière, sont égale-

ment associés à l'élément stationnaire et agencés près de la sortie; ils sont destinés-à bloquer le mouvement de la matière introduite dans le conduit et à coopérer avec les parois du canal mobile en vue d'établir un mouvement relatif entre la matière arrêtée ou bloquée et les parois du ou des canaux mobiles Cette action commune permet d'entraîner vers l'avant, vers la surface formant paroi terminale, la matière

se trouvant en contact avec les parois mobiles pour un rassem-

blement de collecte de cette matière et/ou pour son traitement

réglé et/ou sa décharge.

Comme décrit dans les brevets précités, les conduits

de traitement offrent des possibilités très diverses de trai-

tement des polymères Les conduits peuvent être adaptés en vue d'effectuer avec efficacité des opérations de traitement

de polymères comme de la fusion, du mélange, de la pressuri-

sation, du pompage, de l'élimination des matières volatiles et de l'homogénéisation, notamment, ainsi que pour ajouter d ingrédients aux matières traitées dans le conduit ou pour

enlever des ingrédients de ces matières.

La présente invention vise des appareils rotatifs d'un modèle nouveau et perfectionné, offrant des avantages spéciaux, en termes d'efficacité ou de rendement, de qualité du produit et des caractéristiques globales de traitement,

au cours des opérations de traitement de matières polymères.

Les appareils rotatifs de traitement, selon la pré-

sente invention, comprennent un élément rotatif portant

plusieurs canaux annulaires et un élément stationnaire présen-

tant une surface d'enceinte coaxiale agencée pour coopérer en service avec les canaux de manière à présenter des conduits

fermés dans lesquels s'effectue un traitement de la matière.

Les conduits ainsi formés sont destinés à constituer plusieurs

conduits formant un étage de traitement qui peut être intercon-

necté à un autre étage de traitement comportant des conduits

formés avec d'autres canaux portés par le rotor Chaque con-

duit d'un étage de traitement comprend une entrée, une sortie

et un élément de blocage de canal associés à l'élément station-

naire et agencés de manière à permettre l'entralnement vers l'avant, par les parois du ou des canaux rotatifs, de la matière introduite dans l'entrée vers l'élément de blocage

en vue d'une décharge de sortie du conduit.

Une caractéristique distinctive importante des étages

des appareils rotatifs de traitement selon la présente inven-

tion implique l'existence d'un intervalle ou jeu entre la sur-

face rotative portant les canaux des conduits de traitement d'un étage de traitement et la surface stationnaire d'enceinte coaxiale Selon l'invention, l'intervalle est relativement large et il est destiné à permettre des échanges de quantités importantes de la matière entre des conduits de l'étage de traitement en cause La matière subissant un tel échange par passage dans l'intervalle relativement large entre les conduits peut être fondue, non fondue ou partiellement fondue, et cet

échange des parties de la matière s'effectue sur la quasi.

totalité des parties de la circonférence du conduit au cours de la rotation Cet échange assure un malaxage particulièrement

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efficace et intense de la matière traitée dans l'étage en cause.

De plus, la matière ainsi soumise à échange passe dans une région de l'appareil capable d'engendrer des conditions de cisaillement élevé et de grandes températures pour effectuer un traitement de la matière ainsi soumise à échange L'utilisa- tion efficace de cette région augmente la surface globale de contact et de traitement de l'appareil et donne un étage dont

le rendement global de traitement est hautement amélioré.

Une autre caractéristique importante des étages de traitement faisant partie de l'appareil rotatif perfectionné de la présente invention, implique la présence d'un nouveau canal de collecte de la matière de fuite, disposé et adapté en vue de maîtriser efficacement la fuite de matière de l'appareil vers l'extérieur et également en vue d'améliorer

la qualité de la matière traitée ainsi produite.

Des détails concernant les nouveaux appareils rota-

tifs de la présente invention, ainsi que les avantages qu'ils permettent d'obtenir, se comprendront plus complètement à

l'examen de la description détaillée suivante des formes préfé-

rées de réalisation, présentées à titre illustratif et nulle-

ment limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une-coupe d'un appareil rotatif comportant le nouvel étage perfectionné selon l'invention; la figure 2 est une coupe simplifiée, le long de la ligne 2-2 de la figure 1, de l'appareil rotatif de traitement représenté sur la figure 1; la figure 3 est une coupe simplifiée, le long de la ligne 3-3 de la figure 1, d'un conduit de l'appareil rotatif de traitement représenté sur la figure 1; la figure 4 est une coupe simplifiée, le long de la ligne 4-4 de la figure 1, d'un canal de collecte de l'appareil rotatif de traitement représenté sur la figure 1; la figure 5 est une vue schématique simplifiée de l'interconnexion, à l'aide d'une gorge de transfert de matière, du canal de collecte de la figure 4 avec un conduit d'un étage de traitement, les flèches indiquant la direction d'écoulement de la matière du canal vers le conduit;

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la figure 6 est une coupe d'un segment de rotor entre des conduits de l'étage de l'appareil de la figure 1 et cette figure illustre une forme de réalisation de l'appareil de l'invention dans laquelle le rotor porte un canal de collecte de matière soumise à échange; la figure 7 est une coupe simplifiée, le long de la

ligne 7-7 de la figure 6, de la forme de réalisation représen-

tée sur la figure 6

la figure 8 est un schéma simplifié de l'intercon-

nexion, à l'aide d'une gorge de transfert de matière) du canal de collecte de la figure 6 avec un conduit d'étage de traitement, des flèches indiquant la direction d'écoulement de la matière du canal vers le conduit; la figure 9 est une coupe de l'appareil rotatif à

plusieurs étages, montrant un agencement des conduits cons-

tituant un premier étage de traitement selon la présente invention, un second étage et un troisième étage la figure 10 est une vue en perspective, partiellement en coupe avec arrachement-de certaines parties, de l'appareil rotatif à plusieurs étages de traitement représenté sur la figure 9 la figure Il est une coupe simplifiée, le long de la ligne 11-11 de la figure 10, de l'appareil rotatif à plusieurs étages représenté sur la figure 10 la figure 12 est une coupe simplifiée, le long de

la ligne 12 '-12 ' de la figure 9, de l'appareil rotatif repré-

senté sur la figure 9; la figure 13 est une coupe simplifiée, le long de

la ligne 13-13 de la figure 9, de l'appareil rotatif de trai-

tement représenté sur la figure 9;

la figure 14 est un schéma simplifié de l'intercon-

nexion, à l'aide de gorges de transfert de matière, des con-

duits de traitement de l'appareil rotatif à plusieurs étages

de traitement représenté sur la figure 9, des flèches indi-

quant la direction de l'écoulement de la matière d'un conduit vers un autre la figure 15 est une coupe simplifiée, le long des

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la ligne 15-15 de la figure 9, d'un appareil rotatif de trai-

tement représenté sur la figure 9; et la figure 16 est une coupe simplifiée, le long de

la ligne 16-16 de la figure 9, de l'appareil rotatif de trai-

tement représenté sur la figure 9. Le nouveau modèle d'appareils rotatifs de traitement selon la présente invention est représenté dans sa forme la plus large sur les figures 1,2 et 3 En se référant tout d'abord à la figure 1, on voit que les nouveaux appareils rotatifs de la présente invention comprennent un élément

rotatif comportant un rotor 12 monté sur un arbre 14 d'entrai-

nement en-vue d'une rotation au sein d'un élément stationnaire comportant une enveloppe ou un corps 16 Le rotor 12 porte plusieurs canaux 21,23,25 et 27 de traitement, présentant chacun des parois latérales opposées s'étendant de la surface du rotor vers l'intérieur Un dispositif destiné à faire tourner le rotor 12 est montré simplement en M (figure 1), puisqu'un tel dispositif est d'un type convenable, couramment utilisé pour faire tourner des extrudeuses ou un appareil semblable de traitement des matières polymères, et que de

tels dispositifs sont bien connus de l'homme du métier.

L'enveloppe 16 de l'élément stationnaire présente une surface 38 d'enceinte coaxiale agencée pour coopérer avec -la surface du rotor afin de former avec les canaux 21,23,25 et 27

des conduits fermés 22,24,26 et 28, respectivement, de traite-

ment de la matière Les conduits 22,24,26 et 28 constituent l'étage de traitement des appareils rotatifs de la présente

invention, et cet étage de traitement peut s'adapter particu-

lièrement bien à un traitement comportant une fusion des

matières polymères introduites dans l'appareil.

En se référant maintenant à la figure 3, on voit qu'une matière telle qu'une matière polymèrerendue ou non plastiqueest introduite de façon appropriée dans l'étage de traitement (fusion) des appareils rotatifs de la présente

invention à partir d'une trémie (non représentée) qui communi-

que avec une admission 42 Comme représenté sur la figure 3,.la surface coaxiale 38 de l'enveloppe 16 est cylindrique

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sur la plupart de son étendue, mais elle cbmporte de préfé-

rence des dépouilles 44 qui s'étendent, de préférence, sur les parties des canaux 21,23,25 et 27 et de l'admission 42 adjacente Les dépouilles 44 ont une largeur telle que leurs parois latérales 46 ' s'étendent sur des parties cylindriques du rotor 12 pour former des chambres d'admission destinées à faciliter l'introduction des solides de la matière polymère

dans chaque conduit du premier étage.

En service, de la matière est introduite, par l'admis-

sion 42, par gravité ou par alimentation de force dans l'appareilet les dépouilles 44 la dirigent dans les canaux 21, 23, 25 et 27 C'est ce qui est représenté sur la figure 3, laquelle montre un conduit 24 de l'étage de fusion, qui

présente les mêmes dimensions et le même agencement des élé-

ments structurels que les autres conduits 22, 26 et 28 destinés à faire fondre la matière Chaque conduit de l'étage de fusion comprend un élément 48 de blocage de canal disposé près d'une

sortie 50 Un intervalle s'étendant sur la majeure partie de -

la circonférence (extérieure) du conduit sépare les sorties

50 de chaque conduit de l'admission 42.

Comme représenté (figures 1,2 et 3), chaque élément 48 de blocage présente une surface 52 formant paroi terminale à rôle de blocage de matière dans chaque conduit de l'étage

de fusion Donc, en service, le mouvement de la masse princi-

pale de matière introduite dans chaque conduit de l'étage de fusion est bloqué, et un mouvement relatif s'établit entre

les parois des canaux mobiles et la matière ainsi bloquée.

Le mouvement relatif ainsi établi engendre par frottement de la chaleur au niveau des parois mobiles et au sein de la masse de matière De plus, les parois des canaux des conduits de l'étage de fusion, et de préférence, la totalité des parois des canaux de l'appareil, sont normalement chauffées, par exemple par un fluide de transmission de chaleur alimentant de façon connue des chambres 6 (figure 1) On peut trouver dans les brevets précités US-A-4 142 805 et US-A-4 194 841

des détails concernant des dispositifs convenables de chauffage.

Normalement, l'action des parois des canaux provoquant

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un entraînement de la matière vers l'avant crée une accumula-

tion de pression s'établissant progressivement le long du conduit, et le maximum de pression est habituellement atteint dans chacun des conduits de fusion au niveau de la surface 52 de l'élément 48 de blocage La surface 52 est façonnée et dimensionnée, ou adaptée d'une autre façon, de manière à arrêter et collecter la matière en vue de la décharge de

celle-ci par la sortie 50 du conduit.

Des dispositifs destinés à commander la décharge de la matière sont agencés de manière à communiquer avec la ou les sorties 50, Les dispositifs de commande de décharge sont destinés à commander le débit de décharge et/ou la pression de décharge afin de coordonner le débit et/ou la pression avec la surface de traitement et la vitesse de rotation ainsi que les propriétés de la matière soumise à ce traitement pour développer une pression de décharge et assurer le degré voulu de traitement (notamment, dans ce cas, de fusion) de la matière- Un dispositif convenable de commande de décharge peut comprendre le choix de la dimension de l'orifice 50 de sortie ou une vanne d'étranglement ou une buse d'extrusion ou une filière disposée de manière à décharger la matière de la sortie au débit voulu de décharge et/ou à la pression

voulue de décharge.

Dans la description apparaissant jusqu'à présent,

une fusion est obtenue à l'aide d'une surface de traitement par fusion qui est principalement délimitée par les parois des canaux Cependant, selon la-présente invention, on obtient

un meilleur rendement global de la fusion en utilisant effica-

cement une surface supplémentaire de contact d'éléments de l'étage de traitement pour obtenir le mélangeage et la fusion de la matière soumise à traitement On obtient l'amélioration du rendement global de mélangeage et de fusion en ajustant de manière sélective l'intervalle de jeu entre les surfaces du rotor situées entre les canaux 21,23,25 et 27, d'une part, et les parties de la surface 38 en assurartd entre ces

surfaces une coopération permettant de réalisler un étage parti-

culièrement efficace pour le traitement et qui présente

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des caractéristiques globales améliorées pour la fusion.

Comme on le voit mieux sur la figure 1, un intervalle de jeu entre la surface 20 du rotor 12 et la surface 38 de l'élément 16 est relativement large, en particulier lorsqu'on le compare à un intervalle 152 de jeu formé entre des surfaces terminales du rotor 12 et la surface 38 Par exemple, dans un appareil rotatif représentatif comportant un étage de fusion selon la présente invention, l'intervalle de jeu peut être d'environ 0,64 cm ou davantage, alors que l'intervalle 132 de jeu peut être d'un ordre de grandeur

d'environ 0,03 cm à environ 0,06 cm.

Un intervalle de jeu 130 relativement large entre la surface 38 d'enceinte stationnaire et la surface 20 du rotor 12 portant les canaux de l'étage de fusion constitue une caractéristique distinctive de l'invention et offre deux avantages spéciaux Le large intervalle est destiné à assurer

un mélangeage particulièrement efficace de la matière en per-

mettant des échanges mutuels de quantités importantes de matière entre les conduits de l'étage de fusion L'échange mutuel crée une action de mélangeage intense qui est illustrée sur la figure 2, sur laquelle des flèches indiquent le type d'écoulement qui peut se produire à différents moments pour assurer l'échange de matière entre les conduits de l'étage de fusion Comme représenté, il existe un échange forcé d'un large volume de matière vers les conduits de l'étage de fusion et en provenance de ces conduits, en passant par les

surfaces 20 entre les canaux 21,23,25 et 27.

En plus d'assurer un mélangeage intense de la matière traitée, les larges intervalles de jeu constituent en outre

des surfaces hautement efficaces pour les étages de traite-

ment de l'invention Dans les conditions de l'échange de matière, les intervalles 130 deviennent des régions dans lesquelles des conditions de cisaillement élevé et de grande chaleur de frottement sont engendrées, ce qui assure des conditions de fusion maximisée pour un échange de matière La matière ayant subi l'échange entre les conduits de fusion en passant par l'intervalle 130 de jeu peut être

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de la matière fondue, non fondue ou partiellement fondue, et l'échange se produit sur la quasi-totalité des parties de la

circonférence de chaque conduit rotatif de l'étage de fusion.

Donc, des appareils rotatifs comportant les étages perfection-

nés de fusion de la présente invention présentent une surface de contact> pour le traitement de la masse fondue, nettement

accrue et capable de traiter la matière polymère dans des con-

ditions de fusion maximisée.

Dans le passé, on a évité des intervalles de jeu rela-

tivement grands entre la ou les surfaces 20 de rotor et la surface d'enceinte 38 Cet évitement a été dicté par le risque de fuite vers l'extérieur ce qui, comme indiqué dans les brevets précités des EtatsUnis d'Amérique, constitue un problème

potentiel dans les appareils rotatifs de traitement Normale-

ment, on utilise des joints, en particulier les joints décrits

dans le brevet précité US-A-4 300 842, pour diminuer efficace-

ment et maîtriser une fuite vers l'extérieur qui emprunterait des intervalles 132 relativement étroits de jeu entre les sur faces extrêmes du rotor et de l'enveloppe L'utilisation d'intervalles de jeu relativement grands entre le rotor et l'enveloppe soulève des problèmes en termes de conception et de calcul, de coût et d'efficacité des joints destinés à maîtriser une fuite vers l'extérieur Les étages de fusion de la présente invention constituent une caractéristique spéciale

destinée à diminuer efficacement et à maîtriser, de façon rela-

tivement simple mais hautement efficace, une fuite vers l'exté-

rieur Cette caractéristique spéciale est un perfectionnement important qui permet une utilisation efficace d'intervalles de jeu relativement grands pour assurer un mélangeage intense ainsi qu'une augmentation importante de la surface hautement efficace de traitement pour les étages de fusion de la présente invention. Comme représenté sur les figures 1,2 et 4, un canal de collecte de la matière en fuite est positionné à chaque surface extrême 20 du rotor 12 près des conduits 22 et 28 Les canaux 140 de collecte présentent des parois 142 et 144 A

chaque extrémité du rotor 12, la paroi 142 du canal 140 commu-

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nique avec la surface 20 s'étendant entre le canal 21 et le canal 140 A l'autre extrémité, le canal 140 communique avec

la surface 20 s'étendant entre le canal 27 et le canal 140.

Aux deux extrémités du rotor 12, la paroi 144 du canal 140 s'étend vers le haut au-dessus de la hauteur de la paroi 142

et se termine aux surfaces extrêmes 20 du rotor 12 qui délimi-

te l'intervalle 132 entre les surfaces 20 et 38 Comme repré-

senté (voir figure 1), des joints 133, qui sont de préférence du type décrit dans le brevet précité US-A-4 300 842, sont

portés par la surface 20 pour assurer l'étanchéité de l'inter-

valle 132 Dans le modèle et l'agencement représentés, la matière provenant des conduits 22 et 28 et qui passe sur les surfaces 20 voisines des canaux 140 sera collectée par les canaux 140 avant que cette matière n'atteigne la région de l'intervalle 132 Les canaux 140 préférés pour la collecte sont relativement étroits et destinés à assurer un pompage

efficace de la matière éventuellement collectée à la circon-

férence du canal.

Comme représenté sur la figure 4, la matière collec-

tée dans le canal 140 est entraînée vers l'avant par les parois mobiles 142 et 144 vers une surface 146 formant paroi extrême d'un élément 148 de blocage de matière Comme mentionné, la forme géométrique du canal 140 est choisie de manière que, à n'importe quelle vitesse donnée du rotor, la matière collectée soit efficacement pompée ou entraînée vers l'avant, vers l'élément 148 de blocage La matière collectée dans le canal 140 et bloquée à la surface 146 est déchargée du canal par une sortie de ce canal La sortie du canal de collecte peut être agencée de manière à décharger la matière du canal 140 directement de l'appareil ou bien la matière provenant du canal de collecte peut être transférée vers un conduit, tel qu'un conduit adjacent de traitement, pour être déchargée du conduit ou pour être recyclée, avec de la matière, dans le

conduit de traitement.

Un agencement préféré pour la décharge de la matière du canal 140 est représenté sur la figure 5 o l'on voit que la matière collectée à la surface 146 est déchargée des canaux h 2519290

par des gorges 150 de transfert Une gorge 150 de trans-

fert est formée dans la surface 38 coaxiale près des surfaces 146 Les extrémités ouvertes des gorges 150 sont disposées de manière à recevoir la matière collectée aux surfaces 146 et à convoyer la matière ainsi reçue sur les surfaces 20 pour la décharger dans la région de l'entrée des conduits 22 ou

28 adjacents Comme on le voit mieux sur la figure 5, l'extré-

mité ouverte d'une gorge 150 de transfert s'étend parallèle-

ment à l'axe du rotor 12 dans la région du canal 140 en amont de la surface 146, puis s'étend transversalement à l'axe du rotor 12 en travers de la surface 20 puis parallèlement à l'axe du rotor 12 dans la région du canal 21 (ou 27) en aval de l'élément 48 de blocage Lorsqu'elle est ainsi disposée, la gorge 150 constitue une sortie de décharge de la matière collectée à la surface 146 et une entrée destinée à alimenter, en matière collectée, la région d'entrée à basse pression

du conduit 22 (ou 28).

Il ressort de la description ci-dessus que les nou-

veaux étages de fusion selon la présente invention peuvent présenter une surface supplémentaire de traitement assurant une efficacité spéciale de la fusion L'augmentation est

obtenue du fait d'une conception de dessin assurant des inter-

valles 130 relativement grands permettant à la matière de passer librement sur la surface 20 entre chaque conduit de fusion et sur les surfaces 20 aux régions d'extrémité de la

partie du rotor portant les conduits à rôle de fusion L'appa-

reil comporte des canaux de collecte qui sont dessinés, agencés et adaptés en vue de collecter la matière passant par les intervalles 130 de jeu près des régions extrêmes du rotor 12 Les canaux collectent et enlèvent la matière des régions extrêmes et ils pompent rapidement la matière ainsi collectée vers la surface 146 de paroi extrême, la matière ainsi collectée étant ensuite transférée à l'admission 42 des conduits extrêmes 22 et 28 Donc, les canaux de collecte diminuent et maîtrisent efficacement le risque de fuite de la matière vers l'extérieur, en collectant continuellement et en enlevant la matière des régions extrêmes du rotor, à

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un débit qui empêche efficacement la matière ainsi collectée d'atteindre l'intervalle de jeu externe 132 On remarquera que les sorties des conduits de traitement de la matière et les sorties des canaux de collecte sont axialement alignées et qu'une majeure partie de la circonférence des conduits de traitement sépare les sorties des entrées de ces conduits de traitement. En plus de maîtriser et combattre efficacement une fuite vers l'extérieur, les canaux de collecte contribuent

également à améliorer le rendement global de la fusion réali-

sée dans les étages de fusion de l'appareil de la présente

invention Dans le fonctionnement décrit des canaux de collec-

te, la matière collectée est destinée à être recyclée vers les entrées des conduits extrêmes 22 et 28, o la matière

fondue peut être mélangée à de la matière non fondue ou par-

tiellement fondue Ce mélangeage ou cette fusion de la matière fondue, collectée et recyclée, avec de la matière non fondue ou partiellement fondue à l'entrée, contribue à améliorer le rendement global de la fusion L'amélioration du rendement de la fusion résulte de la pénétration de la matière fondue et visqueuse en de la matière non fondue ou partiellement fondue et de l'accélération de la déformation des matières non

fondues ou partiellement fondues.

Les figures 6,7 et 8 illustrent un autre aspect de l'invention dans lequel un ou des canaux de collecte de matière est ou sont agencés sur la ou les surfaces 20 entre des conduits adjacents à rôle de fusion Comme représenté sur la figure 6, un canal 160 de collecte de matière, compcrtant des parois 162 et 164, est porté par la surface 20 entre les conduits 26 et 28 D'autres canaux 160 de collecte peuvent être portés par les surfaces 20 entre d'autres conduits de l'étage de traitement par fusion Comme les canaux 140, le canal 160 est destiné à assurer un pompage efficace de la matière collectée et il présente une forme géométrique lui permettant d'assurer efficacement ce rôle Comme illustré, la matière échangée entre les conduits 26 et 28 en empruntant l'intervalle 130 est collectée dans le canal 160 et rapidement

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entraînée vers l'avant, vers une surface 154 constituant une paroi extrême d'un élément 156 de blocage-de matière (figure 7) La matière bloquée à la surface 154 est déchargée du canal 160 par une sortie convenable La sortie du canal 160 peut être disposée de manière à permettre une décharge directe de la matière de l'appareil, ou bien la sortie peut être disposée de manière à transférer la matière à un conduit de fusion pour la décharge de la matière du conduit ou pour recyclage de cette matière avec de la matière traitée dans le conduit Comme représenté sur la figure 8, la matière collectée à la surface 154 est de préférence envoyée à une

gorge 158 destinée à transférer la matière à un conduit adja-

cent. La gorge 158 de transfert est formée dans la surface coaxiale 38 près de la surface 154 L'extrémité ouverte de la gorge 158 est disposée de manière à recevoir la matière bloquée et collectée à la surface 154 et àenvoyer la matière aisi reçue sur la surface 20 pour la décharger vers la région d'admission du conduit 28 Comme on le voit mieux sur la

figure 8, l'extrémité ouverte de la gorge 158 s'étend parallè-

lement à l'axe du rotor 12 dans la région du canal 160 en amont de la surface 154, puis elle s'étend transversalement à l'axe du rotor 12 à travers la surface 20 puis parallèlement à l'axe du rotor dans la région du conduit adjacent 28 en aval de l'élément 48 de blocage L'agencement du ou des canaux de collecte de matière sur la ou les surfaces 20 entre des conduits adjacents, à rôle de fusion, diminue le temps de séjour de la matière dans l'intervalle 130 et assure un effet plus intense de mélangeage de la matière ayant

emprunté le ou les intervalles 130.

Les figures 9 à 16 illustrent un appareil à plusieurs étages de traitement, particulièrement préféré, comportant le nouvel étage perfectionné de fusion selon la présente invention Comme représenté sur la figure 9, un rotor 212 monté sur un arbre 214 porte plusieurs conduits de traitement destinés à constituer des premier, second et troisième étages de traitement Des conduits 222, 224, 226 et 228 de traitement, comportant des

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canaux 221, 223, 225 et 227 respectivement, constituent le premier étage qui est un étage de fusion selon la présente invention Le second étage comprend des tronçons interne et externe Un conduit 230, comportant un canal 229, constitue le tronçon interne cependant qu'un conduit 234 comportant un canal 233 constitie le tronçon externe Le troisième étage est constitué par un conduit 232 comportant un canal 231 et il est disposé entre les tronçons interne et externe du second étage, que ce troisième étage sépare Comme on l'expliquera en détails ci-après, les étages sont interconnectés par des gorges de transfert de matière formées dans une surface coaxiale 238 et agencées de manière à permettre le transfert

de la matière, traitée dans un étage, vers un autre étage.

Pour illustrer une forme partiulièrement préférée de réalisa-

tion de l'invention, on peut indiquer que le premier étage

de l'appareil rotatif à plusieurs étages de traitement, repré-

senté, implique un étage à rôle de fusion selon l'invention, le second étage étant destiné à mélanger la matière traitée dans le premier étage de fusion, et le troisième étage étant destiné à mettre sous pression et à décharger de l'appareil

la matière traitée dans le second étage.

Dans l'appareil représenté, une surface 220 portant les canaux des conduits de fusion est séparée de la surface 238 par un intervalle 272 de jeu qui, dans les étages de fusion des appareils de la présente invention, représente environ 0,64 cm ou davantage En outre, un canal 280 de collecte, comportant des parois 282 et 284, est agencé sur la surface 220 près du conduit 222 Un élément 286 de blocage (figure 11), présentant une surface 288 de blocage de matière, est ménagé sur l'élément stationnaire de manière à s'étendre

radialement dans le canal 280 de collecte.

En service, la matière est fournie à l'appareil par

une entrée 242 d'admission et elle est refoulée par des dépouil-

les 244 (comportant des parois latérales 246) dans les canatu X 221, 223, 225 et 227 La situation ef;t représentée sur les figures 9,10,11 et 12 La figure illustre un segment du rotor 212 portant les conduits 222, 224,226 et 228 de l'étage de fusion et le premier conduit 230

2519290

du tronçon interne du second étage La figure 12 illustre le conduit 228 de l'étage de fusion, comportant le canal 227, et qui présente les mêmes dimensions et le même agencement

des éléments structurels que les autres conduits 222, 224-

et 226 de l'étage de fusion Chaque conduit de l'étage de fusion comprend un élément 248 de blocage de canal, disposé de manière à communiquer avec chaque conduit de l'étage de

fusion L'élément 286 de blocage (figure 10 et 11) est égale-

ment disposé près d'une gorge 250 de transfert de matière, pour envoyer la matière, bloquée et collectée à la surface

288, dans la gorge 250 Une majeure partie de la circonféren-

ce entourant les conduits de traitement sépare de préfé-

rence la gorge 250 de l'entrée 242.

Comme représenté (figures 10, 11 et 12), chaque élé-

ment 248 de blocage présente une surface 252 constituant une paroi extrême de blocage et de collecte de matière pour chaque conduit de l'étage de fusion Donc, la fusion s'effectue, dans l'étage de fusion, sensiblement comme décrit ci-dessus à propos de l'appareil à un seul étage représenté sur les figures 1 à 8 La surface de contact pour le traitement de fusion comprend la surface délimitée par les parois latérales des canaux pour engendrer un mouvement relatif, ainsi que l'aire présentée par les surfaces 220 et 238 aux -intervalles 272, et l'étage de fusion assure une fusion efficace et un mélangeage intense de la matière traitée dans cet étage de fusion. Des éléments particulièrement préférés de blocage de matière, dans les conduits de l'étage de fusion de la présente invention, comportent une surface de blocage de matière séparée d'une surface de collecte de matière par un prolongement ayant des côtés formant avec les parois des canaux un espace permettant le regroupement de la matière fondue.

La matière traitée dans l'étage de fusion est déchar-

gée de chaque conduit, et la matière collectée dans le canal 280 de collecte est aussi déchargée,par une gorge 250 de transfert de matière (figures 10 et 11) La gorge 250 de

16 2519290

transfert de matière est formée dans la surface coaxiale 238 près, et en amont, de la surface 252 de l'élément 248 de blocage La gorge 250 s'étend parallèlement à l'axe du rotor 212 L'extrémité ouverte de la gorge 250 est disposée de manière à recevoir la matière traitée et collectée à la surface 288 et à la surface 252 de chaque conduit et à convoyer la matière ainsi reçue au-dessus des surfaces 220 de rotor entre le canal 280 de collecte et le canal 221 et entre les canaux 223, 225 et 227 pour décharger la matière dans le conduit 230

du tronçon interne de traitement du second étage Comme repré-

senté sur les figures 10 et 11, la partie terminale la plus externe de la gorge 250 constitue une entrée d'admission dans

le conduit 230.

L'étage de fusion illustré sur les figures 9,10 et Il comporte quatre conduits de traitement de dimensions et de forme sensiblement identiques On peut utiliser un nombre plus ou moins grand de conduits, et l'on peut aussi utiliser dans la'pratique de l'invention des conduits de l'étage de traitement par fusion dont la forme, les dimensions et la forme géométrique diffèrent de celles d'autres conduits de

l'étage de fusion.

Le second étage de traitement de l'appareil à plusieurs étages, illustré sur les figures annexées,comprend des tronçons interne et externe séparés par au moins un conduit de traitement constituant le troisième étage Comme

représenté sur la figure 9, le conduit 230 constitue le tron-

çon interne du second étage cependant que le conduit 234 cons-

titue le tronçon externe Comme représenté sur les figures

9,10 et 11, un canal de collecte n'est pas agencé sur la sur-

face 220 entre le conduit 228 de l'étage de fusion et le

conduit 230 du tronçon interne Au contraire, le modèle repré-

senté permet à la matière de passer du conduit 228 sur la sur-

face 220 vers le conduit 230, et ce passage de matière se produit sur la quasi-totalité de la circonférence formant la

surface 220.

La matière qui est passée sur la surface 220 pour parvenir au conduit 230 s'ajoute à la quantité de matière fournie au conduit 230 par la gorge 250 de transfert de la

17 2519290

matière de l'étage de fusion, et peut augmenter sensiblement le débit global d'alimentation, en matière provenant de l'étage de fusion, du conduit 230 du tronçon interne Cette

augmentation du débit d'alimentation en de la matière, prove-

nant de l'étage de fusion, du conduit 230 du tronçon interne

est une caractéristique importante contribuant à l'améliora-

tion du rendement de l'appareil rotatif illustré, à plusieurs étages de traitement Comme représenté sur les figures 9 et 11, le conduit 230 comporte des parois latérales parallèles et il est plus large que les conduits 222, 224, 226 et 228 de l'étage de fusion Dans l'appareil représenté, le conduit

230 a pour rôle de mélanger ou d'homogénéiser la matière pro-

venant de l'étage de fusion, et la forme géométrique de conduit 230 a été choisie de manière à lui permettre de jouer

efficacement son rôle.

La forme géométrique choisie pour le passage 230 peut cependant établir une différence entre le débit auquel la matière traitée dans l'étage de fusion est introduite dans

le conduit 230 du tronçon interne et la capacité de ce con-

duit 230 à traiter et à décharger de la matière Cette diffé-

* rence permet au passage 230 de traiter et décharger de la matière, provenant de l'étage de fusion, en une plus grande quantité que le débit auquel cette matière est introduite dans le passage 230 Cette différence entre le débit auquel

le conduit de tronçon interne reçoit la matière et la capaci-

té en volume et débit du conduit à traiter et à décharger de la matière peut provoquer des fluctuations assez grandes de pression, d'écoulement et de température dans les conduits de traitement et en particulier à la zone de décharge de

l'appareil Cependant, le ou les étages de fusion de l'appa-

reil de la présente invention peuvent être reliés à des conduits d'un second étage de traitement de la manière présentée de façon à augmenter le débit d'alimentation en matière, provenant de l'étage de fusion, du conduit du second étage de traitement, ce qui assure un débit plus uniforme d'écoulement de la matière dans les conduits En outre, le débit de passage de la matière du conduit 228 au conduit 230

sur la surface 220 peut être réglé et ajusté par une diminu-

tion sélective de l'intervalle de jeu entre la surface 228

et la surface 220 séparant les conduits 228 et 230.

En se référant à nouveau aux figures 10,11 'et 13, on voit que la matière, traitée dans l'étage de fusion, est transférée par la gorge 250 dans le conduit 230 du tronçon interne du second étage Dans les appareils rotatifs de la présente invention, la matière traitée dans l'étage de fusion

est efficacement mélangée dans le conduit 230 par le mouve-

ment relatif établi entre la matière bloquée par un élément 254 de blocage et les parois du canal mobile du conduit 230 qui entraînent la matière vers l'avant, vers une surface 256

constituant une paroi extrême à rôle de blocage de matière.

Dans les appareils à plusieurs étages de la présente invention, le ou les éléments de blocage du ou des conduits de traitement du tronçon interne du second étage (par exemple l'élément 254 de la figure 13) est ou sont disposés à environ 1800 de la position circonférentielle des éléments 248 de blocage des conduits du premier étage Donc, dans le conduit 230, la matière ne parcourt qu'un demi-tour environ dans le conduit avant d'atteindre l'élément 254 de blocage La matière bloquée et collectée à la surface 256 de l'élément 254 est déchargée du conduit en empruntant une gorge 258 de transfert

de la matière provenant du tronçon interne.

La gorge 258 de transfert est représentée sur la figure 14, qui est une présentation idéalisée et simplifiée comportant des flèches indiquant la direction d'écoulement dans les gorges de transfert de matière par rapport à des éléments de blocage disposés dans des conduits des tronçons interne et-externe du second étage par rapport à un élément de blocage disposé dans un conduit de troisième étage Comme représenté, la gorge 258 de transfert est formée dans une surface coaxiale 238 et elle est conçue, agencée et adaptée de manière à recevoir la matière collectée à la surface 256 et à transférer la matière ainsi collectée du conduit 230 vers le conduit 234 du tronçon externe Essentiellement, l'extrémité ouverte de la gorge 258 peut, comme représenté,

19 25 2519290

s'étendre parallèlement à l'axe du rotor 212 à partir de la

région du conduit 230 en amont de la surface 256 puis transver-

salement à l'axe du rotor 212 en travers de la surface 220 prés du conduit 232 puis parallèlement à l'axe du rotor 212 dans le canal 231 du conduit 232 et en travers de la surface 220 entre les conduits 232 et 234 pour parvenir à la région du conduit 234 en aval d'un élément 260 de blocage Ainsi disposée, la gorge 258 constitue une sortie de décharge de la matière provenant du conduit 230 du tronçon interne du second étage et une admission destinée à fournir de la matière au conduit 234 du tronçon externe On notera que la matière se trouvant dans la gorge 258 est transportée au-delà du canal

231 ouvert du conduit 232 séparant les conduits 230 et 234.

En service, le conduit 232 est destiné à être suffisamment

rempli et à engendrer des pressions élevées de manière à mini-

miser la fuite de matière provenant de la gorge 258 et se

dirigeant vers le canal 231-.

Comme décrit dans le brevet précité US-A-4 227 816, la gorge 238 peut être formée dans des unités amovibles de

direction d'écoulement qui peuvent être montées dans des enco-

ches de l'enveloppe 216 agencées de manière à permettre une

coopération de la gorge de transfert avec des conduits choisis.

L'unité amovible de direction d'écoulement peut également

porter des éléments de blocage associés à la gorge de trans-

fert.

Le tronçon interne du second étage illustré et décrit

comprend un conduit, mais l'on peut faire varier cet agence-

ment préféré et illustré Par exemple, le tronçon interne peut comporter plus d'un conduit et la forme générale, la dimension et la forme géométrique des conduits peuvent être identiques ou différentes Comme illustré, le ou les conduits préférés du tronçon interne du second étage sont ceux dans lesquels le ou les conduits recevant la matière traitée dans le premier étage présentent une forme géométrique assurant une capacité de traitement et de décharge supérieure au débit auquel la matière est introduite dans le ou les conduits Cependant, pour certaines opérations de traitement dans le second étage,

2519290

la forme géométrique choisie pour le conduit recevant la ma-

tière provenant du premier étage peut assurer à ce conduit une capacité égale ou même inférieure au débit d'alimentation

en matière.

Comme représenté sur la figure 15, la gorge 258 de transfert alimente en matière le conduit 234 du tronçon externe du second étage La matière ainsi fournie est entraînée vers l'avant par les parois du canal du conduit 234 vers l'élément 260 de blocage pour se rassembler sur une surface 262 de l'élément 260 et être déchargée par une gorge 264 de

transfert de la matière provenant du tronçon externe.

Le tronçon externe du second étage représenté sur

la figure 9 consiste en un conduit, mais des appareils rota-

-tifs de traitement selon la présente invention peuvent inclure des appareils dans lesquels il peut y avoir plus d'un conduit Comme illustré sur la figure 9, le conduit du tronçon externe du second étage diffère un peu, par ses dimensions, des conduits de traitement du tronçon interne du second étage: Dans l'appareil représenté, le canal 233 de conduit est plus étroit, et la forme géométrique a été choisie de manière à développer efficacement la pression nécessaire pour alimenter le conduit 234 Cependant, le nombre, la forme générale, les

dimensions et la forme géométrique du ou des conduits du tron-

çon externe peuvent être identiques ou différents, d'un con-

duit à l'autre ou par rapport au conduit unique ou aux multi-

ples conduits éventuels du tronçon interne.

En se référant à nouveau à la figure 14, on voit que la matière, qui a été traitée dans le conduit 234 du tronçon externe du second étage, est transférée vers un conduit de traitement du troisième étage en empruntant la gorge 264 de transfert de matière La gorge 264 est formée dans la surface coaxiale 238 et elle comporte une extrémité ouverte qui s'étend parallèlement à l'axe du rotor 212 depuis la région du conduit 234 en amont de la surface 262, puis s'étend transversalement à l'axe du rotor 212 sur la surface 220 puis parallèlement à l'axe du rotor 212 vers la région du conduit 232 en aval d'un élément 266 de blocage Le conduit 232 du troisième étage

21 2519290

(figures 9 et 16) est principalement destiné à jouer le rôle

d'un étage de compression ou de pompage de la matière prove-

nant du tronçon externe du second étage Donc, la forme géomé-

trique de ce conduit est choisie de manière à permettre à ce conduit de rester au moins partiellement empli à tout moment

en cours de service et à lui permettre d'engendrer des pres-

sions élevées de décharge Comme représenté sur la figure 16,

la matière introduite dans le conduit de traitement du troi-

sième étage est entraînée vers l'avant par les parois du canal

du conduit 232, vers l'élément 266 de blocage La matière col-

lectée à la surface 268 de l'élément 266 est déchargée de l'appareil par une sortie 270 Un organe de commande de la décharge, comme un élément 295 d'étranglement (figure 16), est relié à la sortie 270 de manière à commander la décharge

de matière et/ou à régler la pression de décharge.

La figure 9 montre un tronçon de traitement dans le troisième étage consistant en un conduit, mais le tronçon peut comporter plus d'un seul conduit Les conduits peuvent être

reliés en parallèle ou en série Par exemple, plusieurs con-

duits de traitement formant le troisième étage peuvent être interconnectés de manière à permettre le transfert de la matière d'un conduit de traitement vers un autre conduit de

traitement formant le troisième étage, pour être ensuite -

déchargée de l'appareil En variante, plusieurs conduits de

traitement formant le troisième étage peuvent être intercon-

nectés de manière à introduire la matière dans chaque conduit

et à la décharger de chaque conduit de l'appareil.

Les appareils à plusieurs étages de traitement, selon la présente invention, constituent des appareils hautement efficaces de traitement d'une matière polymère, présentant

des avantages spéciaux de fonctionnement et de conception.

Un appareil à plusieurs étages, tel que décrit et représenté, offre des avantages comme la compacité des dimensions, une

faible consommation d'énergie et un potentiel élevé de produc-

tion pour réaliser efficacement des opérations de fusion, de mélange et de décharge donnant, à un débit et une pression essentiellement constants, un produit polymère fondu de haute

22 2519290

qualité uniforme Par exemple, un appareil rotatif à plusieurs étages de traitement, du type décrit à propos des figures 9 et 16, a été dessiné et conçu de manière à traiter diverses matières polymères L'appareil conçu comporte un rotor ayant un diamètre externe de 35,56 cm comportant un agencement de conduits de traitement, comme représenté sur la figure 9,

iriterconectés par des gorges de transfert de matière Les gor-

ges sont formées dans la surface coaxiale de l'enveloppe sta-

tionnaire, sensiblement selon le même agencement que celui

représenté sur la figure 14.

Les conduits de l'étage de fusion de l'appareil ainsi çonçu comprennent, comme représentés sur la figure 9, quatre canaux en forme de coin Chaque canal présente une largeur maximale de 2,54 cm, une largeur minimale de 1, 65 cm et une hauteur de 6,22 cm La surface 220 séparant chaque canal de

traitement par fusion présente une largeur de 2,54 cm L'inter-

valle 272 entre la surface 220 du rotor 212, comportant les quatre canaux en forme de coin, et la surface 238, est de 0,64

cm En outre, un canal 280 de collecte est agencé sur la sur-

face 220 portant les canaux de l'étage de fusion près du canal le plus éloigné du conduit du second étage Le canal 280 de collecte est en forme de coin et présente une largeur maximale de 0,64 cm et une hauteur de 6, 22 cm La surface 220, entre le canal de collecte et le canal adjacent de traitement par fusion, s'étend sur 2,54 cm Le conduit du tronçon interne du second étage comporte un canal rectangulaire ayant une largeur de 2,54 cm et une hauteur de 6,22 cm La surface 220 présente, entre le canal du second étage et le canal adjacent de traitement par fusion, une largeur de 2,54 cm Le conduit du tronçon externe du second étage de l'appareil comprend un canal rectangulaire ayant une largeur de 1,27 cm et une hauteur

de 6,22 cm Le conduit de traitement du troisième étage com-

prend un canal ayant une largeur maximale de 0,64 cm et une

hauteur de 6,22 cm La surface 220 séparant le canal du tron-

çon interne du canal du troisième étage présente une largeur de 3,81 cm alors que la largeur de la surface 220 entre le canal du troisième étage et le canal de l'étage externe est

23 2519290

de 3,81 cm.

Au cours d'une opération typique de fonctionnement d'un appareil rotatif à plusieurs étages du modèle décrit, de la matière polymère peut être introduite, à un débit -5 horaire de 907 kg, dans les quatre conduits du premier étage de l'appareil chauffé Le rotor 212 de l'appareil peut tourner à la vitesse de 150 t/min La température de la matière fondue, collectée en vue de son transfert par la gorge 250 de transfert de matière, peut se situer entre 121 'C et 149 'C, alors que la pression engendrée sur les surfaces 252 constituant des parois extrêmes des conduits du premier étage peut se situer entre 6,9 et 10,35 M Pa La matière collectée après traitement dans le premier étage peut être envoyée à un débit horaire de 907 kg dans le premier conduit du tronçon interne du second étage La température de la matière traitée (mélangée) dans le tronçon interne peut être de 1660 C-171 'C alors que des

pressions de 1,38 à 1,72 M Pa peuvent être engendrées à la sur-

face 256 formant paroi extrême La température de la matière traitée dans e tronçon externe du second étage peut se situer entre 1770 C et 1880 C, cependant qu'une pression de 1,38 à 1,72 M Pa peut être développée à la surface 262 formant paroi extrême La matière traitée dans le troisième étage peut être

déchargée de l'appareil à une température sensiblement unifor-

me comprise entre 204 'C et 232 'C, à un débit horaire sensible-

ment constant de 907 kg et à une pression sensiblement cons-

tante comprise entre 13,8 et 20,7 M Pa.

En plus d'assurer une capacité particulièrement effi-

cace de traitement de la matière polymère à des conditions sensiblement constantes de débit de décharge, de température et de pression, les appareils rotatifs à plusieurs étages de traitement selon la présente invention offrent des avantages

spéciaux en minimisant une fuite de l'appareil vers l'exté-

rieur Normalement, on utilise des joints, du type décrit dans le brevet US-A-4 300 842, pour empêcher une fuite vers l'extérieur De tels joints ( 291, figure 11) sont disposés sur la surface 220 près de chaque extrémité du rotor 212 pour

empêcher la matière de fuir l'appareil en empruntant l'inter-

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valle de jeu entre les surfaces 220 des extrémités du rotor et la surface 238 Des appareils à plusieurs étages préférés

de la présente invention comprennent de tels organes d'étan-

chéité destinés à empêcher une fuite vers l'extérieur En outre, de tels organes d'étanchéité peuvent être disposés sur la surface 220 entre des conduits de traitement pour empêcher que la matière ne fuie vers l'intérieur, d'un conduit vers un autre, en empruntant l'intervalle entre les surfaces 220 et 238 Les appareils préférés de la présente invention comprennent également de tels joints destinés à combattre une fuite interne Donc, dans l'appareil représenté (figure 9) de tels joints peuvent être disposés sur la surface 220 entre

le conduit 230 du tronçon interne et le conduit 232 du troi-

sième étage et sur la surface 220 entre le conduit 232 et le

conduit 234 du tronçon externe.

La conception des appareils rotatifs à plusieurs

étages de traitement, de la présente invention, réduit cepen-

dant de manière inhérente le risque de fuite vers l'extérieur-

et assure un degré particulièrement efficace de maîtrise d'une telle fuite vers l'extérieur Comme déjà décrit, un canal 280 de collecte de la matière de fuite (figure 9) est disposé à

une extrémité de l'étage de fusion afin de diminuer efficace-

ment et d'empêcher une fuite, vers l'extérieur, de la matière provenant de l'extrémité de l'appareil correspondant à l'étage

de fusion Cependant, comme décrit également, dans les appa-

reils de la présente invention, le conduit de pompage sous pression élevée est disposé entre les conduits des tronçons

interne et externe destinés à fonctionner à des pressions rela-

tivement basses Donc, à l'extrémité de l'appareil opposée à l'étage de fusion, le conduit le plus externe ( 234, figure 9) engendre des pressions relativement basses en diminuant ainsi le risque d'une fuite vers l'extérieur et en permettant de lutter contre une telle fuite De plus, la quantité de matière disponible pour fuir vers l'extérieur est minimisée par l'-agencememnt décrit du conduit de traitement à haute pression entre les conduits de traitement formant les tronçons interne et externe et fonctionnant à des pressions relativement

2519290

inférieures La matière qui fuit du conduit de traitement à haute pression vers les conduits des tronçons interne ou externe peut être collectée dans ces conduits de tronçons

interne et externe et recyclée vers le conduit à haute pres-

sion en vue de sa décharge Donc, une fuite de l'appareil rotatif à plusieurs étages de traitement, représenté, vers l'extérieur est efficacement empêchée A l'extrémité de l'appareil correspondant à l'étage de fusion, la fuite de

l'appareil rotatif à plusieurs étages de traitement est effi-

cacement empêchée par le canal de collecte de la matière en fuite, qui collecte continuellement et diminue la quantité de matière disponible pour une fuite vers l'extérieur A l'autre extrémité, l'agencement du conduit du troisième étage par rapport aux conduits des tronçons interne et externe

combat efficacement une fuite à cette extrémité de l'appareil.

Il ressort de la description ci dessus que les appa-

reils rotatifs de traitement comportant le nouvel étage de

fusion de la présente inventioh offrent de nombreux avantages.

distinctifs et inattendus Les intervalles relativement larges de jeu entre la surface du rotor portant les canaux de fusion permet un libre échange de matière d'un conduit à un autre et assure un mélangeage intense de lamatière traitée dans l'étage de fusion En outre, les intervalles

de jeu donnent à l'appareil un supplément de surface de con-

tact pour le traitement de la matière fondue, et ce supplément

de surface de traitement de la matière fondue permet des con-

ditions très efficaces pour la fusion et le mélange des matières traitées On obtient une utilisation efficace des intervalles de jeu relativement grands par l'agencement, la conception, le dessin et le calcul ainsi que la coopération d'un canal de collecte, capable de combattre efficacement unefuite de l'appareil vers l'extérieur Le canal de collecte réalise efficacement cette collecte et enlève rapidement les matières fondues des régions extrêmes de l'étage de fusion et, de préférence, l'appareil recycle la matière fondue et collectée en l'envoyant vers des régions d'admission à basse pression des conduits de fusion Le mélange de la matière

fondue avec de la matière non fondue dans les régions d'admis-

sion contribue encore à améliorer le rendement global de la

fusion réalisée par l'étage de fusion.

Tel qu 'il est conçu, l'étage de traitement par fusion peut aussi, en particulier, être adapté en vue d'une conne- xion avec un autre conduit de traitement et peut être agencé de manière à augmenter le débit d'introduction de la matière traitée dans l'étage de fusion, dans un conduit de second étage en-vue d'un traitement supplémentaire La capacité d'un

débit accru a une importance spéciale dans des appareils rota-

tifs à plusieurs étages de traitement dans lesquels le conduit supplémentaire interconnecté peut traiter et décharger de la matière à un débit supérieur au débit auquel la matière, traitée dans l'étage de fusion, est introduite dans ce conduit L'augmentation du débit est un facteur favorisant une meilleure uniformité de l'écoulement, des températures et des pressions de décharge au cours du fonctionnement de l'appareil, malgré les risques de graves fluctuations et en raison de la différence existante entre la capacité d'absorption de l'appareil et les débits d'alimentation Donc,

l'invention propose à la pratique de nouveaux appareils rota-

tifs de traitement ayant des caractéristiques globales amélio-

rées de traitement en comparaison des appareils rotatifs

connus au moment o l'invention a été réalisée.

Il va desoi que, sans sortir du cadre de l'invention,

de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appa-

reil rotatif de traitement de matières plastiques et polymères,

décrit et représenté.

l

27 2519290

Claims (18)

REVENDICATIONS

1 Appareil rotatif, comprenant un élément rotatif ( 14,12) portant plusieurs canaux ( 21,23,25,27) de traitement s'étendant vers l'intérieur à partir de là surface ( 20) du rotor ( 12), et un élément stationnaire ( 16) présentant une

surface ( 38) d'enceinte coaxiale disposée de manière à coopé-

rer avec lesdits canaux pour constituer plusieurs conduits

( 22,24,26,28) fermés de traitement, chaque conduit de traite-

ment comportant une entrée ( 42) et une sortie ( 50) ainsi qu'un élément, ( 48) présentant une surface ( 52) formant paroi extrême, associée à l'élément stationnaire ( 16) et agencée de manière à pouvoir bloquer la matière, introduite par l'entrée dans le conduit, à la surface ( 52) formant paroi extrême pour assurer le traitement de la matière en cause ou la décharge de cette matière, ou le traitement et la décharge, du conduit par une sortie, appareil caractérisé en

ce qu'un intervalle ( 130) relativement large sépare la sur-

face ( 20) du rotor portant les canaux ( 21,23,25,27) de traite-

ment de la surface ( 38) d'enceinte, cet intervalle ( 130) étant destiné à permettre un échange important de matière d'un conduit à un autre le long de la quasi-totalité de la circonférence de chaque conduit; un canal ( 140) de collecte,

comportant des parois opposées ( 142,144) portées -par la sur-

face ( 20) du rotor et s'étendant de cette surface ( 20) vers l'intérieur est agencé près d'un canal terminal de traitement pour collecter la matière empruntant l'intervalle ( 130) entre

la surface ( 38) d'enceinte et la surface ( 20) du rotor sépa-

rant le canal ( 140) de collecte et le canal adjacent ( 21; 27) de traitement de l'extrémité adjacente; et en ce qu'il comporte une sortie et un élément ( 148) de blocage présentant une surface ( 146) formant paroi extrême, associée à l'élément stationnaire ( 16) et agencée avec le canal ( 140) de collecte de manière à pouvoir bloquer la matière, collectée dans le canal ( 140) de collectepourdécharger cette matière dudit

canal.

2 Appareil rotatif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que des canaux ( 140) de collecte sont agencés près

28 2519290

de chaque conduit extrême ( 21,27) de traitement.

3 Appareil rotatif selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comporte des gorges ( 150), formées dans la surface ( 38) d'enceinte, et agencées et adaptées, avec chaque canal ( 140) de collecte, en vue de recevoir la matière collectée et bloquée à la surface ( 146) formant paroi extrême de ce canal ( 140)>pour transférer la matière de ce canal vers

la région de l'entrée d'un conduit adjacent de traitement.

4 Appareil rotatif selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comporte un dispositif ( 6) pour chauffer les

conduits de traitement.

Appareil rotatif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les sorties des conduits de traitement et les sorties des canaux de collecte sont axialement alignées et en ce qu'une majeure partie de la circonférence des conduits de traitement sépare lesdites sorties des entrées des conduits

de traitement.

6 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intervalle ( 130) relativement large a une largeur

égale ou supérieure à environ 0,64 cm.

7 Appareil rotatif selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comporte un canal ( 140) de collecte de matière, porté par la surface ( 20) du rotor entre des canaux ( 21,27) adjacents de traitement et un élément ( 148) présentant une surface ( 146) formant paroi extrême à rôle de blocage de matière, ainsi qu'une sortie associée à l'élément stationnaire et agencée avec le canal de collecte de matière échangée de manière à pouvoir bloquer cette matière collectée dans le

canal en vue de la décharge de ladite matière de ce canal.

8 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce-que la paroi ( 144) du canal de collecte ( 140) la plus éloignée du canal terminal ( 21,27) de traitement a une hauteur supérieure à la hauteur de la paroi ( 142) de canal de collecte la plus voisine du canal extrême ( 21,27) de traitement et se termine, à des positions de surface extrêmes du rotor, assurant un jeu étroit entre les parties de la surface extrême de rotor

et la surface ( 38) d'enceinte.

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9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que des organes ( 133) d'étanchéité sont disposés dans les zones de jeu étroit entre les parties de surface extrême

de rotor et la surface ( 38) d'enceinte.

10 Appareil rotatif à plusieurs étages de traitement, caractérisé en ce qu'il comprend un élément rotatif ( 212)

portant plusieurs canaux ( 223, 225,227,229,231,233) de traite-

ment et un élément stationnaire ( 216) ayant une surface ( 238) coaxiale d'enceinte disposée de manière à coopérer en service avec lesdits canaux pour constituer des conduits ( 222,224,226,

228,230,232,234) fermés de traitement, lesquels forment plu-

-sieurs étages interconnectés comprenant un premier étage de

traitement et un second étage de traitement, destinés à rece-

voir la matière traitée dans le premier étage, ledit premier

étage étant disposé à une extrémité du rotor ( 212) et compre-

nant plusieurs conduits ( 222,224,226,228) de traitement comprenant une entrée, une gorge ( 250) de transfert de la matière du premier étage et un élément ( 248), présentant une surface formant paroi extrême et assurant un blocage de la matière, élément ( 248) associé à l'élément ( 216) stationnaire et agencé de manière à pouvoir bloquer à la surface ( 252)J formant paroi extrêmela matière introduite par l'entrée dans le conduit et à diriger cette matière vers la gorge ( 250) destinée à transférer la matière vers au moins un conduit ( 230) du second étage de traitement, lequel comporte une entrée et une surface ( 256) constituant une paroi extrême à rôle de blocage de matière, permettant de bloquer la matière, traitée dans le premier étage et introduite dans le conduit du second étage> et de la décharger du conduit du second étage; et en ce que la surface du rotor ( 220) portant les canaux ( 221,223, 225,227) du premier étage est séparée de la surface d'enceinte *( 238) par un intervalle ( 272) relativement large, destiné à permettre un échange important de matière d'un conduit à l'autre autour de la quasi-totalité de la circonférence de chaque conduit; un canal ( 280) de collecte, comportant des parois latérales opposées portées par la surface ( 220) du rotor et s'étendant de cette surface ( 220) vers l'intérieur est agencé

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près du canal extrême ( 221) de traitement, du premier étage,

le plus éloigné du conduit de traitement du second étage et.

est destiné à collecter la matière passant par l'intervalle ( 272) entre la surface d'enceinte ( 238) et la surface de rotor ( 212) séparant les canaux de collecte et d'extrémité de trai- tement; et en ce que l'appareil comporte également une sortie et un élément de blocage présentant une surface formant paroi extrême, associée à l'élément stationnaire et agencée avec le canal de collecte et avec la gorge ( 250) de transfert de manière à pouvoir bloquer la matière, collectée dans le canal de collecte, pour la décharger de ce canal par ladite

gorge ( 250) de transfert de matière.

11 Appareil rotatif à plusieurs étages de traitement selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à chauffer au moins les conduits de

traitement formant le premier étage.

12 Appareil rotatif à plusieurs étages de traitement selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'une majeure partie de la circonférence des conduits de traitement du

premier étage sépare la gorge ( 250) de transfert de l'admis-

sion ( 242) dans les conduits de traitement du premier étage.

13 Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les conduits du premier étage comportent des canaux

en forme de coin.

14 Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le second étage, recevant la matière traitée dans le premier étage, présente une forme géométrique choisie lui donnant la capacité de traiter et de décharger la matière, déjà traitée-dans le premier étage à un débit volumétrique supérieur au débit volumétrique d'introduction de cette

matière dans le second conduit.

Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément ( 254) de blocage du conduit ( 234) du second étage est disposé à 180 environ, sur la circonférence, des éléments de blocage de conduits du premier étage de traitement. 16 Appareil selon la revendication 10, caractérisé

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en ce que le conduit ( 234) de traitement faisant partie du second étage, est interconnecté à un ou plusieurs autres

conduits de traitement faisant partie du second étage.

17 Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le conduit de traitement, faisant partie du second étage, est interconnecté à un ou plusieurs autres conduits de traitement faisant partie du second étage et en ce que l'autre conduit de traitement faisant partie du second étage est interconnecté à un conduit de traitement faisant partie

du troisième étage ou constituant le troisième étage.

18 Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que le conduit ( 232) de traitement formant le troisième étage est placé entre le conduit ( 230) de traitement formant le second étage et recevant la matière traitée dans le premier

étage, d'une part, et le ou les autres conduits ( 234) intercon-

nectés de traitement faisant partie du second étage, d'autre part, 19 Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif ( 295) destiné à commander

la décharge de la matière provenant du conduit ( 232) de traite-

ment du troisième étage.