FR2570443A1 - Pompe pour la distribution de matieres a viscosite elevee et son application dans une installation de fourniture d'un cordon de matiere plastique destine a servir d'intercalaire dans des vitrages multiples - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA DISTRIBUTION DE MATIERES A VISCOSITE ET A DURETE ELEVEES, COMME LES MATIERES PLASTIQUES DU TYPE A BASE DE CAOUTCHOUC BUTYL. ELLE PROPOSE UNE POMPE A ENGRENAGES INTERNES ROTATIFS DANS LAQUELLE LES ALIMENTATIONS EN MATIERE SE FONT SUR LES DEUX FACES DESDITS ENGRENAGES. ELLE PERMET LA FOURNITURE A DEBIT ELEVE DE MATIERES PLASTIQUES A VISCOSITE ET DURETE ELEVEES, NOTAMMENT POUR LA FABRICATION A CADENCE ELEVEE DE VITRAGES MULTIPLES A JOINTS EN MATIERES PLASTIQUES.

Description

POMPE POUR LA DISTRIBUTION DE MATIERES A VISCOSITE ELEVEE ET SON APPLI
CATION DANS UNE INSTALLATION DE FOURNITURE D'UN CORDON DE MATIERE PLAS
TIQUE DESTINE A SERVIR D'INTERCALAIRE DANS DES VITRAGES MULTIPLES
La présente invention se rapporte a la distribution de matieres plastiques en particulier à viscosité et à dureté élevées, du type à base de caoutchouc butyl, notamment en vue de la fourniture d'un cordon de ladite matière plastique destiné à servir d'intercalaire dans des vitrages multiples.

Pour réaliser un tel cordon de matière plastique destiné à servir d'intercalaire dans des vitrages multiples, on part de la matière plastique brute livrée en fûts, on l'extrait régulièrement du fût, et on la pousse dans des tuyaux à l'aide d'une ou plusieurs pompes jusqu'à la buse qui la dépose sur les feuilles de verre. Eventuellement on ajoute dans le circuit une boudineuse ou un appareil du même type.

La matière plastique brute livrée en fût possède une viscosité très élevée, et elle est très dure (dureté Shore de l'ordre de 70 ). Son extraction du fût ainsi que son acheminement jusqu'à la buse de sortie, est très difficile. Cependant, au fur et à mesure de sa progression, grâce au chauffage auquel elle est soumise, elle se ramollit pour posséder à sa sortie une dureté seulement de l'ordre de 30 à 500 Shore.

Pour aider à la progression de cette matière plastique et permettre l'obtention d'un débit suffisant, nécessaire à la fabrication en continu sur chai ne automatique ou le verre défile à grande vitesse (de l'ordre de 10 à 50 m/min.) on a envisagé d'utiliser des pompes alternatives à piston plongeur comme celles que l'on emploie pour des ma tières plus liquides telles que du polysulfure. Mais de telles pompes alternatives à piston ne donnent pas satisfaction car du fait de leur mouvement de va et vient la fourniture de la matière est irrégulière.

On a également envisagé d'employer des pompes rotatives à en
grenages internes constituées d'une couronne à dents triangulaires et
d'un rotor excentré à dents également triangulaires et alimentées par une conduite d'alimentation unique.

tuais de telles pompes employées couramment pour des matières à faible viscosité ne donnent pas non plus satisfaction pour les matières plus épaisses. Le débit qu'elles fournissent, quelle que soit leur taille, est insuffisant et les dents triangulaires sont trop fragiles pour supporter les pressions élevées de l'ordre de 300 ou 350 bars qui sont nécessaires.

La présente invention vise à fournir une pompe capable de débiter des débits élevés de matière, quelle que soit la viscosité et la dureté de ladite matière, même si celle-ci à une dureté de l'ordre de 70 ou 80 degrés Shore, sous pression élevée et cela sans à coups.

Pour cela elle propose une pompe rotative à engrenages internes constituée d'une couronne dentée et d'un rotor excentré denté, dans laquelle les amenées de matières pour le remplissage de ladite pompe se situent sur les deux faces de ladite pompe.

Avantageusement les dents de ladite pompe ont une forme trapézoldale, ce qui permet d'une part une augmentation du débit par augmentation des espaces entre couronne et rotor, d'autre part un fonctionnement à des pressions très élevées du fait de la solidité des dents du rotor et de la couronne, accrue par la forme trapézoîdale.

Pour l'extraction d'une matière épaisse et sa propulsion dans un circuit de distribution, ladite pompe peut être combinée avec un système de piston ayant la forme d'une surface conique, chauffant et muni d'appendices également chauffants, ce piston étant destiné par la pression qu'il exerce sur la matière à viscosité élevée contenue dans un réservoir, et également par la chaleur qu'il diffuse dans un volume limité de ladite matière, à forcer ladite matière à sortir à travers lui, pour gaver la pompe située immédiatement en aval.

L'invention sera maintenant décrite plus en détail en référence aux figures jointes qui représentent :
- figure 1 : une vue de dessus d'une pompe selon l'invention,
- figure 2 : une vue en coupe de la pompe selon l'invention, perpendiculairement au plan de ladite pompe,
- figure 3 : un schéma d'une installation de distribution de matière plastique en vue de la fourniture d'un cordon de matière plastique destiné à servir d'intercalaire dans la fabrication de vitrages multiples.

La figure 1 montre une pompe (P) à engrenages internes selon l'invention. Une telle pompe possède un corps de pompe 1 enfermant une couronne circulaire dentée 2, un rotor 3 également denté, dont les dents sont complémentaires de celles de la couronne 2, monté décentré par rapport à la couronne 2, un noyau 4 de décentrage du rotor, en forme de croissant, intercalé entre le rotor 3 et la couronne 2 et assurant la permanence du décentrage du rotor 3. Ce rotor 3 est percé en son centre d'un logement 5 avec une rainure de clavetage 6 pour recevoir un arbre moteur et une clavette de blocage, non représentés ici, destinés à entraîner le rotor 3 en rotation.

Les dents 7 du rotor 3 et celles 8 de la couronne 2 sont distantes les unes des autres dans la zone 9 qui entoure le noyau de décentrage 4, ménageant ainsi entre elles des espaces 10 importants.

Au fur et a'mesure que l'on s'écarte de cette zone 93 les dents 7 et 8 sont de mieux en mieux imbriquées les unes dans les autres, ce qui conduit à une restriction progressive des espaces 10.

Les espaces 10 sont pratiquement inexistants et les dents 7 et 8 pratiquement parfaitement imbriquées les unes dans les autres dans la zone 11 diamétralement opposée au noyau de décentrage 4.

Avantageusement, comme cela est visible sur la figure 1 les dents 7 et 8 ont une forme trapézoidale.

Dans la coupe de la pompe P montrée figure 2 on retrouve certains des éléments déjà décrits en relation avec la figure 1, en particulier le corps de pompe 1, la couronne circulaire 2 avec ses dents 8, le rotor 3 avec ses dents 7, le logement 5 pour l'arbre d'entraînement de la pompe, cet arbre étant montré sur cette figure et portant la référence 12. Apparaissent également sur cette coupe des alimentations 13 et 14 de la pompe P ainsi qu'un circuit 15 de sortie après traversée de la pompe P par le produit à pomper, notamment la matière à base de caoutchouc butyl.

Les alimentations 13 et 14 sont constituées par deux conduits qui traversent le corps de pompe 1 et arrivent sensiblement perpendiculaires au plan de la couronne 2 et du rotor 3, l'un sur une face, l'autre sur l'autre face, par exemple le conduit d'alimentation 13 sur la face supérieure, le conduit d'alimentation 14 sur la face inférieure, dans la zone 9 où les espaces 10 entre-les dents 7 et 8 sont les plus grands, immédiatement en amont du noyau de décentrage 4, l'amont étant déterminé en fonction du sens de rotation du rotor 3 et de la couronne 2.

Ce sens de rotation est indiqué sur les figures 1 et 2 par une flèche F.

Les sections des conduits d'alimentation 13 et 14 sont suffi sarment importantes pour recouvrir plusieurs espaces 10.

Le circuit de sortie 15 est constitué par une conduite qui traverse le corps de pompe 1 sensiblement perpendiculairement au plan de la couronne 2 et du rotor 3, et qui nait à l'aplomb de la zone 11 où les espaces 10 sont les plus restreints. Comme pour les alimentations 13 et 14, l'embouchure de la conduite de sortie 15 est suffisamment large pour recouvrir plusieurs espaces 10.

De préférence, les différents éléments de cette pompe P sont chauffés, par exemple, par des résistances électriques non représentées sur les figures, incorporées dans les parois du corps de pompe 1 par exemple.

Cette pompe P possède aussi des orifices de purge, non figures permettant d'évacuer les poches d'air et en général de gaz qui pourraient se former au sein de la matière 23. Ces orifices sont fermés en fonctionnement normal.

Les alimentations 13 et 14 proviennent de la division du conduit 20 branché sur la sortie 21 d'un système fournissant la matière plastique destinée à traverser la pompe P.

Un tel système est par exemple décrit dans la demande FR 8 410 946 déposée le 10/7/1984 au nom de la demanderesse. Ce système comporte essentiellement-un réservoir 22 rempli de la matière plastique 23 à distribuer et un piston 24, formant couvercle du réservoir 22, équipé de moyens de chauffage 25, muni d'appendices 26 chauffants qui plongent dans la matiere 23, ayant la forme d'une surface conique, appuyé avec force sur la matière 23. Les appendices 26 sont dirigés parallèlement à la direction selon laquelle le piston 24 s'enfonce dans le réservoir 22. Ce piston 24 est appuyé sur la matière 23 grâce à des vérins 27, 28 qui lui sont reliés par un portique 29.

Avantageusement le fond du réservoir 22, opposé au piston 24, est recouvert d'un revêtement anti-adhérent. Avantageusement également ce piston 24 est équipé d'orifices de purge, fermés en fonctionnement normal.

Grâce à la section du volume de matière 23 enfermé par le piston 24 d'autant plus étroite qu'elle est plus proche de la sortie 21 qui traverse ledit piston 24, grâce au chauffage, grâce aux appendices chauffants 26, grâce à la pression avec laquelle ce piston 24 est applique sur la matière 23, celle-ci initialement très épaisse et très dure (dureté Shore de l'ordre de 70 ) peut être extraite relativement rapidement et de façon continue du réservoir 22 avec une viscosité et une dureté très abaissées. Cependant à sa sortie du piston 24 cette matiere plastique n'a pas la pression suffisante pour être acheminée sur toute la longueur du circuit de distribution, jusqu'à une buse de sortie.La pompe P permet de retravailler cette matière 23, d'abaisser encore sa viscosité et sa dureté et de la délivrer avec un pression suffisante de l'ordre de 300 à 350 bars pour la propulser au travers de toute la longueur, éventuellement importante, du circuit de distribution, jusqu'à la buse de sortie.

L'arbre moteur 12 entraine en rotation dans le sens de la flèche F le rotor 3 et la couronne 2. Les espaces 10 situés face aux deux alimentations 13 et 14 sont gavés sur leurs deux faces par la matitre 23 arrivant par lesdites deux alimentations avec une pression de l'ordre de 150 bars fournie par le système de distribution à piston chauffant 24. Du fait de cette double alimentation, de la faible hauteur des dents 7 et 8, la totalité des espaces 10 est remplie. Le rotor 3 tournant entraîne également en rotation la couronne 2.

Les espaces 10 remplis de matière 23 se déplacent donc aussi dans le sens de la flèche F. Aussitôt après leur remplissage, ils sont partagés en deux par le noyau de décentrage 4 puis retrouvent leur unité en aval du noyau 4. C'est à ce moment que du fait du décentrage, les espaces 10 commencent à se restreindre. Empêchée d'être refoulée dans le sens contraire au sens de rotation par le noyau de décentrage 4 qui se comporte comme une pluralité de clapets anti-retour en série, la matière 23 ne peut que se déplacer dans le sens de la flèche F malgré la diminution de volume des espaces 10 ; elle s'évacue donc perpendiculairement au plan du rotor 3 et de la couronne 2, dans le circuit de sortie 15 des qu'elle en a la possibilité.Le noyau de décentrage 4 par son role de clapet anti-retour, permet l'alimentation de la pompe sous la pression relativement faible disponible à la sortie du système à piston conique chauffant 24.

Au démarrage de la pompe P il est nécessaire de réchauffer la matière qu'elle enferme grâce aux moyens de chauffage prévus à cet effet dans son corps de pompe 1. Après un certain temps de fonctionnement, ce chauffage peut être interrompu car le cisaillement opéré à l'intérieur de la pompe P est à lui seul générateur de suffisamment d'énergie.

Il peut parfois être nécessaire d'opérer des purges de la pompe P pour supprimer les poches de gaz qui empêchent la pression fournie par la pompe P de s'exercer totalement et nuisent à la progres sion de la matière 23 dans le circuit de distribution. Ces purges sont en particulier nécessaires lors du changement de réservoir 22. En effet lorsqu'on monte le piston 24 sur un nouveau réservoir 22, il faut chasser l'air emprisonné à l'intérieur de la forme conique dudit piston.

L'ouverture des orifices de purge de la pompe P et du piston 24 remédie à ce problème.

On peut réduire ou même supprimer les purges grâce à un fond anti-adhérent du réservoir 22. En effet ainsi lorsqu'on retire le piston 24 d'un réservoir 22 vidé, ce piston emporte avec lui le reste de matière 23 qu'il enferme, cette matière n'adhérant pas au fond du réservoir. Le piston renfermant de la matière 23 étant monté sur un nouveau réservoir, aucune poche d'air n'est enfermée ; ce qui évite les purges et permet en outre une extraction immédiate de matière 23 sans attendre l'enfoncement du piston 24 dans la matière du nouveau réservoir.

Grâce au double gavage, la totalité du volume des espaces 10 est remplie, ce qui autorise un débit important.

Grâce à la forme trapézoîdale des dents 7 et 8 les espaces 10 sont également plus volumineux qu'avec les dents triangulaires des pompes de l'art antérieur, ce qui ne fait qu'améliorer encore le débit.

Par ailleurs, grâce à cette même forme trapézoîdale, la solidité des dents est renforcée, ce qui permet d'atteindre des pressions élevées. Grâce à la combinaison de la pompe P et du système de fourniture de matière plastique piston conique 24 chauffant et à appendices 26, le gavage de ladite pompe P se fait correctement et en continu, à partir d'une matière 23 de viscosité et de dureté élevées sans autre préparation préalable de ladite matière.

On peut ainsi fournir en continu, à des débits élevés, la ma tière plastique nécessaire à la fabrication automatique en continu de vitrages multiples de grandes dimensions ayant des espaces d'air importants, donc des cordons intercalaires de grande hauteur, et défilant à des vitesses élevées sur les lignes de fabrication, vitesses pouvant atteindre 50 m/min.

Ainsi, cette pompe P avec sa pluralité d'alimentations, et notamment deux, 13 et 14 comme décrit précédemment, ses dents 7 et 8 de forme trapézoîdale lui donnant plus de résistance et augmentant le volume des espaces 10 entre les dents 7 et 8, permet la distribution de ma tières très épaisses, sous des pressions élevées.

Ces matières, qui dans d'autres circonstances n'arriveraient pas à pénétrer dans les espaces entre les dents et ne pourraient donc pas être distribuées, peuvent grâce à la présente pompe être parfaitement distribuées.

En outre, en particulier pour faciliter les démarrages lorsque la matière est durcie à l'intérieur de la pompe, tout en évitant le grippage du moteur d'entraînement, ladite pompe est entraînée hydrauliquement.

Bien entendu, cette pompe qui permet de distribuer des matières épaisses peut, à fortiori, distribuer des matières moins épaisses, du type polysulfure qui entre également dans la composition des vitrages multiples à joints plastiques.

Claims (9)

1. PVENDICAT IONS

   1. Pompe pour la distribution de matières notamment à viscosite et à dureté élevées, par exemple comme les matières plastiques à base de caoutchouc butyl, du type à engrenages internes rotatifs comprenant une couronne 2 à dents 8 et un rotor 3 à dents 7 maintenu excentré par rapport à la couronne 2, caractérisée en ce qu'elle possède une pluralité d'alimentations en matière plastique, et notamment deux 13 et 14, arrivant simultanément sur les deux faces de l'ensemble rotor 3, couronne 2.
2. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dents 7 du rotor 3 et celles 8 de la couronne 2 sont de forme trapézol- dale.
3. 3. Pompe selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est entrainée hydrauliquement.
4. 4. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est équipée de moyens de chauffage.
5. 5. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est munie d'orifices de purge.
6. 6. Application de la pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite pompe P est associée à un système lui fournissant la matière 23 sous pression, système comprenant un réservoir 22 contenant la matière 23 à distribuer et un piston 24 constituant une paroi du réservoir 22, en particulier le couvercle, applique avec pression contre la matière 23 contenue dans le réservoir 22, ce piston 24 ayant la forme d'une surface conique avec une section du volume de matière 23 qu'elle enferme d'autant plus étroite qu'elle est plus proche d'une sortie 21 traversant ledit piston 24 et ce piston 24 étant également muni d'appendices 26 chauffants qui plongent dans la matière 23.
7. 7. Application selon la revendication 6, caractérisée en ce que le piston 24 est également chauffé.
8. 8. Application selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que les appendices 26 sont dirigés parallèlement à la direction selon laquelle le piston 24 s'enfonce dans le réservoir 22.
9. 9. Application selon les revendications 6, 7 ou 8, caractérisée en ce que le fond du réservoir 22 est recouvert d'un revêtement anti -adhérent.