FR3045173A1 - Procedes et equipement pour la production de caoutchouc pour pneumatiques - Google Patents

Abstract

L'invention concerne des procédés de production et des systèmes destinés à contrôler l'ajout d'eau dans un ou plusieurs mélanges de caoutchouc pour pneumatiques en fonction du contrôle de la température et du débit d'eau pulvérisé pour refroidir le mélange.

Description

PROCEDES ET EQUIPEMENT POUR LA PRODUCTION DE CAOUTCHOUC

POUR PNEUMATIQUES

DOMAINE TECHNIQUE 1/ invention décrite concerne de façon générale la production de mélanges de caoutchouc et des pneumatiques de véhicules fabriqués à partir de ceux-ci. Plus particulièrement, l'invention décrite concerne la limitation de l'ajout d'eau dans le mélange de caoutchouc en fonction du contrôle de la température et du débit de fluide pendant la production.

CONTEXTE

La production d'un caoutchouc pour un pneumatique de véhicule comprend de multiples étapes de mélangeage successives. Un mélange initial de matériaux élastomères avec une charge de noir de carbone et/ou de silice est souvent effectué à l'intérieur d'un mélangeur, où la température du mélange monte, par exemple jusqu'à des valeurs comprises entre 150 °C à 200 °C. Un mélangeur externe automatisé (également appelé « mélangeur à cylindres » ou « outil à cylindres ») dans lequel est ensuite transféré ce mélange travaille en le faisant encore circuler entre deux cylindres de manière à le transformer en une nappe continue. Des produits de vulcanisation (incluant, sans s'y limiter, le soufre) peuvent être ajoutés au mélange plus tard dans le cycle de mélangeage pour obtenir le mélange final à usage commercial.

Lors du procédé de mélangeage, un laminage répété permet la plastification du mélange et provoque une élévation de température en conséquence. Le mélange est par conséquent refroidi pour empêcher une vulcanisation partielle prématurée et/ou la dégradation d'additifs insolubles. Pour effectuer le refroidissement, certains procédés comprennent des ventilateurs de refroidissement ou des systèmes de refroidissement intégrés (par ex., fluide circulant à l'intérieur des cylindres). D'autres procédés emploient ο n i εητ\ΦΠΠ/ΐ no ttmo un équipement de pulvérisation et d'aspiration qui ajoute de l'eau au mélange travaillé.

Cependant, les propriétés du mélange sont très sensibles aux proportions des ingrédients qui le constituent. L'eau ajoutée peut compromettre la qualité du pneumatique fini. La vaporisation offre une solution efficace pour refroidir le mélange et peut être utilisée avec le contrôle de la température pendant le mélangeage de telle sorte que les bonnes propriétés des pneumatiques sont préservées.

RESUME L'invention propose des procédés de contrôle de l'ajout d'eau dans un mélange de caoutchouc produit lors d'un cycle de mélangeage dans lequel le mélange de caoutchouc est transporté sous la forme d'une nappe continue et le long d'au moins une partie de laquelle au moins une installation de pulvérisation pulvérise de l'eau dont les vapeurs sont évacuées de façon contrôlable par au moins une installation d'aspiration.

Un procédé selon l'invention comporte l'obtention de données qui sont prédéterminées par rapport au mélange de caoutchouc, notamment au moins un débit d'eau prédéterminé délivré par l'installation de pulvérisation, un débit d'air prédéterminé aspiré par l'installation d'aspiration et des valeurs cibles de température et d'ajout d'eau pour le mélange de caoutchouc. Le procédé comporte également la détection d'un débit d'eau réel atteint tout au long du cycle de mélangeage. Sur la base de la détection, des valeurs de température et d'ajout d'eau pour le mélange de caoutchouc à la fin du cycle de mélangeage sont prédites. Les valeurs cibles et les valeurs prédites sont comparées, et entre les cycles successifs, le débit d'eau réel est ajusté quand une comparaison indique une non-équivalence.

Certains procédés comportent également la pulvérisation de la nappe continue pendant le transport de celle-ci à proximité d'une station de pulvérisation ο η i c, d άφ η n /1 no uno supérieure et d'une station de pulvérisation inférieure. Pour ces modes de réalisation, chaque installation de pulvérisation comporte une ou plusieurs rampes positionnées au niveau de chacune des stations de pulvérisation supérieure et inférieure. Chaque rampe est en communication avec une source d'alimentation en eau et en air pour l'approvisionnement d'une ou plusieurs buses. L'air contenant l'eau évaporée est évacué par aspiration, et la nappe continue est transportée dans une direction prédéterminée pendant la pulvérisation et l'aspiration.

Pour certains modes de réalisation de l'invention, chaque installation d'aspiration peut comporter une ou plusieurs hottes d'aspiration positionnées en aval de chaque rampe. Chaque hotte d'aspiration est en communication avec une source d'alimentation en air pour l'aspiration au débit d'air prédéterminé.

Certaines de ces hottes d'aspiration peuvent comprendre au moins un élément chauffant qui évite la condensation de l'eau pulvérisée.

Pour certains modes de réalisation de l'invention, le procédé comporte l'addition d'un ou plusieurs produits de vulcanisation pendant la circulation de la nappe continue. Pour de tels procédés, les valeurs cibles de température et d'ajout d'eau pour le mélange de caoutchouc doivent être atteintes avant d'ajouter les produits de vulcanisation.

Un ou plusieurs procédés comportent le transport de la nappe continue jusqu'à une station d'évacuation. Pour de tels modes de réalisation, la station d'évacuation comporte une ou plusieurs rampes de pulvérisation avec une ou plusieurs hottes d'aspiration positionnées en aval. L'invention propose également des systèmes destinés à mettre en œuvre un ou plusieurs des procédés décrits. Pour certains modes de réalisation de l'invention, certains systèmes peuvent comporter un système de détection configuré pour détecter tout au long du cycle de mélangeage: un débit d'eau réel, un o ni ε,ΌΆΓπηη/ι no uno débit d'air aspiré réel et la présence à la bonne pression de l'air d'atomisation des gouttelettes pour générer un ou plusieurs signaux correspondants.

Certains systèmes peuvent aussi comporter un système de surveillance configuré pour effectuer au moins une opération parmi la prédiction, la comparaison et l'ajustement sur la base des signaux reçus en provenance du système de détection.

Pour certains modes de réalisation, certains systèmes peuvent également comporter une station d'addition de charges de vulcanisation au niveau de laquelle un ou plusieurs produits de vulcanisation sont ajoutés au mélange de caoutchouc une fois que le mélange de caoutchouc présente les valeurs cibles de température et d'ajout d'eau. L'invention propose également un pneumatique formé selon le procédé. D'autres aspects de l'invention décrite apparaîtront clairement à la lecture de la description détaillée suivante.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

La nature et les divers avantages de l'invention décrite deviendront plus clairs à la lecture de la description détaillée suivante, considérée conjointement avec les dessins annexés, dans la totalité desquels des signes de référence similaires renvoient à des parties comparables, et dans lesquels :

La figure 1 montre un schéma d'un exemple destiné à la production de caoutchouc selon un procédé de production de caoutchouc tel que décrit.

Les figures 2 à 4 montrent des vues partielles du système de la figure 1.

La figure 5 montre une vue en coupe schématique de la section 1-1 de la figure 1.

La figure 6 montre un exemple de l'installation d'aspiration utilisé dans le système de la figure 1.

Les figures 7 et 8 montrent des étapes d'un cycle de mélangeage effectué par le système de la figure 1. om c;r)7\mnn λ no tro

DESCRIPTION DETAILLEE

Il va maintenant être fait référence en détail à des modes de réalisation de l'invention, dont un ou plusieurs exemples sont illustrés sur les dessins. Chaque exemple est fourni à titre d'explication et non de limitation de l'invention décrite. Les combinaisons sélectionnées d'aspects de la technologie décrite correspondent à une pluralité de modes de réalisation différents de la présente invention. L'homme du métier comprendra que diverses modifications et variantes peuvent être appliquées dans la présente invention sans s'écarter de la portée ni de l'esprit de l'invention. Par exemple, des caractéristiques ou des étapes illustrées ou décrites dans le cadre d'un mode de réalisation peuvent être utilisées avec un ou plusieurs autres modes de réalisation pour définir au moins un mode de réalisation supplémentaire. De plus, certaines caractéristiques peuvent être échangées avec des dispositifs ou caractéristiques similaires non-mentionnés expressément qui assurent la même fonction ou une fonction similaire. Ainsi, il est prévu que la présente invention couvre ces modifications et variantes dans la mesure où elles se situent dans la portée des revendications annexées et de leurs équivalents.

Considérons maintenant en détail les figures, dans lesquelles des numéros similaires identifient des éléments comparables, où la figure 1 montre un système 100 destiné à la fabrication d'un ou plusieurs produits de caoutchouc à incorporer dans un ou plusieurs pneumatiques de véhicules. Tel qu'utilisé ici, le terme « pneumatiques » englobe, sans y être limité, les pneumatiques utilisés pour les véhicules légers, les véhicules de tourisme, les véhicules utilitaires (notamment les poids lourds) , les véhicules de loisirs (englobant, sans s'y limiter, les bicyclettes, les motos, les véhicules tout-terrain, etc.), les véhicules agricoles, les véhicules industriels, les véhicules miniers et les machines d'ingénierie. Il est également entendu que les produits fabriqués par l'invention décrite englobent les bandes de roulement entières et partielles telles que celles utilisées dans les procédés de rechapage connus.

Le système 100 comporte au moins une station de pulvérisation supérieure 102 (représentée et décrite dans de plus amples détails relativement à la figure 2) et une station de pulvérisation inférieure 104 (représentée et décrite dans de plus amples détails relativement à la figure 3) qui intègre au moins une installation de pulvérisation et au moins une installation d'aspiration, pour contrôler une température et un ajout d'eau dans un mélange de caoutchouc produit par celles-ci. L'installation de pulvérisation pulvérise de l'eau qui est évacuée après évaporation de façon contrôlable par l'installation d'aspiration.

Le système 100 peut également comporter une station d'évacuation facultative 106 (représentée et décrite dans de plus amples détails relativement à la figure 4) qui intègre également les installations de pulvérisation et d'extraction, pour effectuer un traitement supplémentaire facultatif du mélange de caoutchouc en fonction des besoins.

Il est entendu que le système 100 peut fonctionner indépendamment ou qu'il peut s'agir d'un ou plusieurs de ces systèmes qui constituent une usine de production.

Dans un procédé de production de caoutchouc, un matériau élastomère (par ex., caoutchouc naturel, élastomère synthétique et leurs combinaisons et équivalents) est mélangé avec un ou plusieurs ingrédients dans un mélangeur interne (non représenté) pour obtenir ainsi un mélange de caoutchouc 108. Les ingrédients peuvent comporter du noir de carbone et/ou de la silice dans des quantités variables dépendant des propriétés et des performances souhaitées pour le pneumatique du véhicule. Le mélange de caoutchouc 108 est transféré à un mélangeur externe ayant une paire de ο η i c: n7\m η n / no et> cylindres 110 avec un écart ajustable 110a entre ceux-ci. Chaque cylindre 110 tourne autour de son axe de rotation, et ils sont disposés de telle sorte que leurs axes de rotation sont parallèles l'un à l'autre et qu'ils tournent en sens contraire. Les cylindres 110 peuvent présenter des diamètres et des longueurs identiques pour assurer des performances uniformes et reproductibles lors de cycles de mélange successifs. Un cylindre 110 ou les deux peuvent avoir un moyen de refroidissement par fluide ou autre comme on le sait dans le métier. Le système 100 fait passer le mélange de caoutchouc 108 entre les cylindres 110 pour former une nappe continue 112 ayant une épaisseur et une largeur sélectionnées.

Le système 100 fait circuler la nappe continue 112 sur un chemin de déplacement prédéterminé comportant un ou plusieurs moyens de transport continus (par ex., une ou plusieurs bandes transporteuses ou des moyens de transport équivalents). Dans le mode de réalisation de la figure 1, le chemin de déplacement prédéterminé est formé au moins en partie par une bande continue 114 disposée au niveau de la station de pulvérisation supérieure 102 et une autre bande continue 116 positionnée au niveau de la station de pulvérisation inférieure 104. Les bandes 114, 116 sont entraînées au moins par un rouleau supérieur 118 et un rouleau antérieur 120 de plus grand diamètre relatif. Un ou plusieurs rouleaux auxiliaires 122 peuvent compléter le transport des bandes 114, 118 comme on le sait dans le métier.

Bien que les bandes 114, 116 soient représentées comme des moyens de transport distincts, une seule bande continue peut les remplacer. Il est entendu que le chemin de déplacement continu n'est pas limité à des bandes continues et que d'autres moyens de transport peuvent les remplacer sans s'écarter de la portée de l'invention décrite. Le chemin de déplacement continu peut rester « sans fin » (c.-à-d. ininterrompu) lors d'au moins un cycle de mélangeage en cours et peut ο n i ε.Γ>7\ΓηΛΛ/ΐ no ε?γ> circuler sans fin sur un ou plusieurs cycles de mélangeage successifs. Selon les propriétés du mélange de caoutchouc sélectionné, la vitesse des bandes continues 114, 116 peut être ajustée lors d'un cycle de mélangeage ou entre cycles de mélangeage successifs en fonction des besoins.

Considérons en détail les figures 2 et 3, où le système 100 comporte une installation de pulvérisation qui pulvérise de l'eau le long d'au moins une partie de la nappe continue 112 lorsque la nappe parcourt le chemin prédéterminé. L'installation de pulvérisation comporte une ou plusieurs rampes de pulvérisation supérieures 124 positionnée au niveau de la station de pulvérisation supérieure 102 et une ou plusieurs rampes de pulvérisation inférieures 126 positionnée au niveau de la station de pulvérisation inférieure 104. Tels qu'utilisés ici, les termes « rampes de pulvérisation » et « rampes » sont utilisés de façon interchangeable.

Chaque rampe 124, 126 est en communication avec une source d'alimentation en eau et en air (non représentée) pour l'approvisionnement en eau et en air à une ou plusieurs buses respectives 124a, 126a qui peuvent être identiques ou peuvent comporter une diversité de tailles et de types de buses. Dans certains modes de réalisation, chaque rampe est équipée d'une barre de pulvérisation 128 pouvant comporter huit (8) buses qui sont disposées linéairement et espacées régulièrement le long d'un axe commun traversant tout ou partie de la nappe continue 112 (par ex., le long d'au moins une partie de la largeur de la nappe) (voir la figure 5). Dans certains modes de réalisation, chaque buse de la rampe délivre de l'eau à la même pression et au même débit. Dans de tels modes de réalisation, en cas de dysfonctionnement d'une buse, la circulation de fluides (ex., eau et air) est arrêtée et empêche l'introduction d'eau en excès dans le mélange de caoutchouc. Après l'arrêt de la circulation de fluide, les propriétés du mélange de caoutchouc peuvent être vérifiées manuellement ou o ni c.D7\rnnn/i no m automatiquement avant de reprendre la production. Par exemple, une température réelle et/ou un ajout d'eau réel dans le mélange de caoutchouc peuvent être détectées au moment où la circulation s'arrête, lequel moment est déterminé dans le cycle de mélangeage. À ce moment, si les valeurs détectées de température et/ou d'ajout d'eau n'ont pas atteint des valeurs cibles respectives pour ce temps écoulé, il est peu probable que le mélange de caoutchouc atteigne des valeurs prédites de température et/ou d'ajout d'eau à la fin du cycle de mélangeage. Ainsi, entre les cycles de mélangeage successifs, le débit des fluides peut être aj usté.

Il est entendu que les rampes 124, 126 ne sont pas limitées aux configurations de barres et de buses représentées et peuvent être personnalisées pour s'adapter au fonctionnement du système 100. Chaque rampe 124, 126 devrait être configurée pour délivrer un débit prédéterminé de l'eau pulvérisée tel que déterminé pour le cycle de mélangeage sélectionné. Il est entendu que le débit d'eau peut être modifié entre cycles de mélangeage successifs, et que lors de certains cycles de mélangeage, une rampe peut délivrer un débit d'eau différent de celui délivré par une autre rampe dans le même système. Dans certains modes de réalisation, le débit d'eau peut être d'environ 70 litres/heure à environ 400 litres/heure.

Dans certains modes de réalisation du système 100, les buses 124a, 126a sont positionnées à une hauteur prédéterminée Ηχ entre la sortie de buse et la nappe continue 112 et crée un angle Θentre l'eau pulvérisée et le tapis. Par exemple, comme le montrent par exemple les figures 2 et 3, les buses 124a au niveau de la station de pulvérisation supérieure 102 sont positionnées à une hauteur Ηχ de ou d'environ 250 mm, tandis que les buses 126a au niveau de la station de pulvérisation inférieure 104 sont positionnées à une hauteur Ηχ de ou d'environ 260mm. Dans cet exemple, la hauteur Ηχ est sélectionnée de telle sorte que l'angle ο η i c,D7\rnnn/i no itmo de pulvérisation Θ reste essentiellement normal par rapport à la nappe continue 112 lors de cycles de mélange en cours et successifs. Il est entendu que de tels paramètres de hauteur sont ajustables et peuvent être sélectionnés pour obtenir différents angles de pulvérisation Θ sans s'écarter de la portée de l'invention décrite. La hauteur peut également être considérée relativement à l'espacement entre buses pour empêcher un chevauchement des zones de pulvérisation de buses adjacentes.

Considérons encore les figures 2 et 3, où le système 100 comporte une installation d'aspiration servant à aspirer les particules d'eau générées par les rampes 124, 126. L'installation d'aspiration comporte au moins une hotte d'aspiration 134, 136 positionnée en aval de chaque rampe respective 124, 126 et en communication avec une source d'aspiration (non-représentée). Dans certains modes de réalisation, une conduite en Y 135 applique une aspiration aux hottes 134, 136, le débit d'aspiration étant ajustable automatiquement ou manuellement (par ex., par un régulateur manuel 137 comme représenté) (voir la figure 6). Ce débit représente un volume d'air aspiré sur un temps écoulé.

Comme le montrent en particulier les figures 2 et 3, l'aspiration crée une circulation d'air dans la direction opposée à la direction de circulation de la nappe continue 112. Ainsi, la bande supérieure transporte la nappe continue 112 dans la direction du rouleau 118 et la bande inférieure transporte la nappe dans la direction du rouleau 120, tandis que les hottes 134, 136 aspirent dans des directions respectives opposées.

Chaque hotte d'aspiration 134, 136 a une entrée respective 134a, 136a par laquelle une partie de l'eau évaporée est cumulée avec celle évaporée dans la conduite allongée respective 134b, 136b pour être finalement évacuées. Dans certains modes de réalisation du système 100, chaque entrée 134a, 136a peut être ο η i c,D7\fpnn/i no m positionnée à une distance prédéterminée Di telle que mesurée entre l'entrée et une rampe respective à proximité 124, 126 (et en particulier une position de buses 124a, 126a de celle-ci). Considérons en détail les figures 3 et 6, où chaque entrée 134a, 136a peut également avoir une bavette 134c, 136c positionnée à une hauteur prédéterminée H2 entre la bavette et la nappe continue 112 qui assure la répartition de l'évacuation de la vapeur d'eau passant par les entrées 134a ou 136a et les conduites allongées 134B ou 136b Chaque conduite 134b, 136b peut avoir une hauteur prédéterminée H3 et une longueur prédéterminée Li qui fournit une conduite dégagée à la fois pour l'aspiration d'air et l'évacuation de particules d'eau. Dans certains modes de réalisation, au niveau de la station de pulvérisation supérieure 102, l'entrée 134a peut être positionnée à une distance Di d'environ 510 mm et une hauteur H2 d'environ 120mm. La conduite 134b peut avoir une hauteur H3 d'environ 240 mm et une longueur Li d'environ 5500mm. Au niveau de la station de pulvérisation inférieure 104, l'entrée 136a peut être positionnée à une distance Di d'environ 540mm et une hauteur H2 de ou d'environ 130mm. La conduite 136b peut avoir une hauteur H3 d'environ 270mm et une longueur Li d'environ 2800mm. Il est entendu que ces valeurs de hauteur, longueur et distance sont données à titre d'exemple et peuvent être ajustées en fonction des propriétés uniques du mélange de caoutchouc 108.

Considérons en détail la figure 6, où au moins une hotte d'aspiration 134, 136 peut également comporter une bavette respective 134c, 136c ayant un élément chauffant (non représenté) intégré à celle-ci. Chaque bavette 134c, 136c peut être fabriquée à partir d'un matériau souple (par ex., silicone) ayant un fil électrique chauffant ou un élément chauffant similaire incorporé dans celui-ci. Le chauffage sélectif des bavettes 134c, 136c pendant le transport de la nappe 112 est un moyen visant à empêcher la condensation.

Les bavettes 134c, 136c ne touchent pas la nappe 112, o ni c,D7\fpnn / no m elles sont suffisamment chauffées pour empêcher la vapeur d'eau de se condenser et ainsi que les gouttelettes de condensation tombent dans le mélange de caoutchouc 108. Dans certains modes de réalisation, les bavettes 134c, 136c sont chauffés à environ 70°C. L'addition d'eau par les rampes 124, 126 charge l'air ambiant avec de l'humidité. L'air contenant l'eau évaporée est aspiré pour empêcher l'introduction d'eau dans le mélange de caoutchouc 108. Chaque combinaison de rampe et de hotte d'aspiration sert de point de contrôle de pulvérisation qui optimise le refroidissement des mélanges de caoutchouc sur toute la ligne de production.

Considérons en détail la figure 4, où certains modes de réalisation du système 100 peuvent comporter une station d'évacuation facultative 106 pour le déchargement de la nappe continue 112. Dans de tels modes de réalisation, la station d'évacuation 106 comporte un tapis d'évacuation 140 qui va recevoir la nappe en provenance du tapis inférieur 116. Au moins une rampe 142 ayant des buses 142a est positionnée pour pulvériser la nappe continue 112 pendant la circulation de celle-ci sur la bande de déchargement. La rampe 142 comporte une configuration proportionnée à celle décrite ci-dessus relativement aux rampes 124, 126. Au moins une hotte d'aspiration 144 se situe en aval de la rampe 142 et comporte une configuration proportionnée à celle décrite ci-dessus relativement aux hottes d'aspiration 134, 136.

Dans certains modes de réalisation de la station d'évacuation, les buses 142a peuvent être positionnées à une hauteur prédéterminée HI4 et à un angle de pulvérisation prédéterminé 0'qui assure l'aspersion de l'eau pulvérisée entre la sortie de buse et la nappe continue 112. Par exemple, comme le montre la figure 4, les buses 142a sont positionnées à une hauteur Hi d'environ 200mm à environ 290mm. Dans cet exemple l'angle de délivrance Θ' de pulvérisation reste essentiellement normal par rapport à la nappe continue ο n 1 Ε,ΌΆτηη/ι no m 112 pendant l'évacuation.

Dans certains modes de réalisation de la station d'évacuation 106, une entrée 144a de la hotte d'aspiration 144 peut être positionnée à une hauteur H5 d'environ 335mm. Dans certains modes de réalisation de la station d'évacuation, une conduite 144b de la hotte d'aspiration 144 peut avoir une hauteur H6 d'environ 500 mm et une longueur L2 d'environ 16225mm. Il est entendu que ces valeurs sont données à titre d'exemple et peuvent être ajustées en fonction des propriétés uniques du mélange de caoutchouc 108.

Le système 100 peut également comporter un système de détection qui comporte au moins un capteur de débit. Le système de détection sert à effectuer la détection et à générer un ou plusieurs signaux indicateurs du débit d'eau réel. Le système de détection comporte les capteurs pour détecter un débit réel délivré par chaque rampe 124, 126 (et également dans certains modes de réalisation qui comportent la station d'évacuation 106) .

Le système de détection du système 100 peut aussi comporter un capteur de débit d'air aspiré 150 au niveau de chaque hotte servant à vérifier le débit d'air aspiré (voir la figure 5). Une telle vérification peut comporter la détermination qu'un débit d'air détecté respecte les paramètres de débit d'air prédéterminés pour le mélange de caoutchouc indiqué. Chaque capteur de débit d'air aspiré 150 peut générer un ou plusieurs signaux qui sont révélateurs du débit d'air réel détecté. Chaque hotte d'aspiration 134, 136 (et également la hotte d'aspiration 144 dans les modes de réalisation qui comportent la station d'évacuation 106) peut ainsi être configurée pour aspirer un débit d'air prédéterminé. Dans certains modes de réalisation, ce débit peut être d'environ 5000m3/h à environ 30.000m3/h.

Le système de détection comporte aussi au moins un capteur qui sert à effectuer la détection d'une présence à la bonne pression de l'air d'atomisation des om c.r»7\mηn/1 nom gouttelettes. Le système-ci génère un ou plusieurs signaux indicateurs de la bonne pression (valeur indiquée dans la documentation du fabricant des buses).

La détection peut être continue ou intermittente de telle sorte qu'un débit d'eau réel en temps réel peut être déterminé à n'importe quel moment lors du cycle de mélangeage en cours (c.-à-d. le cycle de mélangeage effectué au moment de la détection).

Le système 100 peut également comporter un système de surveillance qui est configuré pour recevoir les signaux détectés (par ex., les signaux de débit d'eau et/ou les signaux de débit d'air aspiré et/ou la présence à une pression déterminé) et pour envoyer un ou plusieurs signaux de commande proportionnés. La surveillance peut être continue ou intermittente de telle sorte que les signaux de commande effectuent un ajustement en temps réel du débit d'eau et/ou du débit d'air aspiré en réponse aux débits réels détectés à n'importe quel moment lors du cycle de mélangeage en cours. Le système de surveillance peut être programmé pour arrêter la pulvérisation lors de la détection d'un défaut dans le système 100. Il est donc simple de vérifier le bon fonctionnement de chaque mélangeur et de chaque buse sans subir un retard moyen important entre les cycles de mélangeage.

Le système de surveillance peut comporter au moins un contrôleur programmable communiquant avec l'installation de pulvérisation et/ou l'installation d'aspiration. Le contrôleur programmable peut avoir, programmées en son sein, des données établies pour une pluralité de mélanges de caoutchouc ayant chacun un profil de cycle de mélangeage unique. Les données peuvent comporter des débits d'eau et des débits d'air établis de telle sorte que le débit d'eau réel détecté et le débit d'air réel détecté peuvent y être respectivement comparés. Comme données supplémentaires, on peut citer au moins un débit d'eau prédéterminé que doit délivrer chaque rampe lors d'un cycle de mélangeage, une température cible du mélange de ni ^ϋΔτηη/ΐηοΓο caoutchouc et un ajout d'eau cible dans le mélange de caoutchouc après un temps écoulé. A l'aide de ces données, le système de surveillance peut être configuré pour recevoir les signaux détectés et exécuter un ajustement correspondant. Tout ou partie du système de surveillance peut être abrité dans un centre de contrôle central tel que le centre de contrôle 200 représenté sur la figure 1. Tout ou partie du système de surveillance peut être contrôlé à distance par le biais d'un réseau.

Dans certains modes de réalisation, la température cible du mélange de caoutchouc en fin de cycle du mélangeur externe lors du cycle de mélangeage en cours est d'environ 70 °C, température à laquelle la reproductibilité du procédé est assurée. Dans certains modes de réalisation, l'ajout d'eau dans le mélange de caoutchouc après un temps écoulé lors du cycle de mélangeage en cours ne dépasse pas environ 0,20% en masse de la composition de caoutchouc, niveau auquel l'équipement existant peut refroidir le caoutchouc lors de son travail.

Le système 100 peut être utilisé de différentes manières pour effectuer le mélange de caoutchouc, comme dans l'exemple décrit relativement aux figures 7 et 8. Dans certains modes de réalisation, un ou plusieurs produits de vulcanisation (par ex., souffre) peuvent être ajoutés pendant la circulation de la nappe continue 112. Dans un mode de réalisation, la température cible et l'ajout d'eau cible sont atteintes avant d'ajouter les produits de vulcanisation. Les temps de cycle peuvent ainsi être écourtés tout en conservant les propriétés bénéfiques du mélange de caoutchouc sélectionné, permettant une productivité optimale.

Considérons la figure 7, où lors d'un cycle de mélangeage en cours, le mélange de caoutchouc 108 est obtenu à partir d'un mélange de matériau élastomère et d'autres ingrédients (par ex., noir de carbone, silice, etc.) et mis en circulation par la bande supérieure 114 ο η i c: n7\m η n / no et> dans une direction de traitement au niveau de la station de pulvérisation supérieure 102 (indiquée par les flèches A de la figure 7). La bande supérieure 114 transporte le mélange de caoutchouc 108 entre les cylindres 110 pour former la nappe continue 112. La bande inférieure 116 fait circuler la nappe dans une direction de traitement au niveau de la station de pulvérisation inférieure 104 (indiquée par les flèches B de la figure 7). En fonction des propriétés uniques des mélanges de caoutchouc 108, chaque rampe 124, 126 pulvérise de l'eau à un débit prédéterminé et chaque hotte d'aspiration respective 134, 136 aspire l'air contenant l'eau évaporé à un débit d'air prédéterminé.

Considérons en détail la figure 8, où le cycle de mélangeage se termine. Le sens de circulation de la nappe 112, est alors inversé. La bande supérieure 114 transporte la nappe 112 dans la direction de la station de pulvérisation inférieure 104 (indiquée par la flèche A' de la figure 8). La bande inférieure 116 transporte la nappe vers le tapis d'évacuation 140 (indiquée par la flèche B' de la figure 8). Dans les modes de réalisation qui emploient la station d'évacuation 106, la rampe 142 pulvérise de l'eau à un débit d'eau prédéterminé et la hotte d'aspiration 144 évacue l'air contenant l'eau évaporée à un débit d'air aspiré prédéterminé. Les débits d'eau et d'air aspiré prédéterminés peuvent varier et être différents à chaque station de pulvérisation, ces débits sont sélectionnés pour conférer au mélange de caoutchouc une température cible et un ajout d'eau cible à la fin du cycle de mélangeage en cours.

Il est entendu que d'autres cycles peuvent comprendre plus ou moins de paramètres d'ajustement qui assurent le contrôle de l'ajout d'eau dans le mélange de caoutchouc final. Lors d'un cycle de mélangeage, la température et/ou l'ajout d'eau peuvent être détectées et comparées à des valeurs respectives de température et un ajout d'eau cibles. Par exemple, si, à un temps écoulé, la température du mélange est supérieure à une om c.r>7\Tinn/i ττη température cible prédite, le débit d'eau (par ex., tel que délivré par la rampe 124 ou la rampe 126) peut être ajusté à un débit supérieur à celui qui serait délivré à une température inférieure. L'ajustement du débit d'eau peut être exécuté seul ou en combinaison avec un ajustement du débit d'air aspiré (par ex., tel que aspiré par la hotte d'aspiration 134 ou la hotte d'aspiration 136).

Lorsque des ajustements fructueux sont effectués dans le temps, ces ajustements peuvent être répétés lors de cycles de mélangeage successifs pour s'assurer que l'ajout d'eau de n'importe quel mélange de caoutchouc est limité à la valeur cible de celle-ci. Le système de détection peut détecter, à chaque point de contrôle, le débit d'eau réel et le débit d'air aspiré réel à un temps écoulé dans le cycle de mélangeage en cours. Le système de détection peut aussi détecter, à chaque point de contrôle, la présence à la bonne pression de l'air d'atomisation des gouttelettes (valeur indiquée dans la documentation du fabricant des buses). De cette manière, le système de détection peut vérifier que les débits atteints au moment de la détection sont satisfaisants pour respecter la température cible et l'ajout d'eau cible.

Le système de surveillance peut recevoir les signaux de détection proportionnés en provenance du système de détection et, en fonction du débit d'eau réel détecté et/ou du débit d'air aspiré réel détecté, prédire une température réelle du mélange de caoutchouc et un ajout d'eau réel à la fin du cycle de mélangeage en cours. La prédiction peut comporter la prédiction que la température cible et l'ajout d'eau cible seront atteintes ou non. Le système de surveillance est configuré pour comparer les valeurs cibles de température et d'ajout d'eau à des valeurs prédites respectives. Entre les cycles de mélangeage successifs, le système de surveillance peut générer des signaux de commande pour ajuster le débit d'eau réel et/ou le débit d'air réel aspiré quand une comparaison indique oni Ε,οΆΦηη/ι not^d une non-équivalence. L'invention comprend l'utilisation d'un équipement existant pour contrôler l'ajout d'eau dans les mélanges de caoutchouc produits par celui-ci. L'ajout d'eau influence l'aptitude au mélangeage du caoutchouc dans le cycle de mélangeage en cours et les cycles de mélangeage suivants. Ainsi, bien qu'un ajout d'eau seuil soit prévue, le maintien de l'ajout d'eau au seuil établi ou au-dessous de celui-ci préserve l'intégrité des performances du pneumatique dans ses modes de réalisation commerciaux. En outre, un tel contrôle permet des cycles de mélangeage prévisibles et reproductibles ayant des temps de cycle réduits. Des niveaux de productivité améliorés peuvent par conséquent être planifiés et maintenus tout en conservant aussi les caractéristiques bénéfiques du caoutchouc.

Au moins certaines des diverses techniques décrites peuvent être mises en œuvre en relation avec un matériel ou un logiciel ou, si cela se justifie, avec une combinaison des deux. Par exemple, une fonctionnalité de traitement de données électrique peut être utilisée pour mettre en œuvre n'importe quel aspect de calcul et d'ajustement de puissance, notamment une mise en œuvre en relation avec un dispositif informatique (notamment un appareil de mise en réseau mobile) qui comporte un matériel, un logiciel ou, si cela se justifie, une combinaison des deux. La fonctionnalité de traitement peut correspondre à n'importe quel type de dispositif informatique qui comporte un ou plusieurs dispositifs de traitement. Le dispositif informatique peut comporter n'importe quel type d'ordinateur, système d'ordinateur ou autre dispositif électronique programmable, notamment un ordinateur client, un ordinateur serveur, un ordinateur portatif (notamment un ordinateur portable et une tablette), un ordinateur de poche, un téléphone mobile (notamment un téléphone intelligent) , un dispositif de jeu, un contrôleur intégré, un dispositif de ο n-i p n7\m η n /1 no itmo communication en champ proche, un dispositif avec des applications mises en œuvre au moins partiellement en utilisant un service en nuage, ou toute combinaison et/ou tout équivalent de ceux-ci (notamment des dispositifs sans contact). En outre, le dispositif informatique peut être mis en œuvre en utilisant un ou plusieurs ordinateurs en réseau, par ex. dans une grappe ou un autre système informatique distribué. Le réseau peut être un LAN, un WAN, un SAN, un réseau sans fil, un réseau cellulaire, des liaisons radio, des liaisons optiques et/ou l'Internet, bien que le réseau ne soit pas limité à ces sélections de réseaux. Un serveur peut en outre être configuré pour faciliter la communication entre au moins un module tel que décrit et un ou plusieurs des dispositifs informatiques.

Les dimensions et valeurs décrites ne doivent pas être comprises comme étant strictement limitées aux valeurs numériques exactes indiquées. Sauf indication contraire, chacune de ces dimensions est au contraire destinée à désigner à la fois la valeur indiquée et une gamme fonctionnellement équivalente entourant cette valeur. Par exemple, une dimension présentée comme « 40 mm » est destinée à signifier « environ 40 mm ».

De plus, les dimensions et valeurs décrites ne sont pas limitées à une unité de mesure spécifiée. Par exemple, les dimensions exprimées en unités anglo-saxonnes sont comprises comme englobant les dimensions équivalentes en unités métriques et autres (par ex., une dimension présentée comme « 1 pouce » est destinée à désigner une dimension équivalente de « 2,5 cm »).

Tel qu'utilisé ici, le terme « méthode » ou « procédé » fait référence à une ou plusieurs étapes qui peuvent être effectuées dans un autre ordre que celui indiqué sans s'écarter de la portée de l'invention décrite. Tel qu'utilisé ici, le terme « méthode » ou « procédé » peut englober une ou plusieurs étapes effectuées au moins par un appareil électronique ou basé sur un ordinateur. Toute séquence d'étapes est donnée à titre d'exemple et n'est pas ο η ι εητ\ΦΠΠ/ΐ no en destinée à limiter les procédés décrits à une quelconque séquence particulière, pas plus qu'elle n'est destinée à exclure l'ajout d'étapes, l'omission d'étapes, la répétition d'étapes, ou la réalisation simultanée d'étapes. Tel qu'utilisé ici, le terme « méthode » ou « procédé » peut englober une ou plusieurs étapes effectuées au moins par un appareil électronique ou basé sur un ordinateur ayant un processeur servant à exécuter des instructions qui réalisent les étapes.

Les termes « un », « une » et les formes au singulier de mots doivent être considérés comme englobant les formes au pluriel des mêmes mots, de telle sorte que les termes signifient qu'une ou plusieurs entités de quelque chose sont prévues. Les termes « au moins un(e) » et « un(e) ou plusieurs » sont utilisés de façon interchangeable. Les gammes qui sont présentées comme se situant « entre a et b » englobent les valeurs de « a » et « b ».

Chaque document cité, notamment tout brevet ou demande faisant l'objet d'un renvoi ou apparenté, est intégralement incorporé par renvoi, sauf exclusion ou limitation contraire expresse. La citation d'un document quel qu'il soit ne préjuge pas qu'il s'agisse de la technique inférieure par rapport à une quelconque invention décrite ou revendiquée ou que, seul ou combiné qu'une quelconque manière à une autre référence ou d'autres références quelles qu'elles soient, il enseigne, suggère ou décrive cette invention. En outre, dans la mesure où une quelconque signification ou définition d'un terme dans ce document entre en conflit avec une quelconque signification ou définition du même terme dans un document incorporé par renvoi, c'est la signification ou définition affectée à ce terme dans ce document qui prévaudra.

Bien que des modes de réalisation particuliers de l'appareil révélé aient été illustrés et décrits, on comprendra que divers changements, additions et modifications peuvent être pratiqués sans s'écarter de ο η 1 ^ολφπγί/Ι no uno l'esprit ni de la portée du présent exposé. Par conséquent, aucune limitation ne devrait être imposée sur la portée de l'invention décrite à l'exception de celles exposées dans les revendications annexées. ο η i c: n7\m η n /1 no itmo

Claims (18)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de contrôle de l'ajout d'eau dans un mélange de caoutchouc produit lors d'un cycle de mélangeage dans lequel le mélange de caoutchouc est transporté sous la forme d'une nappe continue et le long d'au moins une partie de laquelle au moins une installation de pulvérisation pulvérise de l'eau qui est évacuée après évaporation de façon contrôlable par au moins une installation d'aspiration, caractérisé en ce que le procédé comporte: l'obtention de données uniques pour chaque mélange de caoutchouc qui comportent au moins un débit d'eau prédéterminé délivré par l'installation de pulvérisation, un débit d'air prédéterminé aspiré par l'installation d'aspiration et des valeurs cibles de température et d'ajout d'eau pour le mélange de caoutchouc; la détection d'un débit d'eau atteint à un temps écoulé lors du cycle de mélangeage; l'utilisation des débits détectés permettant la prédiction de valeurs de température et d'ajout d'eau pour le mélange de caoutchouc à la fin du cycle de mélangeage en cours; la comparaison des valeurs cibles et des valeurs prédites; et entre les cycles de mélangeage successifs, l'ajustement du débit d'eau réel quand une comparaison indique une non-équivalence.
2. 2. Procédé de la revendication 1, comprenant en outre : la pulvérisation de la nappe continue pendant le transport de celle-ci à proximité à la fois d'une station de pulvérisation supérieure et d'une station de pulvérisation inférieure; l'évacuation de l'air contenant l'eau évaporée; et le transport de la nappe continue dans une direction prédéterminée pendant la pulvérisation et l'aspiration.
3. 3. Procédé de la revendication 2, dans lequel: chaque installation de pulvérisation comporte une ou plusieurs rampes positionnées au niveau de chacune des stations de pulvérisation supérieure et inférieure, chaque rampe étant en communication avec une source d'alimentation en eau et en air pour alimenter en eau et en air une ou plusieurs buses au débit d'eau et à la pression d'air prédéterminés; chaque installation d'aspiration comporte: une ou plusieurs hottes d'aspiration positionnées en aval de chaque rampe, chaque hotte d'aspiration étant en communication avec une source d'alimentation en air pour l'aspiration au débit d'air prédéterminé; et/ou au moins un élément chauffant qui évite la condensation de l'eau pulvérisée; et au moins une installation de transport effectue le transport.
4. 4. Procédé de la revendication 3, dans lequel les buses sont disposées linéairement le long d'un axe commun perpendiculaire à l'axe de circulation de la nappe continue.
5. 5. Procédé de l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel: le débit d'eau prédéterminé est sélectionné dans une gamme de débits d'eau compris dans une fourchette d'environ 40 litres/heure à environ 400 litres/heure; le débit d'air aspiré prédéterminé est sélectionné dans une gamme de débits d'air compris dans une fourchette d'environ 5000 m3/h à environ 30 000 m3/h; une valeur cible de la température du mélange de caoutchouc est d'environ 70°C; et une valeur cible d'ajout d'eau dans le mélange de caoutchouc ne dépassant pas environ 0,20% en masse du mélange de caoutchouc.
6. 6. Procédé de la revendication 5, comprenant en outre la réalisation itérative d'au moins une opération parmi la détection, la prédiction, la comparaison et l'ajustement jusqu'à ce que la comparaison indique une équivalence.
7. 7. Procédé de l'une quelconque des revendications 2 à 6, comprenant en outre l'obtention de: un système de détection servant à effectuer la détection et à générer un ou plusieurs signaux indicateurs du débit d'eau réel; d'un débit d'air aspiré réel; et d'une présence à la bonne pression de l'air d'atomisation des gouttelettes; et un système de surveillance configuré pour recevoir les signaux générés par le système de détection et envoyer un ou plusieurs signaux de commande proportionnés pour effectuer l'ajustement.
8. 8. Procédé de la revendication 7, dans lequel le système de surveillance comporte au moins un contrôleur programmable en communication de signaux avec l'installation de pulvérisation et/ou l'installation d'évacuation de telle sorte que les données peuvent être sélectionnées à partir d'une pluralité de valeurs de données établies pour un mélange de caoutchouc sélectionné.
9. 9. Procédé de l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre: l'addition d'un ou plusieurs produits de vulcanisation pendant la circulation de la nappe continue; et/ou avant l'addition, l'atteinte des valeurs cibles de température et d'ajout d'eau pour le mélange de caoutchouc.
10. 10. Procédé de l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre: le transport de la nappe continue jusqu'à une station d'évacuation, la station d'évacuation comportant une ou plusieurs rampes de pulvérisation positionnées au niveau de celle-ci et une ou plusieurs hottes d'aspiration positionnées en aval de celle-ci; à l'aide des rampes de pulvérisation, la pulvérisation de la nappe continue pendant le transport de celle-ci à proximité de la station d'évacuation; et à l'aide des hottes d'aspiration, l'évacuation de l'air contenant l'eau évaporée au niveau de la station d'évacuation.
11. 11. Système destiné à mettre en œuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, le système comprenant : au moins une installation de mélangeage servant à obtenir un mélange de caoutchouc et former une nappe continue à partir de celui-ci; au moins une installation de transport qui transporte la nappe continue; au moins une installation de pulvérisation qui délivre de l'eau à la nappe continue à un débit d'eau prédéterminé; au moins une installation d'aspiration proportionnée à chaque installation de pulvérisation qui aspire de l'air à un débit d'air prédéterminé; un système de détection configuré pour détecter tout au long du cycle de mélangeage : un débit d'eau réel, un débit d'air aspiré réel et la présence à la bonne pression de l'air d'atomisation des gouttelettes pour générer un ou plusieurs signaux correspondants; et un système de surveillance configuré pour effectuer au moins une opération parmi la prédiction, la comparaison et l'ajustement sur la base des signaux reçus en provenance du système de détection.
12. 12. Système de la revendication 11, dans lequel l'installation de mélangeage comporte un mélangeur interne dans lequel un matériau élastomère est mélangé avec un ou plusieurs ingrédients pour obtenir le mélange de caoutchouc, et/ou un mélangeur externe ayant une paire de cylindres entre lesquels est formée la nappe continue.
13. 13. Système de la revendication 11 ou la revendication 12, comprenant en outre une station d'addition de charges de vulcanisation au niveau de laquelle un ou plusieurs produits de vulcanisation sont ajoutés au mélange de caoutchouc une fois que le mélange de caoutchouc présente les valeurs cibles de température et d'ajout d'eau.
14. 14. Système de l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel le système de détection comporte au moins un capteur de débit d'eau configuré pour détecter un débit d'eau réel; un capteur de pression d'air d'atomisation configuré pour détecter la présence et la bonne pression d'air d'atomisation des gouttelettes, délivré par chaque installation de pulvérisation et au moins un capteur de débit d'air configuré pour détecter le débit d'air réel aspiré par chaque installation d'aspiration.
15. 15. Système de l'une quelconque des revendications 11 à 14, comprenant en outre une station de pulvérisation supérieure et une station de pulvérisation inférieure ayant chacune au moins une rampe positionnée au niveau de celle-ci, chaque rampe étant en communication avec une source d'alimentation en eau et en air pour alimenter en eau et en air une ou plusieurs buses au débit de eau et à la pression d'air prédéterminés ;, et avec une hotte d'aspiration positionnée en aval de chaque rampe et en communication avec une source d'alimentation en air pour l'aspiration d'air au débit d'air prédéterminé.
16. 16. Système de l'une quelconque des revendications 11 à 15, dans lequel l'installation d'évacuation comporte au moins un élément chauffant qui évite la condensation de l'eau pulvérisée.
17. 17. Système de l'une quelconque des revendications 11 à 16, comprenant en outre une station d'évacuation ayant une ou plusieurs rampes de pulvérisation positionnées au niveau de celle-ci et une ou plusieurs hottes d'aspiration proportionnées positionnées en aval de celle-ci, l'installation de transport comportant un moyen de transport pour le déchargement de la nappe continue et le transport de la nappe continue à proximité de la station d'évacuation.
18. 18. Pneumatique formé selon un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.