<Desc/Clms Page number 1>
La fabrication des tubes en polyamides et superpo- lyamides ("nylon") se fait généralement sur boudineuse et la matière plastique sort de la filière a une température qui est de l'ordre de 2400 C, sous la forme d'un liquide visqueux et collant. Ce tube doit être immergé rapidement dans l'eau froi- de où sa solidification s'effectue et il est tiré et enroulé par des dispositifs spéciaux.
Dans ces conditions, la forme circulaire du tube, qui n'est maintenue habituellement que par une légère pression de gaz à l'intérieur du tube, ainsi que les cotes en diamètres et épaisseurs, sont difficiles à obtenir avec la précision, requise et on est très rapidement limité en diamètre par les irrégularités dimensionnelles. C'est pourquoi jusqu'à présent
<Desc/Clms Page number 2>
on ne sait faire en polyamides que des tubes de petit diamè- tre.
Dans la fabrication de tubes en matières thermo- plastiques (polychlorure de vinyle ou polyéthylène, par exem- ple), qui sortent de la filière sous forme pâteuse et non col- lante, il est de pratique courante d'utiliser, pour la mise en forme, une "filière froide" 'comprenant un tube métallique refroidi extérieurement par l'eau, dans lequel passe le tube en matière plastique encore chaud appliqué par'gonflage contre la paroi intérieure du tube métallique refroidi,
Une telle pratique n'est pas applicable aux polyami- des qui sont liquides et très collantes à la sortie de la filière.
Certaines matières telles que le polytétrafluoréthy- lène (Téflon) ou le Kel-F (monochlorotrifluoréthylène) jouis- sent à la fois d'une bonne résistance à la chaleur pour la température d'emploi., de propriétés anticollantes et de possi- bilités d'usinage ou de mise en forme avec une précision méca- nique suffisante.
Ces matières ont, toutefois, l'inconvénient d'être mauvaises conductrices de la chaleur, de sorte que leur refroi- dissement ne peut s'envisager par l'extérieur.
La demanderesse a finalement imaginé d'aménager le canal de la filière froide, ou couloir de refroidissement, de manière que l'eau de refroidissement puisse venir dans ce cou- loir, au contact direct du tube en matière plastique à refroi- dir.
Selon un premier mode de réalisation, la paroi du couloir est creusée de gorges ou rainures (pattes d'araignée), de section assez faible pour que la matière du tube à refroidir
<Desc/Clms Page number 3>
ne puisse s'y incruster sous l'action de la pression intérieure, d'ailleurs petite, qui le maintient gonflé, lesdites rainures étant alimentées avec de l'eau, sous une pression convenable ; en plus de son action de refroidissement, cette eau contribue à lubrifier le couloir du dispositif et à éviter le collage du tube sur la paroi du couloir.
Ce couloir peut être cylindrique de révolution ou d'une section quelconque pour réaliser des produits tubulaires creux de section quelconque, par exemple elliptique, carrée, rectangulaire, etc ...
Il peut être monobloc ou formé de plusieurs élé- ments juxtaposés, soit pour en faciliter l'exécution, soit pour @ faciliter la mise en route de la fabrication du tube,
Il peut être disposé soit à l'air libre, soit immer- gé dans un bac contenant l'eau de refroidissement.
Les dimensions de la section intérieure du couloir sont fixées en fonction des dimensions du tube à obtenir, compte-tenu des retraits et déformations possibles en cours de refroidissement.
La filière d'extrusion qui n'entre pas dans le cadre de la présente invention peut être constituée d'une façon quelconque. Ses dimensions à la sortie, en rapport avec celles du couloir de refroidissement conforme à l'invention, seront conditionnées en particulier par la nature de la matière en cours d'extrusion, la vitesse d'extrusion, la température de travail, la distance séparant éventuellement la face de sortie de la filière d'extrusion de la face d'entrée du couloir, la forme du tube à obtenir, etc....
Le couloir refroidi sera assez long pour que le tube en sorte à l'état solide et indéformable par la pression
<Desc/Clms Page number 4>
qui règne à son intérieur. Au besoin, plusieurs éléments sem- blables seront disposés bout à bout, jointifs ou non, leurs positions longitudinales relatives étant fixes ou réglables.
Selon une autre réalisation, le couloir est aména- gé de manière à présenter sur tout ou partie de sa longueur plusieurs passages directs de l'eau à travers sa paroi. Il peut être constitué par exemple par un tube percé de multiples ori- fices ou encore par une toile métallique disposée selon un cy- lindre et avantageusement tissée cylindriquement, ou mieux en- core par un ou plusieurs fils enroulés en hélice à spires jointi- ves ou non,. à pas constant ou non, maintenues en forme de toute façon convenable et immergées dans le liquide de refroidissement.
Le*fil peut être en toute matière appropriée à la matière extrudée. Il peut être par exemple en polyamide, en polytétrafluoréthylène (Téflon) ou même en métal. L'expérience a montré que dans le cas d'un fil métallique, par exemple en cuivre, l'abondante lubrification due au liquide dans lequel baigne le couloir très perméable, empêche le collage de la ma- tière extrudée sur le couloir et que la chaleur est mieux dissi- pée.
On obtient notamment les avantages suivants : -grande simplicité de réalisation, surtout pour les petits diamè- tres ; -augmentation du pouvoir de refroidissement; -possibilité de réglage de la pression à l'extérieur du tube extrudé en cours de solidification, à la valeur désirée.
Une autre réalisation du couloir de refroidissement se caractérise par un assemblage d'éléments qui sont réunis entre eux de manière à former de l'un à l'autre la paroi du couloir, tout en ménageant entre eux des @@tervelles assurant
<Desc/Clms Page number 5>
le contact direct du liquide de refroidissement avec le tube à refroidir.
On obtient ainsi de nombreux avantages sous le rap- port de la facilité de réalisation, de la possibilité d'adapta- tion à des tubes ayant des sections de forme absolument quelcon- que, de la rigidité et de l'indéformabilité, ces dernières qua- lités étant particulièrement importantes quand il s'agit de fa- briquer des tubes de diamètre relativement grand.
Les éléments peuvent, par exemple, se suivre dans le sens du déplacement du tube à refroidir, lesdits éléments étant percés d'orifices qui sont alignés l'un à la suite de l'autre pour former le couloir et ont une section correspondant, en forme et en dimensions, à celle du tube.
Dans une variante, les éléments sont placés de maniè- re qu'un bord ou une ligne de chacun d'eux forme une génératrice du couloir, les intervalles entre les éléments se poursuivant donc aussi suivant des génératrices.
Les éléments peuvent être des plaques ou des anneaux ou encore des tiges.
L'invention est applicable à toutes les matières plastiques pour lesquelles un refroidissement énergique est re- cherché ou n'est pas nuisible (polyamides, polyéthylène, etc...).
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien compren- dre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien enten- du, partie de ladite invention.
La figure 1 est une vue en coupe axiale schématique d'un mode de réalisation de l'invention.
<Desc/Clms Page number 6>
La figure 2 en est -une coupe selon II-II,
La figure 3 montre, à plus grande échelle, la coupe d'une gorge ou rainure pratiquée sur la paroi interme du couloir cylindrique refroidi.
La figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation à fil enroule :#=ce hélice.
La figure 5 en est une coupe transversale selon V-V.
Les figures 6 et 7 sont des demi-coupes longitu- dinales partielles de deux variantes relatives à la forme du fil enroulé en hélice.
Les figures 8 à 10 concernent l'autre variantes relatives au montage du couloir.
La figure Il est une coupe transversale d'un couloir formé de plaques parallèles disposées perpendiculairement à l'axe du couloir.
La figure 12 en est une coupe longitudinale selon XII-XII de la figure Il.
La figure 13 montre à plus granle échelle une coupe partielle d'une plaque et du bord arrondi d'une fenëtre.
Les figures 14- et 15 sont des vues analogues d'une variante de réalisation où les plaques sont placées parallèle- ment à l'axe du couloir.
Dans le mode de réalisation représente sur les figu- res 1 à 3, on voit en 1 la filière d'extrusion réunie de son canal de filage annulaire 2 par lequel sort le tube en matière plasti- que 3 et d'un canal central 4 par lequel- on introduit un gaz sous pression, tel que de l'azote, à l'intérieur du tube 3 pour le maintenir gonflé. A quelque distance de la filière 1 se trouve
<Desc/Clms Page number 7>
le dispositif de couloir refroidi 5 dont le canal cylindrique 6 a un diamètre égal au diamètre extérieur que l'on veut obtenir pour le tube final.
Celui-ci qui est appliqué par la pression do l'azote contre ledit canal 6, est tiré par des moyens connus dans le sens de la flèche 7. Le couloir 5 est avantageusement en polytétrafluoréthylène (Téflon) ou en matière équivalente telle que Kel-F. La paroi de son canal 6 est creusée d'une rainure hé- licoïdale 8 qui, dans l'exemple figuré, est dextrorsum sur une portion de l'alésage et sinistrorsum sur l'autre, les doux par- ties de la rainure partant d'un point commun 9 où débouche, do préférence tangentiellement, un canal 10 amenant de l'eau de refroidissement sous une pression convenable.
Cette pression est assez grande pour assurer la circulation de l'eau dans la gorge 8 au contact du tube filé 3, mais assez petite pour éviter que le tube no s'écarte de la paroi interne du canal 6. Pa.r exem- ple,l'eau peut être fournie par un petit bac à niveau constant placé à la hauteur voulue au-dessus du couloir. L'eau ayant cir- culé dans la gorge 8 s'échappe en 11 aux extrémités de cette gor- ge. Elle assure le refroidissement direct du tube 3 en matière plastique et, en même temps, une sorte de lubrification du tube et de la paroi du canal, qui améliore encore les propriétés anti- collantes de la matière utilisée pour le couloir 5.
Le canal 6 est évidemment assez long pour que le tube en sorte à l'état solide et indéformable sous l'eff et de la pression de gaz qui règne à son intérieur. '
La gorge ou rainure 8 a, de préférence, un profil semblable à celui que montre la figure 3, avec un bord abrupt 8a du côté où arrive le tube filé et un bord opposé 8b, en pen- te plus douce, qui facilite le passage d'un mince film d'eau entre le tube 3 et le canal 6.
<Desc/Clms Page number 8>
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, l'intervalle existant entre la sortie de la filière 1 et l'en- trée du couloir de refroidissement 5 permet, grâre à la esnsis- tance semi-liquide de la matière sortant de la filière, d'avoir pour le couloir une section différente de celle de la filière.
On peut donc avec une même filière réaliser, par un dessin approprié de la section du couloir, des tubes de section quel- conque.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figu- re 4, le couloir de refroidissement, supposé dans est exemple à section circulaire, et dans lequel passe le tube en matière plastique 3 sortant de la filière, est constitué par un fil métallique 20 enroulé en hélice à spires presque jointives:, le diamètre interne de cette hélice étant égal au diamètre exter- ne du tube 3.
L'hélice est maintenue entre des ailettes longi- tudinales 21, qui peuvent être avantageusement munies, sur leur côté en contact avec l'hélice, d'une sorte de crénelage 22 à entailles arrondies, dans lesquelles s'engagent les spires de l'hélice qui sont ainsi bien mintenuss à l'écartament désiré.
Les ailettes 21 sont elles-mêmes tenues dr des anneaux d'en- tretoise 23 sur lesquels elles peuvent tore soudses. L'ensemble ainsi réalisé peut être immergé dans un bac contenant le liqui- de de refroidissement et percé sur ses parois de 'brous destinés au passage du tube extrudé à refroidir. Ou encore, comme sur les figures 4 et 5, l'ensemble de l'hélice et des organes 21, 23 peut être monté dans un cylindre 24 aménagé pour une cirexu- lation du liquide de refroidissement.
Ce liquide entre dans ledit cylindre par un tuyau 25, il passe le long e l'hélice, entre les ailettes 21, en étant constamment end pentect entre
<Desc/Clms Page number 9>
les spires de l'hélice avec le tube 3 à refroidir, puis il sort par le tube 26. Les ailettes 21 sont avantageusement munies de parties en saillie 27 par lesquelles elles sont centrées en même temps que l'hélice sur la paroi interne du cylindre 24.
Celui-ci est fermé aux deux bouts par des fonds vissés 28 per- cés d'orifices 29 dans lesquels viennent se centrer les extré- mités de l'hélice et que traverse le tube 3 à refroidir. L'héli- ce peut naturellement se prolonger à l'extérieur des fonds 28, au lieu de s'arrêter à la'face externe de ces fonds comme figu- ré sur le dessin.
Le fil constituant l'hélice peut avoir une section quelconque autre que circulaire, par exemple une section ovale (figure 6) ou encore rectangulaire (figure 7).
La figure 8 montre une réalisation dans laquelle l'hélice formant le couloir de passage du tube extrudé est main- tenue seulement à ses deux extrémités dans les fonds 28, l'hé- lice ayant à cet effet une rigidité suffisante. Les deux fonds comportent une sorte de taraudage 32 correspondant au pas de l'hélice et dans lequel celle-ci peut être vissée. Le fond de gauche est lui-même vissé dans le cylindre 24. Il reçoit d'abord l'hélice dont on visse l'extrémité dans son taraudage 32. Le fond de droite a une paroi cylindrique lisse 33. On le visse sur l'hélice pour l'engager dans le cylindre 24 et il est maintenu en place par serrage au moyen d'une vis pointeau 340
La variante de la figure 9 permet de réaliser des pressions différentes (voire aussi des températures différentes) le long du trajet que parcourt le tube à l'intérieur du couloir en hélice.
La disposition de l'hélice 20, du cylindre 24 et des fonds 28 est la même que sur la figure 8, mais l'intérieur
<Desc/Clms Page number 10>
du cylindre 24 est subdivisé en trois chambras c1, c2, c3 par des cloisons 35. Chacune de ces chambres reçoit du liquide de refroidissement provenant de bacs respectifs b1,b2, b3 et rejette le liquide dans des bacs b'1, b'2, b'3 tous ces bacs étant à niveau constant. L'exemple du dessin montre les bacs éta- blis en dessous de l'appareil avec circulation par effet de la pression correspondant aux hauteurs de liquide h'1, h'2, h'.
2 3 Dans les trois chambres règne une pression inférieure à la pression atmosphérique, la dépression dans lesdites chambres correspondant respectivement aux hauteurs de liquide h1, h2, h aux pertes de charge près. Cette dépression, qui se trans- met à la paroi extérieure du tube extrudé grâce à la grande perméabilité du couloir hélicoïdal, permet d'appliquer étroite- ment ce tube sur la paroi interne de ce couloir,sans nécessi- ter de gonflage du tube aune pression supérieure à la pression atmosphérique. Il suffit que l'intérieur du tube extrudé soit à la pression atmosphérique-,, ce qui est facile à réaliser.
L'effet de dépression, lorsqu'il doit être recher- ché avec une certaine importance, peut être obtenu par une ou plusieurs pompes, de préférence du type volumétrique ou par un procédé quelconque d'aspiration du liquide de refroidis- sement. Les caractéristiques do ces appareils seront choisies en fonction des dépressions et débits à obtenir.
La figure 9 montre aussi le cylindre 24 immergé dans un bac 36 rempli de liquide jusqu'à un certain niveau 37. par Le tube traverse les parois de ce bac/des trous 38 et les fuites de liquide à travers ces trous sont recueillies par des rigoles 39.
<Desc/Clms Page number 11>
Le. mode de réalisation de la figure 10 est adapté pour permettre le montage dans un même cylindre 24 d'hélices interchangeables de diamètres différents. Les fonds 28 du cy- lindre 24 comportent un orifice 40 de diamètre plus grand que celui de la plus grande des hélices utilisables. Cet orifice
40 est fileté et peut recévoir des rondelles 41 agencées elles- mêmes pour recevoir les hélices. Une vis 42 sert au blocage de la rondelle 41 après son vissage.
Au lieu d'avoir une section circulaire, le cylindre géométrique sur lequel est enroulée l'hélice pourrait avoir une section ovale ou autre permettant de conformer par refroidisse- ment et solidification des tubes devant avoir une telle section ovale. Pour réaliser une telle hélice, il suffit d'enrouler le fil la constituant sur un mandrin à section ovale que l'on retire ensuite. On peut de même réaliser des hélices adaptées à la conformation de tubes à section carrée, rectangulaire, etc...
Dans tous les, cas, le diamètre du fil formant l'hé- lice et les intervalles entre spires (intervalles qui peuvent être variables d'un bout à l'autre de l'hélice) sont choisis en fonction des paramètres qui entrent en jeu, tels que le diamètre du tube à conformer et son épaisseur.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figu- res 11 à 13, le couloir est formé par un assemblage de plaques métalliques 50 placées parallèlement l'une à la suite de l'autre dans le sens du déplacement du tube à refroidir (flèche f fig.D);, c'est-à-dire'perpendiculairement aux génératrices du couloir.
Ces plaques sont percées chacune, à l'emporte-pièce par exemple d'une fenêtre 51 ayant exactement la forme de la section extérieure du tube à réaliser. Le dessin montre de telles
<Desc/Clms Page number 12>
fenêtres ayant une forme rectangulaire, mais il va de soi que toute autre forme peut être donnée aux fenêtres, permettant d'adapter le dispositif à une forme quelconque de la section du tube. Comme le montre la figure 13, les bords des fenêtres sont de préférence usinés pour les arrondir et supprimer ainsi les arêtes vives qui risqueraient d'endommager la surface ex- térieure du tube à refroidir.
Les plaques sont assemblées entre elles de manière que leurs fenêtres 51 soient alignées et qu'il existe, en outre, entre deux plaques successives, un interval- le 52 permettant au liquide de refroidissement de passer libre- ment entre les plaques, pour baigner la surface externe du tube à refroidir qui traverse les fenêtres successives . Un tel as- semblage peut être effectué par des tiges 53 qui traversent des trous 54 percés sur les plaques successives, ainsi que des cales d'écartement 55 ménageant entre les plaques les interval- les voulus. Le tout est disposé dans un bac 56 que remplit le liquide de refroidissement et qui est muni d'ajutages 57 pour l'entrée et la sortie de ce liquide.
Les faces terminales de ce bac qui sont parallèles aux plaques sont munies naturellement des mêmes fenêtres que celles-ci pour l'entrée et la sortie du tube à refroidir.
Sur le dessin, on a représenté des plaques qui sont de même largeur que le bac pour assurer le centrage horizontal desdites plaques, mais qui sont un peu moins hautes pour ména- ger des passages 58, entre le bas respectivement, le haut des plaques et le fond, respectivement, le dessus du bac, pour que tous les intervalles entre les plaques communiquent directement avec l'entrée et la sortie du liquide. Des pattes 59, solidaires des plaques et reposant sur le fond du bac @ teut fui
<Desc/Clms Page number 13>
le centrage en hauteur des plaques dans le bac.
Dans la variante des figures 14 et 15, les plaques
50, au lieu d'être disposées perpendiculairement au trajet du tube à refroidir, sont parallèles à ce trajet, de sorte qu'un de leurs bords 60 matérialise une génératrice rectiligne du couloir traversé par le tube. Comme on le comprend, on peut aussi obtenir de cette façon des couloirs ayant une section quelconque adaptée à la forme du tube. Dans cette réalisation, les bords 60 des plaques 50 contre lesquels chemine le tube peuvent imprimer leur trace dans la paroi de celui-ci, en for- mant ainsi un tube cannelé. Les plaques 50 peuvent être main- tenues aux écartements voulus par engagement de leurs extré- mités dans des rainures 61 ménagées sur deux plaques termina- les 62 réunies entre elles par des tirants 63.
Le tout est immergé dans un bac traversé par le liquide de refroidissement.
Des trous 64 peuvent être percés dans les plaques pour faci- liter la circulation de ce liquide..
Outre le fait que les plaques forment un couloir rigide, ce qui permet la construction de couloirs ayant des formes et dos dimensions quelconques, l'un des avantages des modes ;le réalisation des figures 11 à 15 est que les plaques, si elles sont. on matière bonne conductrice de la chaleur, concourent, à la soustraction des calories sur la paroi du tube et à la dissipation de ces calories, sur toute leur surface;, dans le liquide de refroidissement qui les baigne.
Comme seux décrits en regard des figures 4 à 10, les couloirs selon les figures 11 à 15 'se prêtent à la mise en dépression de le surface externe du tube, de manière que celui-ci soit bien appliqué contre la paroi du couloir.
<Desc/Clms Page number 14>
Naturellement, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en réalisant les plaques en plusieurs parties réunies entre elles. Les plaques pourraient aussi se réduire à des anneaux dans le mode de réalisation des figures Il et 12 et à des tiges rectilignes dans celui des figures 14 et 15. u lieu d'être formées par des éléen+s sépares, assemblés entre eux,les plaques pourraient aussi être dé- coupées ou réalisées dans une pièce massive.