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"Traitement de laque"
La présente invention a trait, de manière générale, au trai-: tement de plastiques et, plus particulièrement, à un appareil agen- cé pour extruder un corps de laque et trancher simultanément la matière extrudée en particules séparées.
Dans un appareil antérieur d'extrusion de laque, la laque à extruder est introduite sous pression dans une chambre d'où elle ' sort par un certain nombre d'orifices d'extrusion prévus dans la paroi latérale d'une chambre d'extrusion cylindrique. Immédiatement après extrusion, la laque est tranchée en tronçons de longueurs
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prédéterminées par une série de lames se déplaçant ensemble autour de la paroi cylindrique, en position de cisaillement par rapport aux bords des orifices qui y sont présents. Bien qu'un tel agence- a ment soit généralement stisfaisant, il présente un certain nombre de désavantages inhérents.
Si un dispositif de tranchage rotatif glisse sur la surface de la tête d'extrusion cylindrique, chaque perforation du cylindre est obturée lorsque les lames passent là- dessus. Ainsi, l'écoulement de la laque par les orifices est inter- mittent et non constant. De même, les lames exercent un effet phy- sique de cisaillement sur l'extrémité avant de chaque tronçon de laque alors que l'écoulement de la laque est interrompu jusqu'à ce que la lame ait passé en travers de l'orifice. L'effet d'un tel ci- saillement physique des tronçons de laque est rendu évident par la formation de pastilles ou de grains dont une extrémité a une fos- sette. La formation d'un tel produit non uniforme est indésirable et, dans certaines applications, elle ne peut être tolérée.
L'em- ploi de ltappareil antérieur était aussi limité du fait de l'épais- seur nécessaire des lares de tranchage glissant sur la surface de la tête d'extrusion cylindrique. En outre, cet appareil était sujet à usure, puisque chaque tranchant vient en contact avec toute la surface d'extrusion.
Le but de la présente invention consiste à proposer un ap- pareil perfectionné destiné à extruder et à trancher la laque ou analogue. Un autre but de la présente invention consiste à proposer un appareil d'extrusion qui écarte les difficultés de la technique antérieure. Un but plus spécifique de la présente invention consis- te à proposer un appareil d'extrusion et de tranchage de la laque et analogue, dans lequel la vitesse de la production des corps tran- chés est supérieure, le réglage de la taille des corps tranchés est bien amélioré et le produit est plus uniforme que pour ltappa- reil précité.
D'une manière générale, ces buts et d'autres buts encore
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sont atteints en extrudant la laque ou analogue par un certain nom- bre d'orifices ou de perforations d'un organe d'extrusion et en tranchant la laque extrudée en tronçons de longueurs prédétermi- nées à l'aide d'une série de fils métalliques, parallèles à la fa- ce externe de l'organe d'extrusion et espacés de cette dernière.
L'organe d'extrusion peut être plat, cylindrique ou avoir une for- me convenable quelconque. Lorsqu'un organe d'extrusicn plat est u- tilisé, il a été trouvé plus commode de disposer les fils de maniè- re qu'ils rayonnent du centre de l'organe d'extrusion vers sa péri- chérie. Si l'on fait usage d'un organe d'extrusion cylindrique, les fils ont de préférence la forme d'une cage cylindrique concentri- que entourant le cylindre perforé- Normalement, tous les fils sont gardés équidi'stants des orifices ou des perforations. Toute- fois, l'invention comprend aussi un appareil ayant aes séries super- posées de fils métalliques, disposés à des distances égales des per- ferations.
Selon cette variante, chaque tronçon de laque peut être simultanément tranché en deux ou plusieurs parties de longueurs égales.
Les perforations ou les orifices de la tête d'extrusion ont une taille sensiblement uniforme et leurs diamètres doivent être gardés entre environ 0,020 pouce et environ 0,150 pouce. Pareille- ment, le diamètre du fil doit être gardé entre environ 0,005 pouce et environ 0,045 pouce. En outre, le jeu entre les orifices et le fil doit être gardé entre environ 0,004 pouce et environ 0,075 pou- ce. La relation entre les grandeurs de ces éléments importants sera expliquée plus avant ci-après.
La présente invention peut être comprise plus facilement à la lecture de la description qui suit et qui s'appuie sur les des- sins annexés.
La figure 1 est une section longitudinale d'une réalisation de la présente invention.
La figure 2 est une section longitudinale d'une autre réa- lisation.
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La figure 3 est un graphique représentant les fonctions liant le diamètre des orifices (valeurs portées en ordonnées) au diamètre du fil (valeurs portées en abscisses).
La figure 4 est un graphique représentant les fonctions li- ant le diamètre des orifices (valeurs portées en ordonnées) au jeu entre la tête à orifices et le fil (valeurs/portées en abscisses).
Dans la réalisation représentée figure 1 des dessins, l'ap- pareil consiste en un récipient circulaire 1 comportant une ouver- ture d'entrée 2,destinée à la liqueur de suspension.,et une ouvertu- re de sortie 3, destinée à la sortie de la suspension des particules de laque dans un fluide ou une liqueur de suspension. Le récipient 1 est monté sur une base 4, pourvue d'une entrée centrale 5 destinée à recevoir la laque sous pression d'une source extérieure. Le réci- pient 1 est aussi pourvu d'un couvercle 6 ayant un moyeu central 7 qui constitue un palier et un dispositif d'étanchement offerts à un . arbre 8, actionné par une source motrice externe, non représentée.
Un élément de chambre 9, ayant une surface externe cylindrique et une bride de montage 10, est monté sur la base 4, et la paroi cylin- drque du récipient 1 est étanchée/par rapport à la bride 10 par une garniture ou analogue, comme il est indiqué en 11, de manière qu'un espace annulaire important se forme entre l'extérieur de la chambre 9 et l'intérieur du récipient 1. La laque est introduite sous pres- sion par l'entrée 5 de manière à remplir l'intérieur de la chambre 9. La paroi cylindrique de la chambre 9 comporte un grand nombre d'orifices ou de perforations 12. La pression appliquée sur la la- que contenue dans la chambre exprime la laque vers l'extérieur, par ces orifices.
Les orifices 12 ont un diamètre sensiblement uniforme dont la grandeur dépend de celle du courant qui doit être extrudé.
Un moyeu porte-fil 13 est monté sur l'extrémité de l'arbre 8, à l'intérieur du récipient 1, et est relié par des tringles 14 à un anneau 15 entourant l'autre extrémité de la chambre cylindrique 9. Un certain nombre de fils métalliques 16 s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe de la chambre cylindrique 9 du moyeu 13 à
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l'anneau 15. Les fils passent par une fente 17 du moyeu 13 et sont maintenus en position par des vis de fixation et de tension 18.
L'extrémité opposée des fils passe par une fente correspondante 19 de l'anneau 15,et les fils sont gardés raides par des vis de fixa- tion 20.
En fonctionnement, l'arbre 8, le moyeu 13, l'anneau 15 et les fils 16 sont mis en rotation par rapport à 1'élément de chambres cylindrique 9. Comme la laque est exprimée par les perforations, @ elle est tranchée en tronçons d'une taille qui dépend du nombre des fils et de la vitesse de rotation de l'arbre. Les particules tranchées de laque sont suspendues dans la liqueur introduite par l'ouverture d'entrée 2 et la suspension des particules de laque dans la liqueur sort par l'ouverture de sortie 3.
Dans la réalisation représentée figure 2 des dessins, la laque est extrudée à travers une plaque circulaire plate et non par les orifices d'une paroi cylindrique. Une plaque circulaire 21 est fixée à une bride de montage 22 et comporte un certain nombre d'o- rifices 23. La laque sous pression est introduite par une entrée
24 et est exprimée par les orifices 23. Un récipient cylindrique
37, comportant une ouverture d'entrée de liqueur 25 et une ouverture de sortie de liquèur 26, enferme la surface supérieure de la plaque circulaire 21. Un arbre 27 traverse le dessus 28 du récipient cylin- drique et est pourvu de moyens-convenables d'étanchement et de buse- lure. L'arbre est mis en rotation par une source motrice, non re- présentée.
L'arbre rotatif se termine dans un moyeu 29, pourvu d'un -certain nombre de tringles 30 qui s'étendent depuis le moyeu jusqu'à un anneau 31, tournant près de la périphérie de la plaque circulaire 21. Des fils métalliques 32 s'étendent radialement depuis le moyeu 29 jusqu'à l'anneau 31. Les fils sont positionnés par des rainures 33 et des vis de fixation 34 dans le moyeu et par des rainures 35 et des vis de fixation 36 dans l'anneau, de la manière qui a été décrite à propos de la réalisation de la figure 1. Ici, de-nouveau,
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le fil est en relation fonctionnelle avec les orifices et en est espacé.
Dans la présente réalisation, comme la laque est introduite sous pression par l'entrée 24 et que la liqueur est introduite par l'ouverture d'entrée 25, l'arbre 27, le moyeu 29, l'anneau 31 et les fils 32 tournent pour trancher la laque extrudée en segments de taille uniforme. La suspension des particules de laque dans la liqueur sort alors par l'ouverture de sortie 26.
Comme il est indiqué ci-avant, la grandeur du diamètre des orifices, le diamètre du fil et le jeu entre le fil et les orifices doivent être gardés entre les limites spécifiées. Ces relations sontxxxx plus complètement expliquées à propos des figures 3 et 4 des dessins. Il a été trouvé que l'appareil selon la présente in- vention fonctionne de manière sûre et satisfaisante si le diamètre des orifices est gardé entre environ 0,010 pouce et environ 0,150 pouce. Si le diamètre des orifices est inférieur à 0,010 pouce, une pression exorbitante est requise pour exprimer la laque par les orifices. D'autre part, si le diamètre des orifices dépasse sensiblement environ 0,150 pouce, l'uniformité du produit diminue appréciablement et le fonctionnement de l'appareil est excessive- ment difficile à régler.
Pareillement, le diamètre du fil et l'es- pacement ou jeu entre le fil et les orifices dépendent du diamètre c des orifies. En général, le 'diamètre du fil et le jeu entre le fil et les orifices augmentent à mesure que le diamètre des orifices augmente. Toutefois, il ne s'agit pas d'une fonction linéaire et elle est définie entre des limites très précises. Ces limites sont représentées le plus clairement figures 3 et 4 des dessins. Figure 3, la ligne AO représente un diamètre de fil d'environ 0,005 pouce et le fil ayant ce petit diamètre peut être pratiquement utilisé in- dépendamment du diamètre des orifices. Des¯tentatives faites avec des fils plus minces ont donné lieu à des ruptures ou à des étire- ments, par suite du manque de résistance à la traction de ces fils, et ont nécessité de fréquents arrêts pour remplacement.
Le diamètre du fil peut croître graduellement à mesure que le diamètre des ori-
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fices croit, jusqu'à une valeur d'environ 0,046 pouce. Ainsi, la région de la figure 3, limitée par les lignes OA, OC et AC représen- te la relation acceptable entre la taille des orifices et le dia- mètre du fil. Lorsque le diamètre du fil, pourun orifice quelconque donné, est représenté par un point situé à la droite de la ligne OC, on trouve que le fil a un effet déformant sur les particules @ de laque en formation et est trop gros pour offrir un tranchant acceptable. Les résultats optima sont obtenus lorsque des orifices µ d'une taille donnée sont couplés à des fils d'une taille telle que la fonction qui les lie suive la ligne OB.
Ainsi, les lignes OA, OB et OC représentent respectivement les diamètres minima, voulu et maxima des fils en fonction du diamètre des orifices.
La relation du diamètre des orifices à la distance entre le fil et les orifices est graphiquement représentée figure 4. La li- gne O'D représente un jeu minimum de 0,004 pouce. Lorsque le jeu est inférieur à cette valeur, les fils ont tendance à s'user anor-- malement vite, ce qui donne lieu à leur rupture. D'autre part, si le fil est trop éloigné de la surface externe des orifices, les boudins de laque extrudée ont la possibilité de plier ou de défor- mer les courants de laque avant d'être coupés et cela donne lieu à la formation de particules de-taille non uniforme. Ici aussi, le jeu du fil augmente, de manière générale, avec le diamètre des ori- fices. Le jeu maximum permis du fil est représenté par la ligne O'F.
Les résultats optimum sont obtenus lorsque la relation qui lie la taille des orifices et le jeu du fil peut être représentée par la ligne O'E. Bien qu'il soit préférable d'utiliser des oriffices d'ex- trusion circulaires, on comprend aisément que des orifices de formes, différentes peuvent être utilisés, pourvu seulement que leur carac- téristique d'écoulement soit équivalente à celle des perforations circulaires décrites ci-avant.
Le terme de "fil" et celui de "fil métallique", ici employés., désignent un métal ou son équivalent sous la forme d'un fil ou d'une! barre mince. Bien qu'il soit normalement préférable d'employer @
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l'acier inoxydable, un métal d'un type quelconque, compatible avec les' matières traitées et possédant la résistance requise à la traction, tel que celui des cordes de piano, le tungstène, le tita- ne, le chrome, le nickel et analogue, peut aussi être utilisé. En outre, diverses fibres naturelles et synthétiques peuvent être uti- lisées, pourvu seulement qu'elles aient la résistance requise à la traction et ne soient pas affectées, de manière nocive, par les matières traitées.
Bien que deux réalisations complètes de l'invention aient été décrites en détail, il est entendu que diverses modifications peuvent être apportées pour adapter l'appareil à des applications particulières. Il est donc bien entendu que l'invention n'est nul- lement limitée par les révélàtions ci-avant, sauf comme l'indiquent les revendications annexés.
REVENDICATIONS.
1. Appareil agencé pour extruder et trancher une laque et pour suspendre celle-ci dans une liqueur, comprenant un récipient enveloppant ayant une ouverture d'entrée de liqueur et une ouvertu- re de sortie de liqueur, une chambre d'extrusion cylindrique, montée dans lédit récipient, ladite chambre ayant une extrémité circulaire fermée, une extrémité d'entrée et une paroi cylindrique perforée, un moyen destiné à refouler la laque dans la chambre¯,par ladite ex- trémité d'entrée et vers l'extérieur, à travers ladite paroi cylin- e drique perforée, dans l'espace compris entre ldit cylindre et ledit récipient, un certain nombre de fils tendus raides disposés de maniè re espacée à l'extérieur de la paroi cylindrique,
un moyen destiné à garder les fils à une distance fixe de la paroi cylindrique et un moyen destiné à actionner lesdits fils de manière à donner à ces der niers une rotation relative autour de l'axe de ladite paroi cylindri que .