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La présente invention se rapporte à un appareil perfectionné pour fabriquer des perles ou granules en sub- stances thermoplastiques.
Bien que diverses méthodes soient utilisées pour 'le pastillagee des matières plastiques, une technique courante) dans ce domaine consiste à extruder des bandes de matière plastique dans un bain d'eau (ou autre), et à couper ensuite les bandes trempées avec un dispositif de coupe de tout type ou genre approprié que l'on désire. Le procédé de coupe des bandes laisse beaucoup à désirer. Ceci provient tout 3'abord de l'investissement initial élevé et-de la difficulté de conserver un produit uniforme.
Une méthode de pastillage plus récente utilise un dispositif de coupe à la sortie de la filière. Cette méthode générale offre divers avantages importants. Elle offre par .exemple : 1 ) des frais d'investissement et d'entretien 'plus faibles que ceux du procédé par bandes; 2 ) une mise en route plue facile, puisqu'il n'y a pas de bandes à étirer dans un bain d'eau; 3 ) un niveau de bruit sensiblement réduit par repport à celui rencontré lors de. l'utilisation d'un dispositif de coupe classique (puisque les pastilles sont coupées alore que la matière plastique est chaude, au lieu de l'être alors qu'elle est froide et dure);
et 4 ) la réalisa- tien de kpastlles plus uniformes à cause de la symétrie de la filière et l'élimination des difficultés dues aux opérations d'étirage des bandes. De plus, on fabrique moins de fines dans les opérations de coupe à la sortie de la filière parce que la matière plastique est coupée alors qu'elle est. chaude.
Un problème important que 1! on rencontre dans
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Schmététiquement, le dispositif de coupe à la sortie de la filière selon l'invention comprend.'un assemblage de lames tranchantes circulaires minces qui tournent devant un cercle de trous de filière à extrusion. Chaque lame tour- ne avec une vitesse élevée qui maintient froid l'organe de coupe, ou du moins son bord tranchant, et évite que du pro- duit extrudé s'y colle, le conservant ainsi libre de toute accumulation de polymère.
Le refroidissement des paatillea est réalisé dans un courant d'air auquel on peut avantageuse- ment ajouter une petite quantité de brouillard d'eau froide pour aider au refroidissement. Des matières plastiques comme
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la polyéthylène du type "polyéthylène haute pression" peuvent être! refroidies, séchées et convoyées simultanément dans la
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courant d'air. D'autres matières, comme le polyéthylène et le polystyrène peuvent exiger un Séchage séparé et un refroi-
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dienouent selon la méthode plus classique de trempe dans un %aan dgeaus z. la suite de laquelle les pastilles sont néchéao sur un convoyeur à tamis vibrant.
Bans toua les cas, la m8il- leure nêzhode de travail peut être déterminée facilement et rapidemen-t pour toute matière plastique à pastiller.
L'ixvJnti6n est précisée dans la description qui va suivre, en regard des dessins annexés.
3Ge...uxe est une vue en perspective de 1'appareil oonfooeno à l'invention. ta figure 2 est une vue générale on coupe aelon 2-2 <te f?'ï t8 la figure lo LA est une vue géniale en coupe Bolon >-3 dl: t5'l, 4 de 1& figure 2. tA figura 4 est une vfle an coupe longitudinale d'une 1' "aa m I. 3.tl,F:t, t.4. tidure 5 &-'<. une coupé oehétfiatiqtào partiellement cn,,6> n .t.tc''! 'd t "tl'i3i..lt ai 1'ition*
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selon La figure 6 est une coupe/6-6 de l'appareil de la figure 5.
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La figure 7 représente une vue de profil d''n . mode de réalisation de l'invention.
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La figure 8 est une vue de dessous de la r4alisa- tion de la figure'. 7.
En fie rapportant maintenant à la 1'1 gU1.t1 1 il ln ' > . t,"; renée 10 repère un appareil de coupe p,4rcâ.cyüT:..e à 1=, .=;.;à:. dCE filière, cet appareil comprenant une ií., i2 en :r:ar2 de disque montée sur un arbre 14. L'extrémité de l'ar1 14 pr6sel1''; une portion filetée 16 permettant de monter 1'app;z. rail de coupe sur' un arbre d'entraînement rotatif. Une 11;-:.# lité d'organes de cr<'lpe tournants,, quatre par exempie, est supportée par la tête 12. Les organes de coupe, .;.O!:::m ;,1) voit, comprennent chacun un moteur à air 18 faiaart Lf'l1'l..:'" 1 un arbre 20 qui passe à travers la tête 12. Cor.;:ie on 1.'. :.#"t nr:,u; s.a>. la figure z, les arbres d'entraînement 20 août 1"""" pcz6o en faisant 'un angle , de 70 par exemple, avec la facs de la tête 12.
Un couteau, ou lame circulaire, 22, est monté à l'extrémité de chaque arbre 20, et son bord périphérique est effilé de façon à présenter un bord tran-1:.iùt analogue
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à un couteau, comme représenté sur la figure. Puisque chaque point alune lame décrit une épicycloïde au cours de son mou-
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:;nv 1'appareil 10 est défini et caractérisé de manière p::,'é'>td,sr' par "dispositif de coupe épicycloida1.e il lu .'.iortie d'une filière". De l'air comprimé est fourni aux moteurs à air à travers la partie filetée 16, l'arbre 14 et les tuyaux
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15 conduisant à chaque totoitr à, air.
Une filière à extrusion 24 est disposée en aligne- ; ment axial avec l'appareil de coupe 10. La filière 24 est
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n:;A1L>?' ::'une pluralité de trous 26 pour 'extrusion d'une il '.ië . plastique qui sont disposés sur deux cercles cocon- 'L;.,l." autour du centre de la filière. Comme on le voit mieux
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sur la riguse 2, les lamos circulaires 22 sont disposées de façonque le tranchant de deux d'entre elles coupe la matière Lastique de l'un des cercles de troua, tandis que le bord tranchant des deux autres lames coupe la Matière plas- tique extrudée par l'autre cercle de trous.
On remarque que, sur la figure 2, les trous d'extruaion 26leut ont été super- posés pour indiquer le bord tranchant deslames de coupe correspondantes. Comme on le voit sur la figure 3, chaque lame de coupe 22 est disposée de façon que son bord tranchant sectionne la matière plastique extrudée lorsqu'elle émarge de la filière d' extrusion. Le tranchant de chaque lame se;' déplace dans un plan parallèle à la face frontale de la } filière 24. Les lames de coupe 22 ne touchent pas la face, de la filière d'extrusion 24.
Il est cependant avantageux' que l'espace libre entre les lames 22 et. la face frontale .de la filière 24 soit aussi faible que possible, le rappro- chemant maximal étant, en général, le plus souhaitable.
L'espace libre exact à employer pour obtenir les meilleurs résultats dans chaque cas particulier dépend plus ou moins de la matière plastique particulière que-l'on pastille. Il est généralement avantageux que le tranchant ne soit pas plus de 0,0127 mm de la face de la filière, de façon à assurer la production de pastilles proprement coupées, bien que dans de nombreux cas, des espaces libres de 0,0254 mm ou plus, puissent être employés.
La vitesse de rotation de l'appareil de coupe 10 et la vitesse de rotation des organes coupants 22 dépend de nombreux f acteurs, comme le type de matière plastique à pastiller, le diamètre de la matière extrudée, la vitesse d'extrusion et la température de la matière plastique extru- dée. Pour déterminer les caractéristiques de construction dans des conditions données, on peut appliquer la formule
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suivante :
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(nk) * (nd) o Or), dans laquelle W est le taux de production en unités de poids par minute ; p est le poids d'une seule pastille en unité de poids; nk est le nombre d'organes de coupe; nd est le nombre des trous de la filière;
N est la vitesse de rotation de l'appareil de coupe en tours par minute.
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Le nombre de trous de fi;i.i'.:"e nécessaire \1'; dé- terminé par la chute d3 pression aé-:-issil,1<,, A titre e (' C'JC4':i",i.r, en se.rapportant a ;' <riaition ci-dessus, un dispositif de coupe 1, sortie de la filiei: pour 1.000 kilogrammes par heure de polystyrène .(facteur il), avec quatre couteaux {nk) conforiie aux principes de l'inven- tion, présente 55 trous de filière (nd) sur un cercle de 19,69 cm de diamètre. Oh souhaite, couper une pastille de
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poids équivalent a la graduation n 7, ayant un'poid3 d' envi- ron 4-t3 x 10-5 kilogramme pour la valeur de "p". la vitesse de la tête de coupe, calculée d'après la formule (I) est alors
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' 60 x 4 x 55 1000 x 4, x 10"5 17 5 0 t/rin
La vitesse propre des disques circulaires est de l'ordre de 10,000 à 15.000 t/mn.
La pente des lames cireulai-
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rea nécessaires pour éviter tout contact en'ure la matière extrudée et le dos de la lame est, de préférence, i0nlPriS entre 70 et 10 .
Une for;ie de re'Üi8u.tion modifiée de l'invention est représentée sur la fi jure 4. Elle comprend un appareil de coupe 30 ayant t '.1.:I t0te de coupe 32 Montre ur des l'o\lldr:1onta à bille prcn.:ry:, 34 1U: c;out t PQrt.:J piàr un urbro d'entrff-
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nement de mélangeur 36. Une pluralité d'arbres rotatifs 38, quatre par exemple, est portée par la tête de coupe 32. Les arbres 38 font saillie vers l'avant et portent à l'extraite de chacun d'eux une lame circulaire 40. Les arbres 38 sont disposés de façon à former un angle avec la face frontale de la tête de coupe 32 de la même manière que les arbres de la réalisation décrite en premier lieu.
Chaque lame 40 a un bord en couteau dont le tranchant est disposé de façon à se dépla- cer dans un plan parallèle à la face frontale de la tête de coupe 32 De cette façon, des bandes de matière thermoplasti- que extrudée par les trous 42 disposés en cercle sur une fi- libre 44 sont coupées à une faille de pastilles, Dans le cas où. il est nécessaire de faire tourner la filière, un mélangeur ds couleurs 46 à contre-rotation est disposé de façon à ali- menteren matière plastique les trous 42 de la filière.
Chaque arbre 38 fait saillie sur la face arrière de, la. tête de coupe 32 et possède un pignon 48 disposa de façon à engrener sur une couronne 50 dentée intérieurement montée sur l'arbre d'entraînement 36. Une courroie trapézoïdale passant dans une gorge 52 entraîne la rotation de la tête de coupe 32 dans un sens, cependant que le mouvement de rotation dans le sens opposé est appliqué à l'arbre d'entraînement 36.
Un moyen d'obtenir un certain réglage de la tête de coupe de façon que les organes de coupe 40 tombent dans le domaine d'espace libre souhaité par rapport à la face de la filière
44 est fourni par une vie de réglage 54, comme on le voit sur la figure. Une plaque ou cloison 56 est déposée de façon à fournir un dispoitif fixe contre lequel @eut agir la vis de régage 54. Un capot 58 enferme l'espace entre la tête de coupe 32 et la filière 44, etil est co@u de façon à rassem- bler les pastilles formées.
Une variante non représentée simplifiée par
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rapport à celle décrite en regard de la figure 4, peut être réalisée en montant directement sur l'extrudeur le dispositif de coupe à la sortie de la filière, par exemple en fixant un arbre-support et une couronne dentée.à la filière. Dans le même ordre d'idées, un dispositif d'entraînement autre que celui spécifié peut être utilisé avec satisfaction dans l'appareil conforme à l'invention. Ainsi, à part les moteurs à air et les dispositifs à engrenages, on peut utiliser des commandes hydrauliques, des commandes par friction et des moteurs individuels de tout genre, y compris des moteurs jlectriques, pour entraîner l'appareil.
Les figures 5 et 6 représentent un autre mode de réalisation de l'invention repéré dans son ensemble par la référence 60, L'appareil comprend un extrudeur 61 coopérant avec une filière 62 de forme générale cylindrique. La filière
62 présente une pluralité de trous de filière 63 par lesquels est extrudée une- matière thermoplastique 64. Les trous, de filière 63 sont -disposés circulairement sur une surface cylindrique. Un -cadre tournant 65 est adjacent à la filière
63. Une plualité d'organes de coupe 66 est fixée au cadre 65 et réalisée de facon à pouvoir tourner autour de la filière
62, avec le même axe qu'elle. Les organes de coupe 66 compren- nent un moteur ou dispositif d'entraînement 67, et un arbre
68 supportant une lame de coupe circulaire 69.
Les organes de coupe 66 sont-disposés de façon que les lames de coupe fassent un angle avec une tangente à la filière cylindrique
62 et ils fonctionnent pratiquement de la même manière que les réalisations' décrites ci-dessus. Le cadre 65 est monté sur la filière 62 ; il est mobile en rotation au moyen du pivot 70 et il est entraîné par un dispositif non'représen- té.
Les figures 7 et 8 représentent un autre mode de
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réalisation de l'invention désigné dans son ensemble parla référence 75, dans lequel un extrudeur 76 porte une fili@@ 77. La filière 77 a une face tronconique 78. La filière 7 définit une pluralité d'ouvertures d'extrusion 80 à travée lesquelles est extrudée une matière résineuse thermoplastise 62. Un pivot ou palier 83 est'fixé à la filière 77. Un cadr .rotatif 84 est porté par le pivot 83 et entraîné en rotation par un dispositif non représenté. Le cadre 84 est disposé , de facon à tourner avec le mené axe que la surface tronconique 78 de la filière 77.
Une pluralité d'organes de coupe 87 est fixée rigidement au cadre 84, chacun comprenant un moteur 88 ayant un aubres 89 auquel est fixée une lame circulaire 90, la. lame circulaire 90 étant destinée à tourner à grande vitesse.
D'après ce qui précède, on voit que toutes les former du réalioation décrites satisfont aux buts de l'inven- tion et que diverses configurations de filières peuvent être utilisées, si elles présentent des trous d'extrusion dispo- sés de facon circulaire.
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