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Filière à compensation. d'usure.
La présente invention concerne l'extrusion de matières et la transformation de ces matières extrudées en granules dits "pellets" et,en particulier, la filière utilisée à cet effet.
Les filières du type auquel la présente invention se rap- porte s'utilisent principalement dans des appareils"pelletiseurs" du type représenté et décrit dans le brevet américain de EDGAR T.
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1lE...4.KIrl nO 2.240.660 du 6 mai 19.l&., mais elles n'y sont pas neces- sairement limitées. Une telle filière peut avoir la force d'une couronne présentant une face de compression et une face de sortie,
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la face de compression étant normalement parcourue, au cours du fonctionnement d'un tel appareil, par des moyens d'extrusion qui ont habituellement la forme de rouleaux, tandis que la face de sortie est la face d'où sortent les, boudins extrudés qui sont tronçonnes en pellets à mesure de leur sortie de la filière*
Dans une telle filière, le diamètre des canaux d'ex- trusion est déterminé par le diamètre des pellets que l'on désire produire tandis que la longueur des canaux est déterminée par la fermeté désirée du produit extrudé.
Si les canaux sont trop courts, le produit est trop mou tandis que si les canaux sont trop longs., le produit est trop dur ou les canaux peuvent s'obstruer et ne plus fonctionner. L'entrée de chaque canal d'extrusion est sou- vent fraisée pour faciliter le guidage de-la matière dans ces canaux en vue de l'extrusion, le nombre de canaux d'une fi- . lière correspondant au maximum admissible et les canaux étant 'habituellement suffisamment serrés les uns contre les autres pour ne laisser qu'un minimum de surface imperforée entre les entrées fraisées.
Si la longueur des canaux d'extrusion indispensable pour produire un pellet de la consistance voulue est telle que l'é- paisseur de la filière résultante serait insuffisante pour résis- ter aux déformations et aux contraintes rencontrées à l'usage, il faut accroître cette épaisseur suffisamment pour permettre à la, . filière de résister à ces contraintes et à ces déformations. Pour conserver dans ces conditions le passage d'extrusion effectif né- cessaire pour obtenir la fermeté ou la consistance voulue'du pro- duit extrudé,, il faut sur aléser les canaux d'extrusion. à partir de la face-de sortiè de la filière suffisamment pour laisser une section de calibrage de la longueur voulue.
La matière en cours d'extrusion dans la section de cali- brage sort de cette section à une température élevée et a ten- dance à gonfler. Le diamètre de la partie suralésée doit être
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calculé de manière à permettre ce gonflement et à laisser passer librement le boudin extrudé vers la face de sortie de la fi- lière.
Les filières d'extrusion du type spécifia sont abîmées par les matières abrasives extrudées par les canaux et subissent sur leurs' faces de compression une usure qui raccourcit la longueur de la section de calibrage du canal d'extrusion.
En outre, la nature abrasive de la matière use les parois de la section de calibrage des canaux d'extrusion et les élargit.
Comme l'obtention d'un boudin extrudé d'une consistance voulue est fonction de la résistance à l'avancement de la matière dans le canal d'extrusion, toute réduction de cette résistance entraîne une réduction correspondante de la consistance ou de la fermeté du boudin extrudé en une matière particulière. L'usure de la surface d'extrusion et des parois des canaux d'extrusion réduit donc cette résistance et on atteint par conséquent finalement un point où le boudin extrudé et les pellets obtenus n'ont plus la fermeté ou la consistance voulue de sorte que la filière ne peut plus être utilisée pour l'extrusion de pellets.
L'invention a notamment pour buts de procurer :
1. une filière d'extrusion nouvelle et perfectionnée
2. une filière d'extrusion nouvelle et perfectionnée qui présente une longévité nettement accrue;
3.- une filière d'extrusion nouvelle et perfectionnée qui conserve une résistance sensiblement constante à l'extrusion d'une matière pendant une période d'utilisation prolongée.,*
4. une filière d'extrusion nouvelle et perfectionnée qui maintienne une fermeté ou une consistance acceptable des pellets en dépit de son usure
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une filière d'extrusion nouvelle et perfectionnée qui compense son usure afin de continuer à produire des pellets do
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consistance ou de fermeté acceptable,
D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée d'une forme d'exécution préférée donnée,à titre d'exemple,avec référence au dessin annexé, dans lequel la Fig. 1 est une vue fragmentaire, en partie en coupe, d'une filière conforme à l'invention, et la Fig. 2 est une vue,à plus grande échelle et en coupe, d'une partie de la filière d'extrusion représentée à la Fig. l et montre les détails d'un canal d'extrusion conforme à l'inven- tion.
Comme le montre le dessin détaillé, dans la forme d'exé- cution préférée de l'invention, la filière comporte une face de compression 1 et une face . de sortie*3 raccordées par plusieurs canaux d'extrusion 5 qui traversent la filière de part en part.
Chaque canal d'extrusion est formé de trois sections : une sec- tion de calibrage 7 proche de la face de compression, cette face de compression pouvant être fraisée en 9 ; une section de relâchement 11 à la face de sortie de la filière; et une sec- %ion intermédiaire 13 qui s'évase et qui raccorde la section de calibrage à la section de relâchement, cette section intermédiaire devant présenter certaines relations bien définies par rapport à la section de calibrage 7 du canal d'extrusion.
Le diamètre de la section de calibrage 7, suivant les procédés classiques,est calculé pour produire un boudin extrudé de diamètre désiré tandis que la longueur de la section de calibrage est telle qu'elle assure l'obtention de la consistance désirde dans ce produit. L'usure sur la face de compression de la filiè- re a pour effet de raccourcir la longueur de la section de cali- brage et réduire par conséquent la consistance du produit extrudé. Une augmentation du diamètre de la section de calibrage due à l'usure de ses parois tend non seulement à réduire
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la consistance du produit mais également à augmenter légèrement le diamètre.
Bien qu'une légère augmentation de diamètre du pro- duit extrudé puisse être admise, la tendance combinée à la ré- duction de sa consistance donne finalement un produit mou in- acceptable.
Lorsque le canal d'extrusion présente une section intermédiaire qui s'évase, on comprendra que quand le diamètre de la section de calibrage augmente pour passer par exemple de "d" à "D", la longueur de la section de calibrage est effective- ment augmentée d'une distance "L" ou, en d'autres termes, elle s'accroît aux dépens de la section intermédiaire évasée,, cet accroissement augmentant la résistance à l'avancement de la matière dans la section de calibrage et ce dans le sens appro- prié pour compenser l'effet de l'usure de la filière.
Cependant., pour retirer des avantages réels de cette état de choses, l'angle inclus "A" de la section intermédiaire doit être calculé pour augmenter le diamètre de la section de calibrage du canal d'extrusion suffisaient pour correspondre à la mesure dans laquelle la section de calibrage se raccourcit par suite de l'usure de la face de compression de la filière et il doit de préférence dépasser ce taux de raccourcissement dans une mesure suffisante pour compenser également l'accroissement de diamètre de la section de calibrage du canal d'extrusion.
A titre d'exemple des valeurs et des dimensions utili- sées, on peut citer une filière utilisée pour extruder de la pulpe de betterave sucrière séchée dans laquelle la section de calibrage de chaque canal d'extrusion a un diamètre initial de 6,35 mm et une longueur initiale de 1,27 cm, l'épaisseur de la filière étant de 6,35 cm tandis que l'angle inclus ou angle d'évasement de la section intermédiaire du canal est de l'ordre de 3 34' et 48".
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Avec une filière conforme à l'invention, la longévi- té normale n'est plus déterminée par la perte de consistance du produit extrudé mais,' en grande partie.% par l'accroissement de diamètre de la section de calibrage du canal d'extrusion jus - qu'à un point où les surfaces de sa paroi deviennent rugueuses et'piquées ou jusqu'à ce que la filière soit excessivement af- faiblie par l'amincissement inévitable de la paroi séparant les canaux d'extrusion.
Comme la filière fonctionne, pendant le supplément de longévité qui lui est alloué avec des canaux d'extrusion présentant des sections de calibrage de diamètres accrus, les sections de relâchement des canaux d'extrusion sont de préférence d'un diamètre légèrement supérieur à leur diamètre initial afin de permettre et d'assurer une extrusion convenable dans ces con- di tions.
Bien que l'on puisse éventuellement prolonger ces sections évasées jusqu'à la face de sortie de la filière et ainsi éliminer entièrement la section de relâchement, il est compréhen- sible que ces sections évasées aient à se terminer à la face de sortie de la filière par des ouvertures de diamètre excessif et que, pour maintenir un écartement statique entre les canaux d'ex- trusion dans une filière classique dans de telles conditions, il faudrait prévoir un chevauchement considérable des sections éva- sées à l'approche de la face de sortie de la filière, ce qui af- faiblirait la filière.
Pour éviter un tel chevauchement, il faudrait nécessairement prévoir une séparation important entre les canaux d'extrusion et par conséquent réduire la capacité de la filière de manière correspondante. Pour cette raison, il est préférable que les sections évasées se terminent en des sec- tions de relâchement prévues dans.la face de sortio de la filière'
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Il ressort de la description qui procède que l'in- vention a atteint tous ses buts. L'écartement-minimum-entre les canaux d'extrusion et par conséquent la'capacité maximum de la filière peuvent être maintenus tandis que la longévité de la filière est nettement accrue.
Bien entendu, l'invention n'est en aucune manière limitée aux détails d'exécution décrits auxquels divers chan- gements et modifications peuvent être apportés sans sortir de son cadre.
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