Appareu pour traiter et mettre sous pression une matière a mouler en vue de son envoi
dans au moins un moule.
La présente invention est relative à un appareil pour traiter et mettre sous. pression une matière à mouler, par exemple une matière plastique, une matière alimentaire ou un métal ou alliage non ferreux, en vue de son envoi dans au moins un moule.
Selon l'invention, cet appareil comprend une pompe aspirante et foulante, un réservoir contenant la matière à traiter et à mettre sous pression, une canalisation destinée à tre raccordée à un moule et une vanne à au moins deux voies permettant de relier la pompe soit audit réservoir, soit à ladite canalisation.
L'appareil peut tre plongé totalement ou partiellement dans un bain-marie, par exem- ple un bain d'huile chauffé par une rampe à gaz, par des résistances électriques ou par toute autre source de chaleur quelconque.
Le bain-marie peut tre lui-mme entouré et supporté par une enveloppe contenant le moyen de chauffage et munie d'une entrée d'air.
L'appareil peut, en outre, tre muni d'un régulateur de température.
Une forme d'exécution de 1'appareil et des variantes d'un détail sont représentées, schématiquement et à titre d'exemple, dans le dessin annexé.
La fig. 1 est une vue en coupe schématique partielle de l'appareil dans le cas de utilisa- tion d'une pompe à mouvement alternatif.
La fig. 2 eil est uiie vue en perspective, en élévation.
La fig. 3 est une autre vue en perspective partielle, montrant la disposition d'une chemise récupératrice de la chaleur des produits de la combustion.
La fig. 4 représente une coupe en éléva- tion d'une forme d'exécution de la vanne, placée au fond du réservoir et représentée sehématiquement en fig. 1, cette vanne étant destinée à inverser le sens de la matière à mouler dans le cas où la pompe est à mouvement alternatif.
La fig. 5 représente une vue en coupe d'une autre forme d'exécution de la vanne qui est adjointe à une pompe rotative à mouvement continu, l'ensemble étant placé au fond du réservoir de matière représenté à la fig.].
Dans les fig. 1., 2 et 3, l'appareil comprend une enveloppe I qui affecte la forme d'un cylindre vertical, constitué par une tôle cin- trée et assemblée par tout moyen connu et approprié.
La hauteur du cylindre est telle que, l'en- veloppe étant posée sur le sol, les différents dispositifs de manoeuvre soient à la portée de l'opérateur. Elle est munie à sa base de deux pieds 2 et 2'assurant sa stabilité au cours de son emploi : dans ce but, les deux pieds sont écartés angulairement de 120 environ.
Aux deux tiers de sa hauteur, l'enveloppe 1 est percée d'une couronne d'ouvertures 4 destinées à permettre l'admission d'air pour une rampe à gaz 5 placée à la hauteur de ces ouvertures à l'intérieur de l'enveloppe.
Cette rampe est alimentée par une canalisation 6 traversant l'enveloppe et se terminant par un robinet de contrôle 7 muni d'un bout fileté 8, par lequel elle peut tre raccordée à une canalisation de distribution de gaz. Sur la canalisation 6 et à l'extérieur de l'appareil, peut tre dérivée une prise 28 permettant de raccorder un petit chalumeau pouvant servir à chauffer localement un point quelconque de l'appareil qui serait obstrué par de la matière plastique figée.
La partie supérieure de l'enveloppe porte un conduit 9 pour son raccordement à une chemise d'évacuation des gaz brûlés. I1 est bon, dans le but d'éviter un tirage excessif et d'empcher l'évacuation trop rapide de la chaleur développée par la rampe à gaz, de faire déboucher le conduit 9 dans une tuyauterie verticale 10 ouverte à sa partie inférieure.
Dans le cas où il est prévu une chemise récupératrice de chaleur 1' (voir fig. 3), celle-ci enveloppe complètement l'appareil ou tout au moins la partie chauffée de ce dernier ; mais cette chemise est disposée de manière à permettre l'arrivée de l'air frais nécessaire au fonctionnement de la rampe à gaz 6.
A une hauteur convenable, elle est munie du conduit 9'pour l'évacuation des résidus de la combustion.
A l'intérieur de l'enveloppe 1 et au-dessus de la rampe à gaz 5 est disposée une cuve 11, remplie d'huile et constituant un bainmarie. La section de cette cuve est légèrement inférieure à celle de l'enveloppe, de manière à ménager, entre elle et cette dernière, un espace suffisant pour la circulation des gaz chauds. Cette euve 11 est équipée d'un tube de niveau 24'dont l'extrémité supérieure débouche librement à l'air et qui porte, à sa partie inférieure, un robinet de vidange 25'.
Un régulateur de température non repré- senté, agissant sur le robinet de la conduite d'alimentation de la rampe à gaz 5, peut tre plongé dans le tube de niveau'9
Au centre de la cuve 11 est plaeé un réser- voir 12 destiné à recevoir une matière plastique ou autre matière à mouler ; une tubulure 13 est placée près du fond du réservoir 12 et le met en communication avec la partie inté- rieure d'un cylindre 14, également plongé dans la cuve 11.
Ladite tubulure 13 est reliée, d'une part, à une vanne à double voie 15 re- présentée sehématiquement à la fig. 1 et com- mandée par une manette 16 montée sur une tige 17, d'autre part, à un clapet à bille 18 placé à la partie inférieure du cylindre 14 qui est le cylindre d'une pompe.
Cette vanne 15 peut tre constituée, dans le cas d'une pompe à mouvement alternatif, par la forme d'exé- cution représentée à la fig. 4 et, dans le cas d'une pompe rotative, par la forme d'exécu- tionreprésentéeàlafig.5.A la fig. 1, on voit que dans le cylindre 14 peut coulisser un piston 19 attelé, au moyen d'une bielle 20 et d'un pivot 21, à un levier 3.
L'extrémité postérieure de ce levier 3 pivote en un point 22 situé sur le bord supérieur de l'enveloppe 1. L'autre extrémité du levier 3, destinée à tre saisie par l'opérateur, est munie d'une poignée 23. La vanne 15 est raccordée à une tuyauterie de refoulement 24 débouchant à la partie supérieure de l'appareil et terminée par un ajutage de sortie 27 dirigeant la matière fondue vers le moule.
Dans certains cas, notamment lors du moulage d'objets creux, il est indispensable, après l'écoulement d'un espace de temps nécessaire à la solidification partielle de la matière in jactée, de pouvoir laisser écouler le surplus de matière, resté fluide, se trouvant dans le moule ; cette opération sera réalisée en agissant de manière appropriée sur la vanne 15.
En effet, après refoulement et injection de la matière fluide dans le moule adapté sur l'aju- tage 27, il est nécessaire, dans le but auquel il est fait allusion plus haut, de faire refluer une certaine partie de la matière injectée ; cette opération est réalisée en faisant effeetuer une course aseendante, d'une valeur dé- terminée, au piston 19. Par la dépression ainsi créée, la matière plastique ou autre, contenue dans le moule, sera aspirée à condition que la vanne 15 établisse la communication entre le moule et le cylindre.
Le dessin et la description qui précèdent permettent de comprendre aisément le fonc- tionnement de l'appareil.
La masse de matière rendue fluide sous l'action de la chaleur qui lui a été communquée par son immersion dans le bain d'huile lui-mme chauffé par la rampe à gaz, est aspirée dans le cylindre de la pompe, par la dé- pression créée par la course ascendante du piston, manoeuvré par exemple à la main, au moyen du levier 3 placé à la partie supérieure de l'appareil, la vanne 15 étant ouverte de manière adéquate.
Lors de sa course descendante, le piston 19, sous l'action de la poussée appliquée par l'opérateur sur le levier, refoule la matière fluide au travers de la tuyauterie de refoulement 24 jusque dans le moule branché sur l'extrémité 27 de cette dernière, la vanne 15 étant dans la position appropriée.
Dans le cas de fabrication de pièces creu- ses, il est nécessaire de pouvoir mettre la tuyauterie de refoulement en dépression et, dans ce but, on agira sur la vanne à double voie 15 actionnée par le levier 1. 6, de façon à faire communiquer le moule avec le cylinde 14.
La cuve contenant la matière à mouler, ainsi que la pompe et sa tuyauterie de refoulement, étant plongées dans la cuve à huile, la mme température règne dans tout 1'ensemble, supprimant ainsi tout risque de coagulation ou de durcissement de la matière en un point quelconque du circuit.
Par ailleurs, la récupération de la chaleur radiée par les résidus de la combustion peut tre opérée par l'adjonction d'une chemise appropriée à cet objet.
On peut prévoir encore pour l'appareil l'une des variantes décrites ci-dessous :
1"Dans le cas où il est fait usage d'une pompe à mouvement alternatif, à commande manuelle, mécanique ou électrique, se composant d'un cylindre 14 dans lequel circule le piston 19, il. est avantageux de munir cette pompe d'un piston à faible course, notamment lorsqu'il s'agit de mouler de petites pièces et de donner à la vanne 15 la forme d'exécution représentée en fig. 4 qui sera dé- crite en détail plus loin.
2 Si, au lieu d'une pompe alternative, on se sert d'une pompe rotative à débit continu. la vanne 15 aura la forme d'exécution representée en fig. 5, dont la description détaillée est donnée plus loin.
Indépendamment des moyens de chauffage déjà définis précédemment, la matière à mouler peut tre chauffée électriquement ou par tout autre moyen approprié.
Un régulateur de température est, de préférence, installé directement soit sur la cuve à huile, soit sur le bain de sel ou soit encore sur le creuset, suivant, le cas.
Dans le cas de matières susceptibles d'tre moulées au moyen de l'appareil faisant l'objet de l'invention, qui ne sont fluides ou liquides qu'à basse température et durcissent à chaud, le bain d'huile, au lieu d'tre chauffé, sera au contraire soit refroidi, par r exemple par une circulation d'eau froide dans un serpentin placé dans ledit bain, soit réfri- géré suivant l'un quelconque des procédés de réfrigération connus et usuels.
La matière est, dans ce cas, injectée à basse température dans les moules où elle se solidifie, lesdits moules étant chauffés à la tempé- rature convenable, soit par l'application d'une résistance électrique, soit par préchauffage dans un four approprié ou par tout autre moyen approprié.
Il s'ensuit que le moulage en creux de ces produits s'effectue de la mme manière que celui des matières traitées à chaud, c'est à-dire que l. a matière, arrivant en contact avec le moule chauffé, se solidifie partiellement et qu'il est possible, à ce moment, de laisser écouler ou d'aspirer au moyen de la pompe, la matière restée fluide à l'intérieur de l'objet moulé.
On peut traiter de cette façon, notamment les matières plastiques durcissant à chaud, les pâtes à biscuit qui, injectées à froid, sont cuites dans le moule, etc.
La vanne 15, représentée à la fig. 4, est disposée au fond du réservoir 12 (voir la fig. 1) et elle est raccordée au cylindre 14 de la pompe à mouvement alternatif (repères 14 et 19 de la fig. 1) et à la canalisation 24 allant au moule.
Elle se compose d'un corps 29 métallique, par exemple en acier inoxydable, obtenu par moulage, forgeage, estampage ou tout autre procédé de fabrication approprié, et eompre- nant une tige filetée 30 percée diamétrale- ment de canaux 31, 32 et 33, les canaux 32 et 33 étant décalés de 90 par rapport au canal 31, et d'un évidement longitudinal 34 ouvert à l'extrémité inférieure de la tige et débouchant sur la partie latérale de la tige par un canal 35 rigoureusement parallèle au canal 31.
Dans le corps 29 de la vanne sont ménagés, d'une part, un premier canal 36 d'aspiration, se divisant en deux branches dont la premièvre 37, disposée à la partie inférieure du corps, correspond au canal 35 percé dans la tige 30 et dont la seconde, 38, correspond au canal 33 ; d'autre part, un second canal 39, de refoulement, se divise également en deux branches, dont lune, 40, correspond avec le canal 32 percé dans la tige 30, tandis que la seconde, 41, dirigée perpendiculairement à la première, est commandée par un clapet de retenue 42 à bille, placé à la base d'un troisième canal 43 coudé à angle droit pour cor respondre au canal 31, percé dans la tige 30.
Une soupape de sûreté 47, débouchant dans le réservoir 12, est disposée à l'entrée clu canal 39.
Au-delà de la tige 30, le canal 38 est prolongé par un canal 38'raccordé à la canalisation de refoulement 24 ; le canal 40 est prolongé par un canal 40'équipé d'un clapet à bille 44 et d'une soupape de sûreté 45 qui dé- bouche dans le réservoir 12 ; le canal 43 est prolongé en 43'et débouche dans le canal 38' raccordé à la tuyauterie de refoulement 24.
Sur le canal 43'est branchée une cloche à air 46 faisant fonction de chambre d'équilibre.
Le fonctionnement de cette vanne est le suivant : la tige 30 est manoeuvrée par une tige 17 traversant, dans toute sa hauteur, le réservoir 12 et se terminant par une manette 1. 6 disposée à la partie supérieure de l'appareil, de manière à se trouver à la portée de la main de l'opérateur.
Pour le moulage de pièces pleines, la tige 30 est tournée de manière que les canaux 37 et 43 soient en communication, respectivement, avec les canaux 35 et 43'. Dans cette position de la tige, les canaux 38 et 40 sont obturés. La matière fluide se trouvant dans le réservoir 1'est aspirée par la pompe à tra- vers les canaux 34, 35, 37,36 et 13 et refoulée par la mme pompe à travers les canaux 39, 43, 31,43', le clapet à bille 18 se fermant et le clapet à bille 42 se soulevant pour permettre à la matière d'tre refoulée vers la tuyauterie de refoulement 24 à l'extrémité de laquelle est adapté le moule.
Pour le moulage en creux, après avoir procédé comme décrit ci-dessus, la tige 30 est tournée d'un quart de tour (90 ) ; dans cette nouvelle position, les. canaux 37 et 43 sont obturés, tandis que les eanaux 38 et 40 sont t mis en communication, respectivement, avec les canaux 38'et 40'. La pompe continuant à fonctionner, son aspiration se fera sentir par les canaux 38 et 38'et la canalisation 24, dans le moule mme, adapté à l'extrémité de cette dernière canalisation et enlèvera, par conséquent, la partie de matière non encore solidifiée que contient ce moule ;
cette matière pourra ensuite tre refoulée par la pompe par les canaux 39,40 et 40', le clapet 44 et la soupape de sûreté 45, dans le réser- voir 12.
La soupape de sûreté 47, disposée à l'entrée du canal de refoulement 39, a pour but de parer à toute augmentation fortuite de la pression de refoulement. de la matière.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 5, la pompe à mouvement alternatif est remplacée par une pompe à débit continu 48 du type à engrenages . 49 est l'un des engrenages de la pompe ; il est porté par l'axe 50 actionné, par exemple, par un moteur élec- triqne à régime lent ou equipe d'nn reduc- teur de vitesse, non figuré au dessin. Un robinet à quatre voies remplaçant, pomme dit. plus haut, la vanne 15, fait corps avec la pompe à engrenages et il est raccordé à cette dernière par des canaux convenablement disposes. L'ensemble forme par la pompe et le robinet est disposé au bas du réservoir 12 et, par conséquent, plongé complètement dans la matière à mouler.
Ce robinet à quatre voies se compose d'un corps métallique 51, par exemple en acier inoxydable, et d'une tige filetée 52, per cée diamétralement de canaux 53,54 et. 55, les canaux 53 et 55 étant décalés de 90 par rapport au canal 54, et d'un évidement longitu- dinal 56 ouvert à l'extrémité inférieure de la tige 52 et débouchant dans la partie latérale de cette tige par un canal 57 rigoureusement parallèle au canal 54.
Dans le corps du robinet sont ménagés un canal 58 raccorde à la partie inférieure de la chambre d'aspiration de la pompe 48, un canal 59 raccordé à la partie supérieure de la chambre d'aspiration de ladite pompe et deux canaux 60 et 61 raccordés à la chambre de refoulement de la pompe.
Le canal 58 correspond au canal 57 de la tige 52 et permet, pour une position déterminée de cette dernière, de mettre la ehambre d'aspiration de la pompe en communication avec le réservoir 12 contenant la matière fluide.
Le canal 59 correspond au canal 53 percé dans la tige et il est prolongé au-delà de cette dernière par un canal 59'et débouche dans le conduit 62 raccordé à la canalisation de refoulement 24.
Le canal 60 correspond au canal 54 percé dans la tige 52 et il est prolongé au-delà de cette dernière en 60'pour déboucher également dans le conduit 62. Une soupape de Sll- reté 63 est placée dans le canal 60', de manière à déboucher dans le réservoir 12. Enfin, le canal 6l correspond au canal 55 de la tige et il est prolongé en 61-'potier déboucher librement dans le réservoir 12
L'ensemble compose de la pompe 48 et du robinet à quatre voies 51 fonctionne de la manière. suivante :
La tige 52 est manoeuvrable par lintermé- diaire de la tige 17 traversant le réservoir 12 ? dans toute sa hauteur et se terminant par la manette 16 disposée à la partie supérieure de l'appareil.
Pour le moulage de pièces pleines, la tige 52 est tournée de manière que les canaux 58 et 60 soient en communication, respectivement avee les canaux 57 et 60'. Dans cette position de la tige, les canaux 61 et 59 sont obturés.
La matière contenue dans le réservoir 2 est aspirée par la pompe 48 à travers les canaux 56,57,58 et refoulée, par la mme pompe, à travers es canaux 60,54,60', 62 et la tuyauterie de refoulement 24, à l'extrémité de laquelle est adapté le moule, la soupape 63 restant fermée.
Pour le moulage en creux, la tige 52 est tournée d'un quart de tour (9011) ; dans cette nouvelle position, les canaux 58 et 60 sont obturés, tandis que les canaux 59 et 61 sont mis en communication, respeetivement, avee les canaux 59'et 61'.
La pompe 48 fonctionnant sans interrup- tion, son aspiration se fera sentir, après la manoeuvre susdite de la tige, par les canaux 59,53,59'et la canalisation 24, dans le moule adapté à l'extrémité de cette dernière canalisation et enlèvera, par conséquent, la partie de la matière contenue dans le moule qui n'est pas encore solidifiée et qui sera ensuite refoulée par la pompe dans le réservoir 1 2 par les canaux 61,55 et 61'. La soupape de sûreté.
63 a pour effet de parer à toute élévation for tuite de la pression de refoulement de la matière.
L'appareil ainsi décrit convient particulièrement pour le moulage de petits objets en matières thermoplastiques.
La matière plastique déposée dans le réservoir est fondue sous l'action de la chaleur et elle est aspirée par la pompe et refoulée par cette dernière dans un moule extérieur.
Le mme appareil peut tre utilise pour le moulage de produits alimentaires, comme par exemple le chocolat ou autres produits.
Il peut également tre adapté pour la fa brication et le moulage sous pression d'objets en métaux non ferreux tels que : alliages de plomb, d'étain, de zinc et autres. Dans ce cas, le bain d'huile est remplacé par un sel (eya- nure ou autre) permettant d'atteindre la tem- pérature plus élevée nécessaire à la fusion du métal ou de l'alliage à injecter.
Il est, d'autre part, possible de réaliser un appareil basé sur le mme principe, pour l'injection ou moulage sous pression d'objets en laiton, bronze, aluminium et autres métaux non ferreux similaires en remplaçant le réservoir destiné à contenir la matière à mouler, ainsi que la cuve du bain-marie par un creuset en graphite et en munissant l'appareil d'un brûleur muni d'une soufflerie et agissant directement sur le creuset. Ce dernier sera réalisé de manière que la pompe d'injec- tion avee sa tuyauterie de refoulement puisse tre plongée dans la matière en fusion, les pièces métalliques en contact avee cette dernière étant fabriquées en un acier inoxydable résistant aux hautes températures.