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ETRE
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Trai
(5)
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Appa
(5)
[9][_]
Rela
(3)
[10][_]
Fert
(2)
[11][_]
Tric
(1)
[12][_]
Sepa
(1)
[13][_]
Physical
(21/ 35)
[14][_]
de 2,54 cm
(4)
[15][_]
de 6,22 cm
(4)
[16][_]
0,64 cm
(3)
[17][_]
de 907 kg
(3)
[18][_]
20 s
(2)
[19][_]
de 0,64 cm
(2)
[20][_]
de 3,81 cm
(2)
[21][_]
1,72 M
(2)
[22][_]
0,03 cm
(1)
[23][_]
0,06 cm
(1)
[24][_]
140 s
(1)
[25][_]
158 s
(1)
[26][_]
250 s
(1)
[27][_]
230 s
(1)
[28][_]
de 35,56 cm
(1)
[29][_]
65 cm
(1)
[30][_]
22 cm
(1)
[31][_]
2,54 cm
(1)
[32][_]
de 1,27 cm
(1)
[33][_]
10,35 M
(1)
[34][_]
20,7 M
(1)
[35][_]
Molecule
(2/ 3)
[36][_]
nexion
(2)
[37][_]
DES
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519290A1
Family ID 2058817
Probable Assignee Usm Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title APPAREIL ROTATIF, PRESENTANT UN INTERVALLE RELATIVEMENT GRAND
ENTRE SES PARTIES STATIONNAIRE ET ROTATIVE, POUR LE TRAITEMENT D'UNE
MATIERE POLYMERE OU PLASTIQUE
Abstract
_________________________________________________________________
APPAREIL ROTATIF POUR LE TRAITEMENT D'UNE MATIERE POLYMERE OU
PLASTIQUE.
L'APPAREIL COMPORTE UN ELEMENT ROTATIF 12, 14 PORTANT PLUSIEURS CANAUX
21, 23, 25, 27 ET UN ELEMENT STATIONNAIRE 16 PRESENTANT UNE SURFACE 38
D'ENCEINTE COAXIALE AGENCEE POUR COOPERER EN SERVICE AVEC LES CANAUX
AFIN DE CONSTITUER PLUSIEURS CONDUITS FERMES. L'INTERVALLE 130 ENTRE
LA SURFACE ROTATIVE 20 PORTANT LES CANAUX ET LA SURFACE 38 EST
RELATIVEMENT GRAND ET PERMET UN ECHANGE DE QUANTITES RELATIVEMENT
IMPORTANTES DE MATIERE ENTRE LES CONDUITS DE TRAITEMENT DE LA MATIERE.
CET ECHANGE ASSURE UN MELANGEAGE PARTICULIEREMENT EFFICACE ET INTENSE
DE LA MATIERE, QUI PEUT ETRE SOUMISE A DES CONDITIONS DE CISAILLEMENT
ELEVEES ET DE HAUTES TEMPERATURES.
APPLICATION: FUSION ET MELANGEAGE D'UNE MATIERE POLYMERE ETOU
PLASTIQUE.
Description
_________________________________________________________________
1 2 2519290
La presente invention concerne un appareil de traite-
ment Plus precisement, l'invention concerne un perfectionne-
ment apporte a des appareils rotatifs particulierement utiles
pour le traitement de matieres plastiques et polymeres.
Les appareils rotatifs de traitement sont connus en pratique Des
details concernant de tels appareils sont decrits dans les brevets
US-A-4 142 805, US-A-4 194 841,
US-A-4 207 004, US-A-4 213 709, US-A-4 227 816, US-A-4 255 059,
US-A-4 289 319 et US-A-4 300 842 Des elements essentiels du conduit
individuel fondamental de traitement des appareils rotatifs decrits
dans les brevets precites comprennent un element rotatif portant au
moins un canal de traitement et un element stationnaire presentant une
surface d'enceinte coaxiale agencee pour former en service avec le
canal 'un conduit ferme dans lequel s'effectue un traitement de la
matiere L'element stationnaire comporte une entree pour l'introduction
de la matiere dans le conduit et une sortie pour la decharge de la
matiere de ce conduit Un element, assurant un blocage de la matiere et
une surface formant paroi
terminale et destinee a 1-a collecte de la matiere, sont egale-
ment associes a l'element stationnaire et agences pres de la sortie;
ils sont destines-a bloquer le mouvement de la matiere introduite dans
le conduit et a cooperer avec les parois du canal mobile en vue
d'etablir un mouvement relatif entre la matiere arretee ou bloquee et
les parois du ou des canaux mobiles Cette action commune permet
d'entrainer vers l'avant, vers la surface formant paroi terminale, la
matiere
se trouvant en contact avec les parois mobiles pour un rassem-
blement de collecte de cette matiere et/ou pour son traitement
regle et/ou sa decharge.
Comme decrit dans les brevets precites, les conduits
de traitement offrent des possibilites tres diverses de trai-
tement des polymeres Les conduits peuvent etre adaptes en vue
d'effectuer avec efficacite des operations de traitement
de polymeres comme de la fusion, du melange, de la pressuri-
sation, du pompage, de l'elimination des matieres volatiles et de
l'homogeneisation, notamment, ainsi que pour ajouter d ingredients aux
matieres traitees dans le conduit ou pour
enlever des ingredients de ces matieres.
La presente invention vise des appareils rotatifs d'un modele nouveau
et perfectionne, offrant des avantages speciaux, en termes
d'efficacite ou de rendement, de qualite du produit et des
caracteristiques globales de traitement,
au cours des operations de traitement de matieres polymeres.
Les appareils rotatifs de traitement, selon la pre-
sente invention, comprennent un element rotatif portant
plusieurs canaux annulaires et un element stationnaire presen-
tant une surface d'enceinte coaxiale agencee pour cooperer en service
avec les canaux de maniere a presenter des conduits
fermes dans lesquels s'effectue un traitement de la matiere.
Les conduits ainsi formes sont destines a constituer plusieurs
conduits formant un etage de traitement qui peut etre intercon-
necte a un autre etage de traitement comportant des conduits
formes avec d'autres canaux portes par le rotor Chaque con-
duit d'un etage de traitement comprend une entree, une sortie
et un element de blocage de canal associes a l'element station-
naire et agences de maniere a permettre l'entralnement vers l'avant,
par les parois du ou des canaux rotatifs, de la matiere introduite
dans l'entree vers l'element de blocage
en vue d'une decharge de sortie du conduit.
Une caracteristique distinctive importante des etages
des appareils rotatifs de traitement selon la presente inven-
tion implique l'existence d'un intervalle ou jeu entre la sur-
face rotative portant les canaux des conduits de traitement d'un etage
de traitement et la surface stationnaire d'enceinte coaxiale Selon
l'invention, l'intervalle est relativement large et il est destine a
permettre des echanges de quantites importantes de la matiere entre
des conduits de l'etage de traitement en cause La matiere subissant un
tel echange par passage dans l'intervalle relativement large entre les
conduits peut etre fondue, non fondue ou partiellement fondue, et cet
echange des parties de la matiere s'effectue sur la quasi.
totalite des parties de la circonference du conduit au cours de la
rotation Cet echange assure un malaxage particulierement
3 2519290
efficace et intense de la matiere traitee dans l'etage en cause.
De plus, la matiere ainsi soumise a echange passe dans une region de
l'appareil capable d'engendrer des conditions de cisaillement eleve et
de grandes temperatures pour effectuer un traitement de la matiere
ainsi soumise a echange L'utilisa- tion efficace de cette region
augmente la surface globale de contact et de traitement de l'appareil
et donne un etage dont
le rendement global de traitement est hautement ameliore.
Une autre caracteristique importante des etages de traitement faisant
partie de l'appareil rotatif perfectionne de la presente invention,
implique la presence d'un nouveau canal de collecte de la matiere de
fuite, dispose et adapte en vue de maitriser efficacement la fuite de
matiere de l'appareil vers l'exterieur et egalement en vue d'ameliorer
la qualite de la matiere traitee ainsi produite.
Des details concernant les nouveaux appareils rota-
tifs de la presente invention, ainsi que les avantages qu'ils
permettent d'obtenir, se comprendront plus completement a
l'examen de la description detaillee suivante des formes prefe-
rees de realisation, presentees a titre illustratif et nulle-
ment limitatif en regard des dessins annexes sur lesquels la figure 1
est une-coupe d'un appareil rotatif comportant le nouvel etage
perfectionne selon l'invention; la figure 2 est une coupe simplifiee,
le long de la ligne 2-2 de la figure 1, de l'appareil rotatif de
traitement represente sur la figure 1; la figure 3 est une coupe
simplifiee, le long de la ligne 3-3 de la figure 1, d'un conduit de
l'appareil rotatif de traitement represente sur la figure 1; la figure
4 est une coupe simplifiee, le long de la ligne 4-4 de la figure 1,
d'un canal de collecte de l'appareil rotatif de traitement represente
sur la figure 1; la figure 5 est une vue schematique simplifiee de
l'interconnexion, a l'aide d'une gorge de transfert de matiere, du
canal de collecte de la figure 4 avec un conduit d'un etage de
traitement, les fleches indiquant la direction d'ecoulement de la
matiere du canal vers le conduit;
4 2519290
la figure 6 est une coupe d'un segment de rotor entre des conduits de
l'etage de l'appareil de la figure 1 et cette figure illustre une
forme de realisation de l'appareil de l'invention dans laquelle le
rotor porte un canal de collecte de matiere soumise a echange; la
figure 7 est une coupe simplifiee, le long de la
ligne 7-7 de la figure 6, de la forme de realisation represen-
tee sur la figure 6
la figure 8 est un schema simplifie de l'intercon-
nexion, a l'aide d'une gorge de transfert de matiere) du canal de
collecte de la figure 6 avec un conduit d'etage de traitement, des
fleches indiquant la direction d'ecoulement de la matiere du canal
vers le conduit; la figure 9 est une coupe de l'appareil rotatif a
plusieurs etages, montrant un agencement des conduits cons-
tituant un premier etage de traitement selon la presente invention, un
second etage et un troisieme etage la figure 10 est une vue en
perspective, partiellement en coupe avec arrachement-de certaines
parties, de l'appareil rotatif a plusieurs etages de traitement
represente sur la figure 9 la figure Il est une coupe simplifiee, le
long de la ligne 11-11 de la figure 10, de l'appareil rotatif a
plusieurs etages represente sur la figure 10 la figure 12 est une
coupe simplifiee, le long de
la ligne 12 '-12 ' de la figure 9, de l'appareil rotatif repre-
sente sur la figure 9; la figure 13 est une coupe simplifiee, le long
de
la ligne 13-13 de la figure 9, de l'appareil rotatif de trai-
tement represente sur la figure 9;
la figure 14 est un schema simplifie de l'intercon-
nexion, a l'aide de gorges de transfert de matiere, des con-
duits de traitement de l'appareil rotatif a plusieurs etages
de traitement represente sur la figure 9, des fleches indi-
quant la direction de l'ecoulement de la matiere d'un conduit vers un
autre la figure 15 est une coupe simplifiee, le long des
2519290
la ligne 15-15 de la figure 9, d'un appareil rotatif de trai-
tement represente sur la figure 9; et la figure 16 est une coupe
simplifiee, le long de
la ligne 16-16 de la figure 9, de l'appareil rotatif de trai-
tement represente sur la figure 9. Le nouveau modele d'appareils
rotatifs de traitement selon la presente invention est represente dans
sa forme la plus large sur les figures 1,2 et 3 En se referant tout
d'abord a la figure 1, on voit que les nouveaux appareils rotatifs de
la presente invention comprennent un element
rotatif comportant un rotor 12 monte sur un arbre 14 d'entrai-
nement en-vue d'une rotation au sein d'un element stationnaire
comportant une enveloppe ou un corps 16 Le rotor 12 porte plusieurs
canaux 21,23,25 et 27 de traitement, presentant chacun des parois
laterales opposees s'etendant de la surface du rotor vers l'interieur
Un dispositif destine a faire tourner le rotor 12 est montre
simplement en M (figure 1), puisqu'un tel dispositif est d'un type
convenable, couramment utilise pour faire tourner des extrudeuses ou
un appareil semblable de traitement des matieres polymeres, et que de
tels dispositifs sont bien connus de l'homme du metier.
L'enveloppe 16 de l'element stationnaire presente une surface 38
d'enceinte coaxiale agencee pour cooperer avec -la surface du rotor
afin de former avec les canaux 21,23,25 et 27
des conduits fermes 22,24,26 et 28, respectivement, de traite-
ment de la matiere Les conduits 22,24,26 et 28 constituent l'etage de
traitement des appareils rotatifs de la presente
invention, et cet etage de traitement peut s'adapter particu-
lierement bien a un traitement comportant une fusion des
matieres polymeres introduites dans l'appareil.
En se referant maintenant a la figure 3, on voit qu'une matiere telle
qu'une matiere polymererendue ou non plastiqueest introduite de facon
appropriee dans l'etage de traitement (fusion) des appareils rotatifs
de la presente
invention a partir d'une tremie (non representee) qui communi-
que avec une admission 42 Comme represente sur la figure 3,.la surface
coaxiale 38 de l'enveloppe 16 est cylindrique
6 2519290
sur la plupart de son etendue, mais elle cbmporte de prefe-
rence des depouilles 44 qui s'etendent, de preference, sur les parties
des canaux 21,23,25 et 27 et de l'admission 42 adjacente Les
depouilles 44 ont une largeur telle que leurs parois laterales 46 '
s'etendent sur des parties cylindriques du rotor 12 pour former des
chambres d'admission destinees a faciliter l'introduction des solides
de la matiere polymere
dans chaque conduit du premier etage.
En service, de la matiere est introduite, par l'admis-
sion 42, par gravite ou par alimentation de force dans l'appareilet
les depouilles 44 la dirigent dans les canaux 21, 23, 25 et 27 C'est
ce qui est represente sur la figure 3, laquelle montre un conduit 24
de l'etage de fusion, qui
presente les memes dimensions et le meme agencement des ele-
ments structurels que les autres conduits 22, 26 et 28 destines a
faire fondre la matiere Chaque conduit de l'etage de fusion comprend
un element 48 de blocage de canal dispose pres d'une
sortie 50 Un intervalle s'etendant sur la majeure partie de -
la circonference (exterieure) du conduit separe les sorties
50 de chaque conduit de l'admission 42.
Comme represente (figures 1,2 et 3), chaque element 48 de blocage
presente une surface 52 formant paroi terminale a role de blocage de
matiere dans chaque conduit de l'etage
de fusion Donc, en service, le mouvement de la masse princi-
pale de matiere introduite dans chaque conduit de l'etage de fusion
est bloque, et un mouvement relatif s'etablit entre
les parois des canaux mobiles et la matiere ainsi bloquee.
Le mouvement relatif ainsi etabli engendre par frottement de la
chaleur au niveau des parois mobiles et au sein de la masse de matiere
De plus, les parois des canaux des conduits de l'etage de fusion, et
de preference, la totalite des parois des canaux de l'appareil, sont
normalement chauffees, par exemple par un fluide de transmission de
chaleur alimentant de facon connue des chambres 6 (figure 1) On peut
trouver dans les brevets precites US-A-4 142 805 et US-A-4 194 841
des details concernant des dispositifs convenables de chauffage.
Normalement, l'action des parois des canaux provoquant
7 2519290
un entrainement de la matiere vers l'avant cree une accumula-
tion de pression s'etablissant progressivement le long du conduit, et
le maximum de pression est habituellement atteint dans chacun des
conduits de fusion au niveau de la surface 52 de l'element 48 de
blocage La surface 52 est faconnee et dimensionnee, ou adaptee d'une
autre facon, de maniere a arreter et collecter la matiere en vue de la
decharge de
celle-ci par la sortie 50 du conduit.
Des dispositifs destines a commander la decharge de la matiere sont
agences de maniere a communiquer avec la ou les sorties 50, Les
dispositifs de commande de decharge sont destines a commander le debit
de decharge et/ou la pression de decharge afin de coordonner le debit
et/ou la pression avec la surface de traitement et la vitesse de
rotation ainsi que les proprietes de la matiere soumise a ce
traitement pour developper une pression de decharge et assurer le
degre voulu de traitement (notamment, dans ce cas, de fusion) de la
matiere- Un dispositif convenable de commande de decharge peut
comprendre le choix de la dimension de l'orifice 50 de sortie ou une
vanne d'etranglement ou une buse d'extrusion ou une filiere disposee
de maniere a decharger la matiere de la sortie au debit voulu de
decharge et/ou a la pression
voulue de decharge.
Dans la description apparaissant jusqu'a present,
une fusion est obtenue a l'aide d'une surface de traitement par fusion
qui est principalement delimitee par les parois des canaux Cependant,
selon la-presente invention, on obtient
un meilleur rendement global de la fusion en utilisant effica-
cement une surface supplementaire de contact d'elements de l'etage de
traitement pour obtenir le melangeage et la fusion de la matiere
soumise a traitement On obtient l'amelioration du rendement global de
melangeage et de fusion en ajustant de maniere selective l'intervalle
de jeu entre les surfaces du rotor situees entre les canaux 21,23,25
et 27, d'une part, et les parties de la surface 38 en assurartd entre
ces
surfaces une cooperation permettant de realisler un etage parti-
culierement efficace pour le traitement et qui presente
8 2519290
des caracteristiques globales ameliorees pour la fusion.
Comme on le voit mieux sur la figure 1, un intervalle de jeu entre la
surface 20 du rotor 12 et la surface 38 de l'element 16 est
relativement large, en particulier lorsqu'on le compare a un
intervalle 152 de jeu forme entre des surfaces terminales du rotor 12
et la surface 38 Par exemple, dans un appareil rotatif representatif
comportant un etage de fusion selon la presente invention,
l'intervalle de jeu peut etre d'environ 0,64 cm ou davantage, alors
que l'intervalle 132 de jeu peut etre d'un ordre de grandeur
d'environ 0,03 cm a environ 0,06 cm.
Un intervalle de jeu 130 relativement large entre la surface 38
d'enceinte stationnaire et la surface 20 du rotor 12 portant les
canaux de l'etage de fusion constitue une caracteristique distinctive
de l'invention et offre deux avantages speciaux Le large intervalle
est destine a assurer
un melangeage particulierement efficace de la matiere en per-
mettant des echanges mutuels de quantites importantes de matiere entre
les conduits de l'etage de fusion L'echange mutuel cree une action de
melangeage intense qui est illustree sur la figure 2, sur laquelle des
fleches indiquent le type d'ecoulement qui peut se produire a
differents moments pour assurer l'echange de matiere entre les
conduits de l'etage de fusion Comme represente, il existe un echange
force d'un large volume de matiere vers les conduits de l'etage de
fusion et en provenance de ces conduits, en passant par les
surfaces 20 entre les canaux 21,23,25 et 27.
En plus d'assurer un melangeage intense de la matiere traitee, les
larges intervalles de jeu constituent en outre
des surfaces hautement efficaces pour les etages de traite-
ment de l'invention Dans les conditions de l'echange de matiere, les
intervalles 130 deviennent des regions dans lesquelles des conditions
de cisaillement eleve et de grande chaleur de frottement sont
engendrees, ce qui assure des conditions de fusion maximisee pour un
echange de matiere La matiere ayant subi l'echange entre les conduits
de fusion en passant par l'intervalle 130 de jeu peut etre
9 2519290
de la matiere fondue, non fondue ou partiellement fondue, et l'echange
se produit sur la quasi-totalite des parties de la
circonference de chaque conduit rotatif de l'etage de fusion.
Donc, des appareils rotatifs comportant les etages perfection-
nes de fusion de la presente invention presentent une surface de
contact&#x003E; pour le traitement de la masse fondue, nettement
accrue et capable de traiter la matiere polymere dans des con-
ditions de fusion maximisee.
Dans le passe, on a evite des intervalles de jeu rela-
tivement grands entre la ou les surfaces 20 de rotor et la surface
d'enceinte 38 Cet evitement a ete dicte par le risque de fuite vers
l'exterieur ce qui, comme indique dans les brevets precites des
EtatsUnis d'Amerique, constitue un probleme
potentiel dans les appareils rotatifs de traitement Normale-
ment, on utilise des joints, en particulier les joints decrits
dans le brevet precite US-A-4 300 842, pour diminuer efficace-
ment et maitriser une fuite vers l'exterieur qui emprunterait des
intervalles 132 relativement etroits de jeu entre les sur faces
extremes du rotor et de l'enveloppe L'utilisation d'intervalles de jeu
relativement grands entre le rotor et l'enveloppe souleve des
problemes en termes de conception et de calcul, de cout et
d'efficacite des joints destines a maitriser une fuite vers
l'exterieur Les etages de fusion de la presente invention constituent
une caracteristique speciale
destinee a diminuer efficacement et a maitriser, de facon rela-
tivement simple mais hautement efficace, une fuite vers l'exte-
rieur Cette caracteristique speciale est un perfectionnement important
qui permet une utilisation efficace d'intervalles de jeu relativement
grands pour assurer un melangeage intense ainsi qu'une augmentation
importante de la surface hautement efficace de traitement pour les
etages de fusion de la presente invention. Comme represente sur les
figures 1,2 et 4, un canal de collecte de la matiere en fuite est
positionne a chaque surface extreme 20 du rotor 12 pres des conduits
22 et 28 Les canaux 140 de collecte presentent des parois 142 et 144 A
chaque extremite du rotor 12, la paroi 142 du canal 140 commu-
2519290
nique avec la surface 20 s'etendant entre le canal 21 et le canal 140
A l'autre extremite, le canal 140 communique avec
la surface 20 s'etendant entre le canal 27 et le canal 140.
Aux deux extremites du rotor 12, la paroi 144 du canal 140 s'etend
vers le haut au-dessus de la hauteur de la paroi 142
et se termine aux surfaces extremes 20 du rotor 12 qui delimi-
te l'intervalle 132 entre les surfaces 20 et 38 Comme repre-
sente (voir figure 1), des joints 133, qui sont de preference du type
decrit dans le brevet precite US-A-4 300 842, sont
portes par la surface 20 pour assurer l'etancheite de l'inter-
valle 132 Dans le modele et l'agencement representes, la matiere
provenant des conduits 22 et 28 et qui passe sur les surfaces 20
voisines des canaux 140 sera collectee par les canaux 140 avant que
cette matiere n'atteigne la region de l'intervalle 132 Les canaux 140
preferes pour la collecte sont relativement etroits et destines a
assurer un pompage
efficace de la matiere eventuellement collectee a la circon-
ference du canal.
Comme represente sur la figure 4, la matiere collec-
tee dans le canal 140 est entrainee vers l'avant par les parois
mobiles 142 et 144 vers une surface 146 formant paroi extreme d'un
element 148 de blocage de matiere Comme mentionne, la forme
geometrique du canal 140 est choisie de maniere que, a n'importe
quelle vitesse donnee du rotor, la matiere collectee soit efficacement
pompee ou entrainee vers l'avant, vers l'element 148 de blocage La
matiere collectee dans le canal 140 et bloquee a la surface 146 est
dechargee du canal par une sortie de ce canal La sortie du canal de
collecte peut etre agencee de maniere a decharger la matiere du canal
140 directement de l'appareil ou bien la matiere provenant du canal de
collecte peut etre transferee vers un conduit, tel qu'un conduit
adjacent de traitement, pour etre dechargee du conduit ou pour etre
recyclee, avec de la matiere, dans le
conduit de traitement.
Un agencement prefere pour la decharge de la matiere du canal 140 est
represente sur la figure 5 o l'on voit que la matiere collectee a la
surface 146 est dechargee des canaux h 2519290
par des gorges 150 de transfert Une gorge 150 de trans-
fert est formee dans la surface 38 coaxiale pres des surfaces 146 Les
extremites ouvertes des gorges 150 sont disposees de maniere a
recevoir la matiere collectee aux surfaces 146 et a convoyer la
matiere ainsi recue sur les surfaces 20 pour la decharger dans la
region de l'entree des conduits 22 ou
28 adjacents Comme on le voit mieux sur la figure 5, l'extre-
mite ouverte d'une gorge 150 de transfert s'etend parallele-
ment a l'axe du rotor 12 dans la region du canal 140 en amont de la
surface 146, puis s'etend transversalement a l'axe du rotor 12 en
travers de la surface 20 puis parallelement a l'axe du rotor 12 dans
la region du canal 21 (ou 27) en aval de l'element 48 de blocage
Lorsqu'elle est ainsi disposee, la gorge 150 constitue une sortie de
decharge de la matiere collectee a la surface 146 et une entree
destinee a alimenter, en matiere collectee, la region d'entree a basse
pression
du conduit 22 (ou 28).
Il ressort de la description ci-dessus que les nou-
veaux etages de fusion selon la presente invention peuvent presenter
une surface supplementaire de traitement assurant une efficacite
speciale de la fusion L'augmentation est
obtenue du fait d'une conception de dessin assurant des inter-
valles 130 relativement grands permettant a la matiere de passer
librement sur la surface 20 entre chaque conduit de fusion et sur les
surfaces 20 aux regions d'extremite de la
partie du rotor portant les conduits a role de fusion L'appa-
reil comporte des canaux de collecte qui sont dessines, agences et
adaptes en vue de collecter la matiere passant par les intervalles 130
de jeu pres des regions extremes du rotor 12 Les canaux collectent et
enlevent la matiere des regions extremes et ils pompent rapidement la
matiere ainsi collectee vers la surface 146 de paroi extreme, la
matiere ainsi collectee etant ensuite transferee a l'admission 42 des
conduits extremes 22 et 28 Donc, les canaux de collecte diminuent et
maitrisent efficacement le risque de fuite de la matiere vers
l'exterieur, en collectant continuellement et en enlevant la matiere
des regions extremes du rotor, a
12 2519290
un debit qui empeche efficacement la matiere ainsi collectee
d'atteindre l'intervalle de jeu externe 132 On remarquera que les
sorties des conduits de traitement de la matiere et les sorties des
canaux de collecte sont axialement alignees et qu'une majeure partie
de la circonference des conduits de traitement separe les sorties des
entrees de ces conduits de traitement. En plus de maitriser et
combattre efficacement une fuite vers l'exterieur, les canaux de
collecte contribuent
egalement a ameliorer le rendement global de la fusion reali-
see dans les etages de fusion de l'appareil de la presente
invention Dans le fonctionnement decrit des canaux de collec-
te, la matiere collectee est destinee a etre recyclee vers les entrees
des conduits extremes 22 et 28, o la matiere
fondue peut etre melangee a de la matiere non fondue ou par-
tiellement fondue Ce melangeage ou cette fusion de la matiere fondue,
collectee et recyclee, avec de la matiere non fondue ou partiellement
fondue a l'entree, contribue a ameliorer le rendement global de la
fusion L'amelioration du rendement de la fusion resulte de la
penetration de la matiere fondue et visqueuse en de la matiere non
fondue ou partiellement fondue et de l'acceleration de la deformation
des matieres non
fondues ou partiellement fondues.
Les figures 6,7 et 8 illustrent un autre aspect de l'invention dans
lequel un ou des canaux de collecte de matiere est ou sont agences sur
la ou les surfaces 20 entre des conduits adjacents a role de fusion
Comme represente sur la figure 6, un canal 160 de collecte de matiere,
compcrtant des parois 162 et 164, est porte par la surface 20 entre
les conduits 26 et 28 D'autres canaux 160 de collecte peuvent etre
portes par les surfaces 20 entre d'autres conduits de l'etage de
traitement par fusion Comme les canaux 140, le canal 160 est destine a
assurer un pompage efficace de la matiere collectee et il presente une
forme geometrique lui permettant d'assurer efficacement ce role Comme
illustre, la matiere echangee entre les conduits 26 et 28 en
empruntant l'intervalle 130 est collectee dans le canal 160 et
rapidement
13 2519290
entrainee vers l'avant, vers une surface 154 constituant une paroi
extreme d'un element 156 de blocage-de matiere (figure 7) La matiere
bloquee a la surface 154 est dechargee du canal 160 par une sortie
convenable La sortie du canal 160 peut etre disposee de maniere a
permettre une decharge directe de la matiere de l'appareil, ou bien la
sortie peut etre disposee de maniere a transferer la matiere a un
conduit de fusion pour la decharge de la matiere du conduit ou pour
recyclage de cette matiere avec de la matiere traitee dans le conduit
Comme represente sur la figure 8, la matiere collectee a la surface
154 est de preference envoyee a une
gorge 158 destinee a transferer la matiere a un conduit adja-
cent. La gorge 158 de transfert est formee dans la surface coaxiale 38
pres de la surface 154 L'extremite ouverte de la gorge 158 est
disposee de maniere a recevoir la matiere bloquee et collectee a la
surface 154 et aenvoyer la matiere aisi recue sur la surface 20 pour
la decharger vers la region d'admission du conduit 28 Comme on le voit
mieux sur la
figure 8, l'extremite ouverte de la gorge 158 s'etend paralle-
lement a l'axe du rotor 12 dans la region du canal 160 en amont de la
surface 154, puis elle s'etend transversalement a l'axe du rotor 12 a
travers la surface 20 puis parallelement a l'axe du rotor dans la
region du conduit adjacent 28 en aval de l'element 48 de blocage
L'agencement du ou des canaux de collecte de matiere sur la ou les
surfaces 20 entre des conduits adjacents, a role de fusion, diminue le
temps de sejour de la matiere dans l'intervalle 130 et assure un effet
plus intense de melangeage de la matiere ayant
emprunte le ou les intervalles 130.
Les figures 9 a 16 illustrent un appareil a plusieurs etages de
traitement, particulierement prefere, comportant le nouvel etage
perfectionne de fusion selon la presente invention Comme represente
sur la figure 9, un rotor 212 monte sur un arbre 214 porte plusieurs
conduits de traitement destines a constituer des premier, second et
troisieme etages de traitement Des conduits 222, 224, 226 et 228 de
traitement, comportant des
14 2519290
canaux 221, 223, 225 et 227 respectivement, constituent le premier
etage qui est un etage de fusion selon la presente invention Le second
etage comprend des troncons interne et externe Un conduit 230,
comportant un canal 229, constitue le troncon interne cependant qu'un
conduit 234 comportant un canal 233 constitie le troncon externe Le
troisieme etage est constitue par un conduit 232 comportant un canal
231 et il est dispose entre les troncons interne et externe du second
etage, que ce troisieme etage separe Comme on l'expliquera en details
ci-apres, les etages sont interconnectes par des gorges de transfert
de matiere formees dans une surface coaxiale 238 et agencees de
maniere a permettre le transfert
de la matiere, traitee dans un etage, vers un autre etage.
Pour illustrer une forme partiulierement preferee de realisa-
tion de l'invention, on peut indiquer que le premier etage
de l'appareil rotatif a plusieurs etages de traitement, repre-
sente, implique un etage a role de fusion selon l'invention, le second
etage etant destine a melanger la matiere traitee dans le premier
etage de fusion, et le troisieme etage etant destine a mettre sous
pression et a decharger de l'appareil
la matiere traitee dans le second etage.
Dans l'appareil represente, une surface 220 portant les canaux des
conduits de fusion est separee de la surface 238 par un intervalle 272
de jeu qui, dans les etages de fusion des appareils de la presente
invention, represente environ 0,64 cm ou davantage En outre, un canal
280 de collecte, comportant des parois 282 et 284, est agence sur la
surface 220 pres du conduit 222 Un element 286 de blocage (figure 11),
presentant une surface 288 de blocage de matiere, est menage sur
l'element stationnaire de maniere a s'etendre
radialement dans le canal 280 de collecte.
En service, la matiere est fournie a l'appareil par
une entree 242 d'admission et elle est refoulee par des depouil-
les 244 (comportant des parois laterales 246) dans les canatu X 221,
223, 225 et 227 La situation ef;t representee sur les figures 9,10,11
et 12 La figure illustre un segment du rotor 212 portant les conduits
222, 224,226 et 228 de l'etage de fusion et le premier conduit 230
2519290
du troncon interne du second etage La figure 12 illustre le conduit
228 de l'etage de fusion, comportant le canal 227, et qui presente les
memes dimensions et le meme agencement
des elements structurels que les autres conduits 222, 224-
et 226 de l'etage de fusion Chaque conduit de l'etage de fusion
comprend un element 248 de blocage de canal, dispose de maniere a
communiquer avec chaque conduit de l'etage de
fusion L'element 286 de blocage (figure 10 et 11) est egale-
ment dispose pres d'une gorge 250 de transfert de matiere, pour
envoyer la matiere, bloquee et collectee a la surface
288, dans la gorge 250 Une majeure partie de la circonferen-
ce entourant les conduits de traitement separe de prefe-
rence la gorge 250 de l'entree 242.
Comme represente (figures 10, 11 et 12), chaque ele-
ment 248 de blocage presente une surface 252 constituant une paroi
extreme de blocage et de collecte de matiere pour chaque conduit de
l'etage de fusion Donc, la fusion s'effectue, dans l'etage de fusion,
sensiblement comme decrit ci-dessus a propos de l'appareil a un seul
etage represente sur les figures 1 a 8 La surface de contact pour le
traitement de fusion comprend la surface delimitee par les parois
laterales des canaux pour engendrer un mouvement relatif, ainsi que
l'aire presentee par les surfaces 220 et 238 aux -intervalles 272, et
l'etage de fusion assure une fusion efficace et un melangeage intense
de la matiere traitee dans cet etage de fusion. Des elements
particulierement preferes de blocage de matiere, dans les conduits de
l'etage de fusion de la presente invention, comportent une surface de
blocage de matiere separee d'une surface de collecte de matiere par un
prolongement ayant des cotes formant avec les parois des canaux un
espace permettant le regroupement de la matiere fondue.
La matiere traitee dans l'etage de fusion est dechar-
gee de chaque conduit, et la matiere collectee dans le canal 280 de
collecte est aussi dechargee,par une gorge 250 de transfert de matiere
(figures 10 et 11) La gorge 250 de
16 2519290
transfert de matiere est formee dans la surface coaxiale 238 pres, et
en amont, de la surface 252 de l'element 248 de blocage La gorge 250
s'etend parallelement a l'axe du rotor 212 L'extremite ouverte de la
gorge 250 est disposee de maniere a recevoir la matiere traitee et
collectee a la surface 288 et a la surface 252 de chaque conduit et a
convoyer la matiere ainsi recue au-dessus des surfaces 220 de rotor
entre le canal 280 de collecte et le canal 221 et entre les canaux
223, 225 et 227 pour decharger la matiere dans le conduit 230
du troncon interne de traitement du second etage Comme repre-
sente sur les figures 10 et 11, la partie terminale la plus externe de
la gorge 250 constitue une entree d'admission dans
le conduit 230.
L'etage de fusion illustre sur les figures 9,10 et Il comporte quatre
conduits de traitement de dimensions et de forme sensiblement
identiques On peut utiliser un nombre plus ou moins grand de conduits,
et l'on peut aussi utiliser dans la'pratique de l'invention des
conduits de l'etage de traitement par fusion dont la forme, les
dimensions et la forme geometrique different de celles d'autres
conduits de
l'etage de fusion.
Le second etage de traitement de l'appareil a plusieurs etages,
illustre sur les figures annexees,comprend des troncons interne et
externe separes par au moins un conduit de traitement constituant le
troisieme etage Comme
represente sur la figure 9, le conduit 230 constitue le tron-
con interne du second etage cependant que le conduit 234 cons-
titue le troncon externe Comme represente sur les figures
9,10 et 11, un canal de collecte n'est pas agence sur la sur-
face 220 entre le conduit 228 de l'etage de fusion et le
conduit 230 du troncon interne Au contraire, le modele repre-
sente permet a la matiere de passer du conduit 228 sur la sur-
face 220 vers le conduit 230, et ce passage de matiere se produit sur
la quasi-totalite de la circonference formant la
surface 220.
La matiere qui est passee sur la surface 220 pour parvenir au conduit
230 s'ajoute a la quantite de matiere fournie au conduit 230 par la
gorge 250 de transfert de la
17 2519290
matiere de l'etage de fusion, et peut augmenter sensiblement le debit
global d'alimentation, en matiere provenant de l'etage de fusion, du
conduit 230 du troncon interne Cette
augmentation du debit d'alimentation en de la matiere, prove-
nant de l'etage de fusion, du conduit 230 du troncon interne
est une caracteristique importante contribuant a l'ameliora-
tion du rendement de l'appareil rotatif illustre, a plusieurs etages
de traitement Comme represente sur les figures 9 et 11, le conduit 230
comporte des parois laterales paralleles et il est plus large que les
conduits 222, 224, 226 et 228 de l'etage de fusion Dans l'appareil
represente, le conduit
230 a pour role de melanger ou d'homogeneiser la matiere pro-
venant de l'etage de fusion, et la forme geometrique de conduit 230 a
ete choisie de maniere a lui permettre de jouer
efficacement son role.
La forme geometrique choisie pour le passage 230 peut cependant
etablir une difference entre le debit auquel la matiere traitee dans
l'etage de fusion est introduite dans
le conduit 230 du troncon interne et la capacite de ce con-
duit 230 a traiter et a decharger de la matiere Cette diffe-
* rence permet au passage 230 de traiter et decharger de la matiere,
provenant de l'etage de fusion, en une plus grande quantite que le
debit auquel cette matiere est introduite dans le passage 230 Cette
difference entre le debit auquel
le conduit de troncon interne recoit la matiere et la capaci-
te en volume et debit du conduit a traiter et a decharger de la
matiere peut provoquer des fluctuations assez grandes de pression,
d'ecoulement et de temperature dans les conduits de traitement et en
particulier a la zone de decharge de
l'appareil Cependant, le ou les etages de fusion de l'appa-
reil de la presente invention peuvent etre relies a des conduits d'un
second etage de traitement de la maniere presentee de facon a
augmenter le debit d'alimentation en matiere, provenant de l'etage de
fusion, du conduit du second etage de traitement, ce qui assure un
debit plus uniforme d'ecoulement de la matiere dans les conduits En
outre, le debit de passage de la matiere du conduit 228 au conduit 230
sur la surface 220 peut etre regle et ajuste par une diminu-
tion selective de l'intervalle de jeu entre la surface 228
et la surface 220 separant les conduits 228 et 230.
En se referant a nouveau aux figures 10,11 'et 13, on voit que la
matiere, traitee dans l'etage de fusion, est transferee par la gorge
250 dans le conduit 230 du troncon interne du second etage Dans les
appareils rotatifs de la presente invention, la matiere traitee dans
l'etage de fusion
est efficacement melangee dans le conduit 230 par le mouve-
ment relatif etabli entre la matiere bloquee par un element 254 de
blocage et les parois du canal mobile du conduit 230 qui entrainent la
matiere vers l'avant, vers une surface 256
constituant une paroi extreme a role de blocage de matiere.
Dans les appareils a plusieurs etages de la presente invention, le ou
les elements de blocage du ou des conduits de traitement du troncon
interne du second etage (par exemple l'element 254 de la figure 13)
est ou sont disposes a environ 1800 de la position circonferentielle
des elements 248 de blocage des conduits du premier etage Donc, dans
le conduit 230, la matiere ne parcourt qu'un demi-tour environ dans le
conduit avant d'atteindre l'element 254 de blocage La matiere bloquee
et collectee a la surface 256 de l'element 254 est dechargee du
conduit en empruntant une gorge 258 de transfert
de la matiere provenant du troncon interne.
La gorge 258 de transfert est representee sur la figure 14, qui est
une presentation idealisee et simplifiee comportant des fleches
indiquant la direction d'ecoulement dans les gorges de transfert de
matiere par rapport a des elements de blocage disposes dans des
conduits des troncons interne et-externe du second etage par rapport a
un element de blocage dispose dans un conduit de troisieme etage Comme
represente, la gorge 258 de transfert est formee dans une surface
coaxiale 238 et elle est concue, agencee et adaptee de maniere a
recevoir la matiere collectee a la surface 256 et a transferer la
matiere ainsi collectee du conduit 230 vers le conduit 234 du troncon
externe Essentiellement, l'extremite ouverte de la gorge 258 peut,
comme represente,
19 25 2519290
s'etendre parallelement a l'axe du rotor 212 a partir de la
region du conduit 230 en amont de la surface 256 puis transver-
salement a l'axe du rotor 212 en travers de la surface 220 pres du
conduit 232 puis parallelement a l'axe du rotor 212 dans le canal 231
du conduit 232 et en travers de la surface 220 entre les conduits 232
et 234 pour parvenir a la region du conduit 234 en aval d'un element
260 de blocage Ainsi disposee, la gorge 258 constitue une sortie de
decharge de la matiere provenant du conduit 230 du troncon interne du
second etage et une admission destinee a fournir de la matiere au
conduit 234 du troncon externe On notera que la matiere se trouvant
dans la gorge 258 est transportee au-dela du canal
231 ouvert du conduit 232 separant les conduits 230 et 234.
En service, le conduit 232 est destine a etre suffisamment
rempli et a engendrer des pressions elevees de maniere a mini-
miser la fuite de matiere provenant de la gorge 258 et se
dirigeant vers le canal 231-.
Comme decrit dans le brevet precite US-A-4 227 816, la gorge 238 peut
etre formee dans des unites amovibles de
direction d'ecoulement qui peuvent etre montees dans des enco-
ches de l'enveloppe 216 agencees de maniere a permettre une
cooperation de la gorge de transfert avec des conduits choisis.
L'unite amovible de direction d'ecoulement peut egalement
porter des elements de blocage associes a la gorge de trans-
fert.
Le troncon interne du second etage illustre et decrit
comprend un conduit, mais l'on peut faire varier cet agence-
ment prefere et illustre Par exemple, le troncon interne peut
comporter plus d'un conduit et la forme generale, la dimension et la
forme geometrique des conduits peuvent etre identiques ou differentes
Comme illustre, le ou les conduits preferes du troncon interne du
second etage sont ceux dans lesquels le ou les conduits recevant la
matiere traitee dans le premier etage presentent une forme geometrique
assurant une capacite de traitement et de decharge superieure au debit
auquel la matiere est introduite dans le ou les conduits Cependant,
pour certaines operations de traitement dans le second etage,
2519290
la forme geometrique choisie pour le conduit recevant la ma-
tiere provenant du premier etage peut assurer a ce conduit une
capacite egale ou meme inferieure au debit d'alimentation
en matiere.
Comme represente sur la figure 15, la gorge 258 de transfert alimente
en matiere le conduit 234 du troncon externe du second etage La
matiere ainsi fournie est entrainee vers l'avant par les parois du
canal du conduit 234 vers l'element 260 de blocage pour se rassembler
sur une surface 262 de l'element 260 et etre dechargee par une gorge
264 de
transfert de la matiere provenant du troncon externe.
Le troncon externe du second etage represente sur
la figure 9 consiste en un conduit, mais des appareils rota-
-tifs de traitement selon la presente invention peuvent inclure des
appareils dans lesquels il peut y avoir plus d'un conduit Comme
illustre sur la figure 9, le conduit du troncon externe du second
etage differe un peu, par ses dimensions, des conduits de traitement
du troncon interne du second etage: Dans l'appareil represente, le
canal 233 de conduit est plus etroit, et la forme geometrique a ete
choisie de maniere a developper efficacement la pression necessaire
pour alimenter le conduit 234 Cependant, le nombre, la forme generale,
les
dimensions et la forme geometrique du ou des conduits du tron-
con externe peuvent etre identiques ou differents, d'un con-
duit a l'autre ou par rapport au conduit unique ou aux multi-
ples conduits eventuels du troncon interne.
En se referant a nouveau a la figure 14, on voit que la matiere, qui a
ete traitee dans le conduit 234 du troncon externe du second etage,
est transferee vers un conduit de traitement du troisieme etage en
empruntant la gorge 264 de transfert de matiere La gorge 264 est
formee dans la surface coaxiale 238 et elle comporte une extremite
ouverte qui s'etend parallelement a l'axe du rotor 212 depuis la
region du conduit 234 en amont de la surface 262, puis s'etend
transversalement a l'axe du rotor 212 sur la surface 220 puis
parallelement a l'axe du rotor 212 vers la region du conduit 232 en
aval d'un element 266 de blocage Le conduit 232 du troisieme etage
21 2519290
(figures 9 et 16) est principalement destine a jouer le role
d'un etage de compression ou de pompage de la matiere prove-
nant du troncon externe du second etage Donc, la forme geome-
tric de ce conduit est choisie de maniere a permettre a ce conduit de
rester au moins partiellement empli a tout moment
en cours de service et a lui permettre d'engendrer des pres-
sions elevees de decharge Comme represente sur la figure 16,
la matiere introduite dans le conduit de traitement du troi-
sieme etage est entrainee vers l'avant par les parois du canal
du conduit 232, vers l'element 266 de blocage La matiere col-
lectee a la surface 268 de l'element 266 est dechargee de l'appareil
par une sortie 270 Un organe de commande de la decharge, comme un
element 295 d'etranglement (figure 16), est relie a la sortie 270 de
maniere a commander la decharge
de matiere et/ou a regler la pression de decharge.
La figure 9 montre un troncon de traitement dans le troisieme etage
consistant en un conduit, mais le troncon peut comporter plus d'un
seul conduit Les conduits peuvent etre
relies en parallele ou en serie Par exemple, plusieurs con-
duits de traitement formant le troisieme etage peuvent etre
interconnectes de maniere a permettre le transfert de la matiere d'un
conduit de traitement vers un autre conduit de
traitement formant le troisieme etage, pour etre ensuite -
dechargee de l'appareil En variante, plusieurs conduits de
traitement formant le troisieme etage peuvent etre intercon-
nectes de maniere a introduire la matiere dans chaque conduit
et a la decharger de chaque conduit de l'appareil.
Les appareils a plusieurs etages de traitement, selon la presente
invention, constituent des appareils hautement efficaces de traitement
d'une matiere polymere, presentant
des avantages speciaux de fonctionnement et de conception.
Un appareil a plusieurs etages, tel que decrit et represente, offre
des avantages comme la compacite des dimensions, une
faible consommation d'energie et un potentiel eleve de produc-
tion pour realiser efficacement des operations de fusion, de melange
et de decharge donnant, a un debit et une pression essentiellement
constants, un produit polymere fondu de haute
22 2519290
qualite uniforme Par exemple, un appareil rotatif a plusieurs etages
de traitement, du type decrit a propos des figures 9 et 16, a ete
dessine et concu de maniere a traiter diverses matieres polymeres
L'appareil concu comporte un rotor ayant un diametre externe de 35,56
cm comportant un agencement de conduits de traitement, comme
represente sur la figure 9,
iriterconectes par des gorges de transfert de matiere Les gor-
ges sont formees dans la surface coaxiale de l'enveloppe sta-
tionnaire, sensiblement selon le meme agencement que celui
represente sur la figure 14.
Les conduits de l'etage de fusion de l'appareil ainsi concu
comprennent, comme representes sur la figure 9, quatre canaux en forme
de coin Chaque canal presente une largeur maximale de 2,54 cm, une
largeur minimale de 1, 65 cm et une hauteur de 6,22 cm La surface 220
separant chaque canal de
traitement par fusion presente une largeur de 2,54 cm L'inter-
valle 272 entre la surface 220 du rotor 212, comportant les quatre
canaux en forme de coin, et la surface 238, est de 0,64
cm En outre, un canal 280 de collecte est agence sur la sur-
face 220 portant les canaux de l'etage de fusion pres du canal le plus
eloigne du conduit du second etage Le canal 280 de collecte est en
forme de coin et presente une largeur maximale de 0,64 cm et une
hauteur de 6, 22 cm La surface 220, entre le canal de collecte et le
canal adjacent de traitement par fusion, s'etend sur 2,54 cm Le
conduit du troncon interne du second etage comporte un canal
rectangulaire ayant une largeur de 2,54 cm et une hauteur de 6,22 cm
La surface 220 presente, entre le canal du second etage et le canal
adjacent de traitement par fusion, une largeur de 2,54 cm Le conduit
du troncon externe du second etage de l'appareil comprend un canal
rectangulaire ayant une largeur de 1,27 cm et une hauteur
de 6,22 cm Le conduit de traitement du troisieme etage com-
prend un canal ayant une largeur maximale de 0,64 cm et une
hauteur de 6,22 cm La surface 220 separant le canal du tron-
con interne du canal du troisieme etage presente une largeur de 3,81
cm alors que la largeur de la surface 220 entre le canal du troisieme
etage et le canal de l'etage externe est
23 2519290
de 3,81 cm.
Au cours d'une operation typique de fonctionnement d'un appareil
rotatif a plusieurs etages du modele decrit, de la matiere polymere
peut etre introduite, a un debit -5 horaire de 907 kg, dans les quatre
conduits du premier etage de l'appareil chauffe Le rotor 212 de
l'appareil peut tourner a la vitesse de 150 t/min La temperature de la
matiere fondue, collectee en vue de son transfert par la gorge 250 de
transfert de matiere, peut se situer entre 121 'C et 149 'C, alors que
la pression engendree sur les surfaces 252 constituant des parois
extremes des conduits du premier etage peut se situer entre 6,9 et
10,35 M Pa La matiere collectee apres traitement dans le premier etage
peut etre envoyee a un debit horaire de 907 kg dans le premier conduit
du troncon interne du second etage La temperature de la matiere
traitee (melangee) dans le troncon interne peut etre de 1660 C-171 'C
alors que des
pressions de 1,38 A 1,72 M Pa peuvent etre engendrees a la sur-
face 256 formant paroi extreme La temperature de la matiere traitee
dans e troncon externe du second etage peut se situer entre 1770 C et
1880 C, cependant qu'une pression de 1,38 A 1,72 M Pa peut etre
developpee a la surface 262 formant paroi extreme La matiere traitee
dans le troisieme etage peut etre
dechargee de l'appareil a une temperature sensiblement unifor-
me comprise entre 204 'C et 232 'C, a un debit horaire sensible-
ment constant de 907 kg et a une pression sensiblement cons-
tante comprise entre 13,8 et 20,7 M Pa.
En plus d'assurer une capacite particulierement effi-
cace de traitement de la matiere polymere a des conditions
sensiblement constantes de debit de decharge, de temperature et de
pression, les appareils rotatifs a plusieurs etages de traitement
selon la presente invention offrent des avantages
speciaux en minimisant une fuite de l'appareil vers l'exte-
rieur Normalement, on utilise des joints, du type decrit dans le
brevet US-A-4 300 842, pour empecher une fuite vers l'exterieur De
tels joints ( 291, figure 11) sont disposes sur la surface 220 pres de
chaque extremite du rotor 212 pour
empecher la matiere de fuir l'appareil en empruntant l'inter-
24 2519290
valle de jeu entre les surfaces 220 des extremites du rotor et la
surface 238 Des appareils a plusieurs etages preferes
de la presente invention comprennent de tels organes d'etan-
cheite destines a empecher une fuite vers l'exterieur En outre, de
tels organes d'etancheite peuvent etre disposes sur la surface 220
entre des conduits de traitement pour empecher que la matiere ne fuie
vers l'interieur, d'un conduit vers un autre, en empruntant
l'intervalle entre les surfaces 220 et 238 Les appareils preferes de
la presente invention comprennent egalement de tels joints destines a
combattre une fuite interne Donc, dans l'appareil represente (figure
9) de tels joints peuvent etre disposes sur la surface 220 entre
le conduit 230 du troncon interne et le conduit 232 du troi-
sieme etage et sur la surface 220 entre le conduit 232 et le
conduit 234 du troncon externe.
La conception des appareils rotatifs a plusieurs
etages de traitement, de la presente invention, reduit cepen-
dant de maniere inherente le risque de fuite vers l'exterieur-
et assure un degre particulierement efficace de maitrise d'une telle
fuite vers l'exterieur Comme deja decrit, un canal 280 de collecte de
la matiere de fuite (figure 9) est dispose a
une extremite de l'etage de fusion afin de diminuer efficace-
ment et d'empecher une fuite, vers l'exterieur, de la matiere
provenant de l'extremite de l'appareil correspondant a l'etage
de fusion Cependant, comme decrit egalement, dans les appa-
reils de la presente invention, le conduit de pompage sous pression
elevee est dispose entre les conduits des troncons
interne et externe destines a fonctionner a des pressions rela-
tivement basses Donc, a l'extremite de l'appareil opposee a l'etage de
fusion, le conduit le plus externe ( 234, figure 9) engendre des
pressions relativement basses en diminuant ainsi le risque d'une fuite
vers l'exterieur et en permettant de lutter contre une telle fuite De
plus, la quantite de matiere disponible pour fuir vers l'exterieur est
minimisee par l'-agencememnt decrit du conduit de traitement a haute
pression entre les conduits de traitement formant les troncons interne
et externe et fonctionnant a des pressions relativement
2519290
inferieures La matiere qui fuit du conduit de traitement a haute
pression vers les conduits des troncons interne ou externe peut etre
collectee dans ces conduits de troncons
interne et externe et recyclee vers le conduit a haute pres-
sion en vue de sa decharge Donc, une fuite de l'appareil rotatif a
plusieurs etages de traitement, represente, vers l'exterieur est
efficacement empechee A l'extremite de l'appareil correspondant a
l'etage de fusion, la fuite de
l'appareil rotatif a plusieurs etages de traitement est effi-
cacement empechee par le canal de collecte de la matiere en fuite, qui
collecte continuellement et diminue la quantite de matiere disponible
pour une fuite vers l'exterieur A l'autre extremite, l'agencement du
conduit du troisieme etage par rapport aux conduits des troncons
interne et externe
combat efficacement une fuite a cette extremite de l'appareil.
Il ressort de la description ci dessus que les appa-
reils rotatifs de traitement comportant le nouvel etage de
fusion de la presente inventioh offrent de nombreux avantages.
distinctifs et inattendus Les intervalles relativement larges de jeu
entre la surface du rotor portant les canaux de fusion permet un libre
echange de matiere d'un conduit a un autre et assure un melangeage
intense de lamatiere traitee dans l'etage de fusion En outre, les
intervalles
de jeu donnent a l'appareil un supplement de surface de con-
tact pour le traitement de la matiere fondue, et ce supplement
de surface de traitement de la matiere fondue permet des con-
ditions tres efficaces pour la fusion et le melange des matieres
traitees On obtient une utilisation efficace des intervalles de jeu
relativement grands par l'agencement, la conception, le dessin et le
calcul ainsi que la cooperation d'un canal de collecte, capable de
combattre efficacement unefuite de l'appareil vers l'exterieur Le
canal de collecte realise efficacement cette collecte et enleve
rapidement les matieres fondues des regions extremes de l'etage de
fusion et, de preference, l'appareil recycle la matiere fondue et
collectee en l'envoyant vers des regions d'admission a basse pression
des conduits de fusion Le melange de la matiere
fondue avec de la matiere non fondue dans les regions d'admis-
sion contribue encore a ameliorer le rendement global de la
fusion realisee par l'etage de fusion.
Tel qu 'il est concu, l'etage de traitement par fusion peut aussi, en
particulier, etre adapte en vue d'une conne- xion avec un autre
conduit de traitement et peut etre agence de maniere a augmenter le
debit d'introduction de la matiere traitee dans l'etage de fusion,
dans un conduit de second etage en-vue d'un traitement supplementaire
La capacite d'un
debit accru a une importance speciale dans des appareils rota-
tifs a plusieurs etages de traitement dans lesquels le conduit
supplementaire interconnecte peut traiter et decharger de la matiere a
un debit superieur au debit auquel la matiere, traitee dans l'etage de
fusion, est introduite dans ce conduit L'augmentation du debit est un
facteur favorisant une meilleure uniformite de l'ecoulement, des
temperatures et des pressions de decharge au cours du fonctionnement
de l'appareil, malgre les risques de graves fluctuations et en raison
de la difference existante entre la capacite d'absorption de
l'appareil et les debits d'alimentation Donc,
l'invention propose a la pratique de nouveaux appareils rota-
tifs de traitement ayant des caracteristiques globales amelio-
rees de traitement en comparaison des appareils rotatifs
connus au moment o l'invention a ete realisee.
Il va desoi que, sans sortir du cadre de l'invention,
de nombreuses modifications peuvent etre apportees a l'appa-
reil rotatif de traitement de matieres plastiques et polymeres,
decrit et represente.
l
27 2519290
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Appareil rotatif, comprenant un element rotatif ( 14,12) portant
plusieurs canaux ( 21,23,25,27) de traitement s'etendant vers
l'interieur a partir de la surface ( 20) du rotor ( 12), et un element
stationnaire ( 16) presentant une
surface ( 38) d'enceinte coaxiale disposee de maniere a coope-
rer avec lesdits canaux pour constituer plusieurs conduits
( 22,24,26,28) fermes de traitement, chaque conduit de traite-
ment comportant une entree ( 42) et une sortie ( 50) ainsi qu'un
element, ( 48) presentant une surface ( 52) formant paroi extreme,
associee a l'element stationnaire ( 16) et agencee de maniere a
pouvoir bloquer la matiere, introduite par l'entree dans le conduit, a
la surface ( 52) formant paroi extreme pour assurer le traitement de
la matiere en cause ou la decharge de cette matiere, ou le traitement
et la decharge, du conduit par une sortie, appareil caracterise en
ce qu'un intervalle ( 130) relativement large separe la sur-
face ( 20) du rotor portant les canaux ( 21,23,25,27) de traite-
ment de la surface ( 38) d'enceinte, cet intervalle ( 130) etant
destine a permettre un echange important de matiere d'un conduit a un
autre le long de la quasi-totalite de la circonference de chaque
conduit; un canal ( 140) de collecte,
comportant des parois opposees ( 142,144) portees -par la sur-
face ( 20) du rotor et s'etendant de cette surface ( 20) vers
l'interieur est agence pres d'un canal terminal de traitement pour
collecter la matiere empruntant l'intervalle ( 130) entre
la surface ( 38) d'enceinte et la surface ( 20) du rotor sepa-
rant le canal ( 140) de collecte et le canal adjacent ( 21; 27) de
traitement de l'extremite adjacente; et en ce qu'il comporte une
sortie et un element ( 148) de blocage presentant une surface ( 146)
formant paroi extreme, associee a l'element stationnaire ( 16) et
agencee avec le canal ( 140) de collecte de maniere a pouvoir bloquer
la matiere, collectee dans le canal ( 140) de collectepourdecharger
cette matiere dudit
canal.
2 Appareil rotatif selon la revendication 1, caracte-
rise en ce que des canaux ( 140) de collecte sont agences pres
28 2519290
de chaque conduit extreme ( 21,27) de traitement.
3 Appareil rotatif selon la revendication 1, carac-
terise en ce qu'il comporte des gorges ( 150), formees dans la surface
( 38) d'enceinte, et agencees et adaptees, avec chaque canal ( 140) de
collecte, en vue de recevoir la matiere collectee et bloquee a la
surface ( 146) formant paroi extreme de ce canal ( 140)&#x003E;pour
transferer la matiere de ce canal vers
la region de l'entree d'un conduit adjacent de traitement.
4 Appareil rotatif selon la revendication 1, carac-
terise en ce qu'il comporte un dispositif ( 6) pour chauffer les
conduits de traitement.
Appareil rotatif selon la revendication 1, carac- terise en ce que les
sorties des conduits de traitement et les sorties des canaux de
collecte sont axialement alignees et en ce qu'une majeure partie de la
circonference des conduits de traitement separe lesdites sorties des
entrees des conduits
de traitement.
6 Appareil selon la revendication 1, caracterise en ce que
l'intervalle ( 130) relativement large a une largeur
egale ou superieure a environ 0,64 cm.
7 Appareil rotatif selon la revendication 1, carac-
terise en ce qu'il comporte un canal ( 140) de collecte de matiere,
porte par la surface ( 20) du rotor entre des canaux ( 21,27)
adjacents de traitement et un element ( 148) presentant une surface (
146) formant paroi extreme a role de blocage de matiere, ainsi qu'une
sortie associee a l'element stationnaire et agencee avec le canal de
collecte de matiere echangee de maniere a pouvoir bloquer cette
matiere collectee dans le
canal en vue de la decharge de ladite matiere de ce canal.
8 Appareil selon la revendication 1, caracterise en ce-que la paroi (
144) du canal de collecte ( 140) la plus eloignee du canal terminal (
21,27) de traitement a une hauteur superieure a la hauteur de la paroi
( 142) de canal de collecte la plus voisine du canal extreme ( 21,27)
de traitement et se termine, a des positions de surface extremes du
rotor, assurant un jeu etroit entre les parties de la surface extreme
de rotor
et la surface ( 38) d'enceinte.
29 2519290
9 Appareil selon la revendication 8, caracterise en ce que des organes
( 133) d'etancheite sont disposes dans les zones de jeu etroit entre
les parties de surface extreme
de rotor et la surface ( 38) d'enceinte.
10 Appareil rotatif a plusieurs etages de traitement, caracterise en
ce qu'il comprend un element rotatif ( 212)
portant plusieurs canaux ( 223, 225,227,229,231,233) de traite-
ment et un element stationnaire ( 216) ayant une surface ( 238)
coaxiale d'enceinte disposee de maniere a cooperer en service avec
lesdits canaux pour constituer des conduits ( 222,224,226,
228,230,232,234) fermes de traitement, lesquels forment plu-
-sieurs etages interconnectes comprenant un premier etage de
traitement et un second etage de traitement, destines a rece-
voir la matiere traitee dans le premier etage, ledit premier
etage etant dispose a une extremite du rotor ( 212) et compre-
nant plusieurs conduits ( 222,224,226,228) de traitement comprenant
une entree, une gorge ( 250) de transfert de la matiere du premier
etage et un element ( 248), presentant une surface formant paroi
extreme et assurant un blocage de la matiere, element ( 248) associe a
l'element ( 216) stationnaire et agence de maniere a pouvoir bloquer a
la surface ( 252)J formant paroi extremela matiere introduite par
l'entree dans le conduit et a diriger cette matiere vers la gorge (
250) destinee a transferer la matiere vers au moins un conduit ( 230)
du second etage de traitement, lequel comporte une entree et une
surface ( 256) constituant une paroi extreme a role de blocage de
matiere, permettant de bloquer la matiere, traitee dans le premier
etage et introduite dans le conduit du second etage&#x003E; et de la
decharger du conduit du second etage; et en ce que la surface du rotor
( 220) portant les canaux ( 221,223, 225,227) du premier etage est
separee de la surface d'enceinte *( 238) par un intervalle ( 272)
relativement large, destine a permettre un echange important de
matiere d'un conduit a l'autre autour de la quasi-totalite de la
circonference de chaque conduit; un canal ( 280) de collecte,
comportant des parois laterales opposees portees par la surface ( 220)
du rotor et s'etendant de cette surface ( 220) vers l'interieur est
agence
2519290
pres du canal extreme ( 221) de traitement, du premier etage,
le plus eloigne du conduit de traitement du second etage et.
est destine a collecter la matiere passant par l'intervalle ( 272)
entre la surface d'enceinte ( 238) et la surface de rotor ( 212)
separant les canaux de collecte et d'trai- tement; et en ce que
l'appareil comporte egalement une sortie et un element de blocage
presentant une surface formant paroi extreme, associee a l'element
stationnaire et agencee avec le canal de collecte et avec la gorge (
250) de transfert de maniere a pouvoir bloquer la matiere, collectee
dans le canal de collecte, pour la decharger de ce canal par ladite
gorge ( 250) de transfert de matiere.
11 Appareil rotatif a plusieurs etages de traitement selon la
revendication 10, caracterise en ce qu'il comporte un dispositif
destine a chauffer au moins les conduits de
traitement formant le premier etage.
12 Appareil rotatif a plusieurs etages de traitement selon la
revendication 10, caracterise en ce qu'une majeure partie de la
circonference des conduits de traitement du
premier etage separe la gorge ( 250) de transfert de l'admis-
sion ( 242) dans les conduits de traitement du premier etage.
13 Appareil selon la revendication 10, caracterise en ce que les
conduits du premier etage comportent des canaux
en forme de coin.
14 Appareil selon la revendication 10, caracterise en ce que le second
etage, recevant la matiere traitee dans le premier etage, presente une
forme geometrique choisie lui donnant la capacite de traiter et de
decharger la matiere, deja traitee-dans le premier etage a un debit
volumetrique superieur au debit volumetrique d'introduction de cette
matiere dans le second conduit.
Appareil selon la revendication 10, caracterise en ce que l'element (
254) de blocage du conduit ( 234) du second etage est dispose a 180
environ, sur la circonference, des elements de blocage de conduits du
premier etage de traitement. 16 Appareil selon la revendication 10,
caracterise
31 2519290
en ce que le conduit ( 234) de traitement faisant partie du second
etage, est interconnecte a un ou plusieurs autres
conduits de traitement faisant partie du second etage.
17 Appareil selon la revendication 10, caracterise en ce que le
conduit de traitement, faisant partie du second etage, est
interconnecte a un ou plusieurs autres conduits de traitement faisant
partie du second etage et en ce que l'autre conduit de traitement
faisant partie du second etage est interconnecte a un conduit de
traitement faisant partie
du troisieme etage ou constituant le troisieme etage.
18 Appareil selon la revendication 17, caracterise en ce que le
conduit ( 232) de traitement formant le troisieme etage est place
entre le conduit ( 230) de traitement formant le second etage et
recevant la matiere traitee dans le premier
etage, d'une part, et le ou les autres conduits ( 234) intercon-
nectes de traitement faisant partie du second etage, d'autre part, 19
Appareil selon la revendication 18, caracterise en ce qu'il comporte
un dispositif ( 295) destine a commander
la decharge de la matiere provenant du conduit ( 232) de traite-
ment du troisieme etage.
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